Trzeba zauważyć, że zasady myślenia o ekspozycji, absorpcji, metabolizmie i manifestacji objawów, znane z toksykologii człowieka, również mają zastosowanie w ekotoksykologii. Wprawdzie specyficzne etapy mogą być bardzo różne (np. absorpcja u ryb (nie u drapieżnych) będzie zachodzić głównie w skrzelach) to zasady farmakokinetyki pozostaną takie same. Pojęcia podobieństwa strukturalnego i aktywności chemicznej są tak samo ważne dla ekotoksykologii. Niemniej zastosowanie tych zasad i podstaw teoretycznych do zróżnicowanych populacji dzikich gatunków, które współżyją jako społeczności w systemach naturalnych, będzie trudnym wyzwaniem dla naukowców i inżynierów zajmujących się oceną decyzji o sposobie zagospodarowania niebezpiecznych odpadów.

Badanie Oddziaływania Trucizn

Ekotoksykolodzy odpowiadają na wiele pytań o trujące własności składników przy zastosowaniu licznych systemów testów, zróżnicowanych pod względem złożoności, możliwości poznawczych i kosztów. Zastosowanie wyników tych testów, jak też możliwości ich wykonania są często ograniczone.

Początki laboratoryjnych testów toksyczności sięgają czasów przed II wojną światową, kiedy badania prowadzono tzw. metodą "ryba w słoiku". Późniejsze opracowanie optymalnych organizmów testowych, potocznie nazywanych "białym szczurem", doprowadziło do opracowania testów z udziałem wielu gatunków, od roślin (np. alg) przez bezkręgowce (np. pchła wodna) do drapieżników zakończających łańcuch pokarmowy (np. okoń). Wprawdzie opracowano standardowe metody testów z udziałem wielu gatunków, jednak nie uzyskano naukowego uzgodnienia w kwestii gatunku najbardziej wrażliwego na skażenia lub reprezentatywnego. Społeczność naukowa nie ustaje w poszukiwaniu tajemniczego "białego szczura".

Niektóre testy ekotoksykologiczne opracowane dla monitorowania zmian na poziomie subkomórkowym, komórkowym i dla organizmów, wykazują podobieństwo do używanych w ocenach toksyczności dla ludzi. Jednak w wielu przypadkach badania na poziomie organizmów lub tkanek nie pozwalają ocenić w pełni zjawiska toksyczności wobec ekosystemu. Na przykład, pomiar poziomu zanieczyszczeń w tkankach jadalnych ryb będzie dobrze opisywał osobnicze zagrożenie, jednak nie wniesie istotnych informacji o możliwościach zaistnienia strat w wodnym łańcuchu pokarmowym.

Metody testów ekotoksykologicznych zmierzają do odniesienia informacji otrzymanych z mierzalnych oddziaływań subkomórkowych do prognoz zmian strukturalnych i funkcjonalnych w ekosystemie. Badania takie komplikują się wraz coraz większą złożonością organizacji obiektu poddanego analizie: od populacji i społeczności do ekosystemu.

Testowanie i analiza efektów toksycznych często utrudniają wzajemne oddziaływania chemikaliów uwalnianych do środowiska. Chemikalia uwalniane do środowiska przez przemysł nieczęsto zawierają jeden związek chemiczny. Zwykle są to złożone mieszaniny chemikaliów. Dotychczas zbadano toksyczność niewielkiej części spośród chemikaliów, a bardzo mało wiadomo o wpływie złożonego melanżu niebezpiecznych wycieków i emisji uwalnianych z działających instalacji lub ze skażonych terenów.

Takie i wiele innych czynników utrudnia praktykę ekotoksykologii. Rozumiejąc te komplikacje trzeba zauważyć, że zrealizowano szereg dobrze udokumentowanych badań nad wpływem trucizn na środowisko. Przyczyniło się to do zgromadzenia rzetelnych danych potrzebnych przy podejmowaniu decyzji o sposobie zagospodarowania niebezpiecznych materiałów.

Dla wyboru i zaprojektowania odpowiednich metod badawczych najpierw należy zdefiniować skutek zatrucia (kryterium zaistnienia efektu toksycznego). W opracowaniach ekotoksykologicznych często mają zastosowanie dwa różne i uzupełniające się definicje kryterium, wynikające z metody oceny oraz z rodzaju pomiarów.

Kryterium dla oceny ekotoksykologicznej polega na specyficznej charakterystyce ekologicznej, której poważna deformacja będzie wskazywać na potrzebę podjęcia akcji naprawczej. Kryterium dla oceny zagrożenia ekologicznego sporządzanej dla miejsca składowania niebezpiecznych odpadów może być zauważalny niekorzystny wpływ zanieczyszczeń na zbiór wartości środowiska ważnych komercyjnie lub estetycznie. Na przykład, zrzut zanieczyszczeń do wód powierzchniowych może niekorzystnie oddziaływać na przeżywalność i zdolność do rozmnażania się dzikiej troci, co będzie stanowić kryterium dla oceny wartości ekologicznych i rekreacyjnych.

Jeśli kryterium ma mieć wartość użytkową musi otrzymać wartość mierzalną. Dlatego określa się mierzalne kryterium, które pozwala zmierzyć wskaźnik ilościowy (tzn. mierzalną cechę charakterystyczną) związany z wypełnieniem warunków kryterium oceny. Dla powyższego przykładu kryterium oceny, można zdefiniować mierzalny wskaźnik jako wynik pomiaru częstości zgonów wśród populacji troci. dokonanego przy pomocy testów toksyczności albo monitoringu terenowego pogłowia gatunków w relacji do umiejscowienia zrzutu i jego rozcieńczenia. Niektóre z kryteriów dla ocen i pomiarów, będących w użyciu podczas badań na terenach skażonych niebezpiecznymi odpadami przedstawiono w tabelach.

Od lat ekotoksykolodzy w celu oceny zagrożenia przyrody ze strony chemikaliów posługują się kombinacjami bioocen krótko i długoterminowych. Bioocena jest techniką polegającą na zastosowaniu obserwacji organizmów, systemów i procesów biologicznych do oceny efektów zagrożenia ze strony chemikaliów.

Wyniki krótko- i długoterminowych testów toksyczności często są używane do określenia jakości wody, do oceny śmiertelnego lub obezwładniającego potencjału pestycydów, do wyliczania ograniczeń w zezwoleniach na zrzut ścieków i do przewidywania możliwych zniszczeń związanych z katastrofalnymi rozlewami i wypadkami z udziałem chemikaliów. Testy służą ponadto do oceny potencjalnych i obserwowanych obecnie efektów składowania niebezpiecznych chemikaliów oraz rezultatów akcji dekontaminacji. Włączenie testów toksyczności do rozwiązywania problemów gospodarki odpadami może znacznie ułatwić proces decyzyjny i umożliwi wybór efektywnych ekonomicznie długoterminowych rozwiązań o charakterze ochronnym.

W kontekście gospodarki niebezpiecznymi odpadami bioocena odgrywa rolę laboratoryjnej próby, polegającej na eksponowaniu organizmów testowych na pobrane w terenie próbki w celu identyfikacji obecnych i przyszłych działań trucizn na gatunki zamieszkujące ten teren. Biooceny zwykle prowadzi się w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych na próbkach gleby, osadów i wody przy użyciu standardowych zestawów organizmów testowych. Prostym przykładem jest przepuszczanie skażonej wody powierzchniowej przez zbiornik z narybkiem troci. W porównaniu do badań populacji i osobników w warunkach laboratoryjnych dużo bardziej kosztowna jest modelowanie ekspozycji i interpretacja wyników dla społeczności i ekosystemów.

Laboratoryjne symulacje ekosystemów są krytykowane w związku z problemami przeniesienia skali. Dla imitacji struktury ekosystemu używane są mikrokosmosy stanowiące funkcjonalne miniaturyzacje ekosystemów do skali laboratoryjnej. Na przykład, w celu symulacji ekosystemów lądowych często stosuje się mikrokosmos zwany terrarium. Dla zmniejszenia trudności w skalowaniu i interpretacji niedokładności ekstrapolacji danych opracowano modele makroskopowe, znane pod nazwą mezokosmos, będące odizolowanym fragmentem lub replikacją rzeczywistych warunków. Ponieważ techniki wymagające mikrokosmosów i mezokosmosów są czasochłonne i kosztowne, nieczęsto bywają stosowane w badaniach dla potrzeb procesów decyzyjnych związanych z gospodarką niebezpiecznymi odpadami. Często natomiast są używane w badaniach rejestracyjnych nowych chemikaliów dla oceny zagrożeń i dróg przemieszczania się toksyn.