Review Paper

Bioassay standardization issues in freshwater ecosystem assessment: test cultures and test conditions

Questions de normalisation des essais biologiques dans l'évaluation des écosystèmes d'eau douce : cultures expérimentales et conditions des tests

¹ Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia
² National Oilwell Varco (NOV), Flotta, Stromness, Orkney, UK
³ Pirogov Russian National Research Medical University, Moscow, Russia
⁴ Severtsov Institute of Ecology and Evolution RAS, Moscow, Russia

^* Corresponding author: elenfedoseeva@gmail.com

Abstract

The use of bioassays for environment contamination assessment, in particular for aquatic ecosystems, has gained topicality and found extensive applications over the past decades. The methodologies are well established, but the standardization of bioassay conditions needs to be better defined in order to assure applicability as an efficient analytic tool and that results are ecologically relevant. This paper addresses the analysis of the current international situation and the specifics of Russian practice in culturing and use of test organisms for freshwater bioassays. Standardization of bioassays calls for the utilisation of pertinent sources of test cultures and the provision of appropriate cultivation conditions. The paper discusses and reviews recommendations for the selection of test species and their culturing in the context of established ecotoxicological targets and the assessment of sensitivity to various reference toxicants. The significance of the quality of water utilized for test cultures and sample dilution is highlighted. Strict water quality requirements and synthetic media options are analyzed and due consideration is given to temperature and illumination conditions. Toxkit microbiotests are discussed as an alternative to toxicity bioassays alleviating the need for continuous stock test culturing and maintenance.

Résumé

L'utilisation des essais biologiques pour l'évaluation de la contamination de l'environnement, en particulier pour les écosystèmes aquatiques, est devenue d'actualité et a trouvé de nombreuses applications au cours des dernières décennies. Les méthodologies sont bien établies, mais la normalisation des conditions d'essais biologiques doit être mieux définie afin d'assurer, et l'applicabilité en tant qu'outil d'analyse efficace, et que les résultats sont écologiquement pertinents. Le présent document traite de l'analyse de la situation internationale actuelle et des particularités de la pratique russe en matière de culture et d'utilisation d'organismes de test pour les essais biologiques en eau douce. La normalisation des essais biologiques exige l'utilisation de sources pertinentes de cultures expérimentales et la mise à disposition de conditions de culture appropriées. Le document discute et examine les recommandations pour la sélection des espèces de test et leur culture dans le contexte des cibles écotoxicologiques traditionnelles et l'évaluation de la sensibilité à divers produits toxiques de référence. L'importance de la qualité de l'eau utilisée pour les cultures expérimentales et la dilution des échantillons est soulignée. Les exigences strictes en matière de qualité de l'eau et les options en matière de fluides synthétiques sont analysées et les conditions de température et d'éclairage sont dÛment prises en compte. Les tests microbiologiques Toxkit sont considérés comme une alternative aux essais biologiques de toxicité, ce qui réduit la nécessité de cultiver et d'entretenir les animaux en continu.