CC BY
29
УДК 631.95:574.24
БИОТЕСТИРОВАНИЕ ПОЧВ РИСОВЫХ ПОЛЕЙ ВЬЕТНАМА Тху Лан Май, Л.П. Воронина, Е.Г. Черемных
Обсуждаются результаты комплексного биотестирования для экологической оценки почв рисовых полей Вьетнама, которые имеют опасную пестицидную нагрузку. Результаты химико-аналитических исследований подтверждают высокую информативность при использовании трех биотестов: на инфузориях, дафниях и растениях (фитотест). Обсуждается целесообразность использования двух почвенных вытяжек.
Ключевые слова: комплекс методов биотеста, оценка почвенных вытяжек, рисовые поля Вьетнама.
Введение
XX век открыл эру глобальных экспериментов с природой, эру изменения биосферы и экологических катастроф, к каким относится и химическая война США против Вьетнама. Для уничтожения лесов и сельхозугодий в местах концентрации Народной армии страны вооруженными силами СШАв 1962—1971 гг. было распылено более 91 тыс. тгербицидного препарата с условным названием «Оранжевый агент», повреждены тропические экосистемы на площади свыше 2,2 млн га, что составляет 29,3% всей площади сельскохозяйственных земель [4, 14]. В состав препарата в качестве примеси входил диоксин 2, 3, 7, 8-ТХДД. По оценкам экспертов, вместе с «Оранжевым агентом» его было распылено около 170 кг [9]. После применения этого пестицида средняя загрязненность поверхности почв диоксином достигала 10 мкг/м2. При этом в организм человека могло попасть в среднем около 15 мкг препарата, что многократно превышает известные стандарты безопасности. В зоне поражения оказались более 4 млн человек.
Во Вьетнаме диоксиновая ситуация осложнялась особенностями движения этих соединений в почве: в тропических лесах они могут перемещаться вертикально и латерально вместе с фильтрующейся атмосферной влагой, увеличивая их вынос в русла рек и морскую акваторию. Поэтому с годами изменились конфигурации первичных очагов загрязнения — сформировались вторичные очаги в районах, не пострадавших в годы войны. Как было показано учеными Тропического центра, с течением времени диоксин трансформировался — в почвах образовались квазиколлоидные, пока малоизученные его формы. Они обладают в десятки раз большей растворимостью в воде [11].
На фоне загрязнения диоксинами и веществами их трансформации при интенсивном сельскохозяйственном производстве во Вьетнаме используют разнообразные пестициды, которые могут модифицироваться и вступать в физико-химические взаимодействия [1, 5, 16]. При среднегодовых температурах до +25° и 200 солнечных днях в году эти процессы
проходят очень интенсивно. Но еще большие изменения таких компонентов вносят метаболические процессы почвенной биоты. Как правило, в почвенных микроорганизмах метаболизм пестицидов происходит с участием монооксигеназных ферментных систем, что ведет к росту их активности. Например, экспрессия Р-450 1А1 может увеличиться в 100 раз [8]. С одной стороны, это приводит к детоксикации и очищению почв, но в некоторых случаях в результате метаболических процессов чужеродных соединений в микроорганизмах могут синтезироваться более опасные вещества, нежели исходные.
Кроме того, цель пестицидов — насекомые-паразиты, микрогрибы и сорные растения, обладая высоким приспособительным потенциалом, быстро адаптируются к новому химическому составу среды. В связи с этим существующие нормы внесения пестицидов оказываются неэффективными и дозы приходится увеличивать, что приводит к новым виткам эскалации войны против природы и соответственно здоровья людей.
В связи с большим разнообразием метаболитов, как диоксинов, так и пестицидов, не представляется возможным оценить реальную картину загрязнений почв рисовых полей и опасности выращиваемой продукции с помощью лишь химико-аналитических методов. Поэтому для объективности оценки экологической ситуации необходимо использовать методы биотестирования, собирая их в батарею биотестов. В настоящей работе исследования проводили с помощью трех биотестов: на инфузориях, дафниях и проростках семян редиса и ячменя.
Материалы и методы исследования
Биотестирование на инфузориях. Для опытов на инфузориях Tetrahymena pyriformis WH14 почвы рисовых полей использовали прибор БиоЛаТ-3 [10], который позволяет осуществлять подсчет клеток в течение опыта и определять степень токсичности проб. Среда культивирования: 0,5 г панкреатического гид-ролизата казеина (ТУ 9385-018-78095326-2006 ФБУН «Государственный научный центр прикладной мик-
робиологии и биотехнологии»); 0,5 г глюкозы (Sig-ma-Aldrich G8270-100G); 0,1 г дрожжевого экстракта (Sigma-Aldrich Y1625-250G); 0,1 г NaCl (Sigma-Aldrich S7653-250G) на 100 мл дистиллированной воды. Среду разливали в пробирки по 4 мл, закрывали ватно-марлевыми пробками и автоклавировали при 0,5 атм в течение часа. После стерилизации пробирки со средой хранили в холодильнике. Для получения рабочей культуры среду засевали маточной культурой, сохраняемой при температуре +10°; рабочую культуру помещали в термостат (+25°) и через 3—5 сут. использовали в опыте. Постоянная температура, искусственная среда и одно физиологическое состояние клеток простейших (3—5 сут. культивирования) позволили получить синхронизированную рабочую культуру инфузорий.
Биотестирование на дафниях Daphnia magna Straus проводили в соответствии с методикой [7]: устанавливали различие между числом погибших дафний в пробе и контроле (культивационная вода). Экспозиция в опыте — 96 ч. Пробы представляют собой водные экстракты при соотношении 10 г почвы на 100 мл воды. Разбавляли анализируемую пробу (водную вытяжку) и растворы с разными концентрациями вещества (смесь веществ) путем добавления определенного объема пробы в культивационную воду. Подготовленные к анализу пробы и растворы разных концентраций вещества помещали по 100 см3 в три стеклянных сосуда (опыт). Другие три сосуда наполняли таким же объемом культивационной воды (контроль). В каждый сосуд вносили по 10 экз. дафний в возрасте 6—24 ч. Их переносили из сосудов для культивирования трубкой с вытянутым концом, диаметром 5—7 мм. В ходе эксперимента дафний не кормили.
В конце опыта в каждом сосуде визуально подсчитывали число живых дафний (таковыми являются рачки, которые свободно двигаются в толще воды или всплывают со дна сосуда после его легкого встряхивания). После этого в контроле и опыте определяли концентрацию растворенного кислорода, рН, температуру.
Расчет процента погибших в опыте дафний по отношению к контролю (А, %) осуществляется по формуле А = (Хк — Хи) • 100/Хк, где Хк — среднее арифметическое выживших в контроле, Хи — в исследуемой воде.
В основу фитотестирования положены методы, разработанные и модифицированные на кафедре агрохимии и биохимии растений МГУ с семенами редиса (Raphanus sativus, сорт Вюрцбургский) и ячменя (Hordeum vulgare, сорт Раушан) [2, 6, 12]. Фитотест основан на высокой отзывчивости семян этих растений на токсические вещества. Учитывали снижение длины корней проростков в опыте по сравнению с контролем (в процентах). Исследования дополнены учетом по изменению высоты колеоптилей (надсемя-дольный побег) растений.
В полевых условиях при определении суммарной токсичности контролем должен служить образец, отобранный с варианта опыта без применения химических средств защиты и других поллютантов. В нашем эксперименте контролем служила проба из почвенного образца, которая обеспечила максимальную длину корневой системы тест-растения на ювенильной стадии развития в момент учета. Абсолютный контроль — вариант с семенами, проро-щенными в тех же условиях, но вместо вытяжки из анализируемой пробы использовали дистиллированную воду.
Хромато-масс-спектрометрический анализ экстрактов проводили в Лаборатории аналитической эко-токсикологии ФГБУН Института проблем экологии и эволюции им. Н.А. Северцова (РАН) на хромато-масс-спектрометрической системе Polaris Q (Thermo-Finnigan) в режиме деления потока 1:20. Условия анализа: кварцевая капиллярная колонка 30 м х 0,25 мм с неподвижной фазой SGE BPX-5 (слой 0,25 мкм); программирование температуры — от 60° (выдержка 2 мин.) до 300° со скоростью 10°/мин. (выдержка 6 мин.); температура инжектора и интерфейса — 240°; ионизация электронным ударом при энергии электронов — 70 эВ в режиме сканирования полного масс-спектра в интервале 41—550 а.е.м.; газ-носитель — Не 0,8 мл/мин. Идентификацию проводили по характеристическим ионам и времени удерживания, оценку содержания компонентов — методом внутреннего стандарта.
Объекты исследования — пробы почв, отобранные в 2010 г. с участков частных фермеров 11 районов Вьетнама, взятые в 3-кратной повторности с глубины 15 см. Средняя пестицидная нагрузка на этих полях составляет 1—1,5 л/га. В табл. 1 указаны районы участков отбора проб и приведены использованные на этих полях пестициды.
Из анализа растворимости пестицидов, использованных не только на этих полях, но и разрешенных в стране, следует, что доля препаратов, растворимых в ацетоне, составляет 78,5, в воде — 16,1, в других растворителях — 5,4% [1, 3, 5]. Кроме разрешенных пестицидов, в почве и поверхностных водах обнаружены ДДТ, ГХЦГ, алдрин и линдан (нерастворимые в воде) [13, 15], запрещенные с 1999 г. Источником загрязнений этими пестицидами может быть их незаконное использование и близость северных областей Вьетнама к границам Китая. Поэтому традиционный способ подготовки проб почвы с помощью экстракции водой не позволяет получать адекватные результаты (адекватность пробы экологических объектов — это наличие в ней максимального спектра токсических элементов, присутствующих в почве; в идеале — концентрация токсикантов в пробе и исследуемом образце должна быть близкой).
При биотестировании образцов почвы были использованы дистиллированная вода для экстракции
Таблица 1
Районы исследования и используемые пестицида!
Номер образца Район отбора почвенных и растительных образцов Коммерческие названия пестицидов Активные вещества пестицидов
1 Бинь Динь—Тйи фыок—Винь Тхань Karate 2,5 EC Sutin 5ec Validan 3dd Acetaminprid Imidacloprid Validamycin A
2 Куанг Нам—Куе Шон—Куе Фу Vitra Ko 40WG Chlorantraniliprole + Thiamethoxam
3 Тхань Хоа—Ха Чунг—Ха Лонг TRIONE 750WDG KAMSU Wavesuper 15SC Dantac 500SP Sachray 200wp Tricyclazole Kasugamycin Indoxacarb Cartap Acetamiprid + Imidacloprid
4 Тхань Хоа—Ха Чунг—Ха Занг PREVATHON Annongaplau 100WP ABATIMEC 1.8 RYNAXYPYR Buprofezin, Abamectin
5 Бинь Зыонг—Тан Хйеп—Там Ной Apphe 666EC Alpha-cypermethrin + Chlorpyrifos Ethyl
6 Нинь Тхуан—Нинь Шон—Лыонг Шон Daphavil 50SC MOTOX 5 EC Carbendazim Alpha Cypermethrin
7 Да Нанг—Дай Лок—Дай Хынг—Чук Ха Annong Manco 300SC Afumin 400WP VIBEN-C 50BTN Mancozeb Iprobenfos + Isoprothiolane Clorpyrifos ethyl + Cypermethrin
8 Бак Лйеу—Фылк Лонг—Фонг Тхак—Таи А Mullai 100WG Bensulfuron methyl
9 Хуе—Хинг Выонг Nativo 750WG Bassa 50EC Trifloxystrobin + Tebuconazole Penobucarb
10 Хо Ши Минь—Кы Чи—Фу Чунг—Фук Лой Lorsban 30EC Hinosan Chlorpyrifos ethyl Edifenphos
11 Тхань Хоа—Ха Тхай—Ха Чунг Ammate 150 SC Indoxacarb
водорастворимых токсикантов (10 г почвы на 100 мл воды) и комплексный экстрагент, состоящий из раствора желчи крупного рогатого скота (КРС) в этаноле (96°) и ацетоне. При проведении исследования на тест-организмах экстракт разводили водой до 2% по экстрагенту (8 мл ацетона + 8 мл раствора желчи в этаноле + 4 мл воды).
Для экстракции при подготовке проб использовали аптечный препарат сухой желчи крупного рогатого скота, ацетон (ОСЧ) и этиловый спирт-ректификат. Номера проб в токсикологических тестах совпадают с нумерацией почвенных образцов. Экстрагировали 2 ч на шейкере. Величина коэффициента роста культуры в водном растворе комплексного экстрагента служила контролем при оценке растворов экстрактов образцов почвы. Контролем для водных экстрактов является коэффициент роста культуры в дистиллированной воде — Ккв. Показатель токсичности исследуемых образцов определяли по формулам:
Твод = ((Ккв - Ков)/Ков) ■ 100% (1)
Тэкстр = ((Ккэ - Коэ)/Ккэ) -100%, (2)
где Твод — показатель токсичности образцов почвы при подготовке проб для биотеста с помощью водной
экстракции; Тэкстр — показатель токсичности образцов почвы при подготовке проб для биотеста с помощью комплексного экстрагента; Ккв — коэффициент роста в дистиллированной воде (контроль 1); Ккэ — коэффициент роста в водном растворе комплексного экстрагента (контроль 2); Ков — коэффициент роста в пробе почвы при экстракции водой; Коэ — коэффициент роста в пробе почвы при экстракции комплексным экстрагентом.
Результаты и их обсуждение
Коэффициенты роста в водных пробах образцов почвы и водных растворах комплексных экстрактов представлены на диаграмме (рис. 1). Горизонтальная линия — уровень коэффициента роста в контроле: для водных экстрактов контролем является суточная экспозиция тест-организмов в воде, а для водных растворов экстрактов комплексным экстрагентом образцов почвы — в водном растворе комплексного экстрагента. Показатели токсичности, соответствующие водным и комплексным экстрактам и вычисленные по формулам (1) и (2), представлены на диаграмме (рис. 2). Отрицательная токсичность отражает более высокий рост культуры в образцах почвы по сравнению с контролем.
Рис. 1. Коэффициент роста культуры Tetrahymena pyriformis вводных (а) и комплексных растворах экстрактов (б) из почвенных проб рисовых полей (номер токсикологической пробы соответствует номеру почвенного образца — здесь и на рис. 2, 3)
Далее образцы почвы оценивали с помощью биотестирования на дафниях (рис. 3). Критерием токсичности считается отношение результатов биотеста проба/контроль > 10%. Самым токсичным является образец 6, далее по убыванию токсичности — 8 и 3. Остальные образцы нетоксичны.
Эти же номера образцов (6, 8, 3) оказались самыми токсичными и для инфузорий (сравнивали только водную экстракцию).
Фитотестирование имеет свои особенности по сравнению с биотестами на инфузориях и дафниях, так как результаты анализа могут зависеть не только от токсичных соединений, но и от количества питательных элементов (углерод, фосфор, калий), а также от рН почвы. Поэтому была дана агрохимическая характеристика почвенных образцов (табл. 2). Анализ результатов почвенной кислотности колеблется от 4 до 5, т.е. почвы слабокислые, причем самое низкое значение рН имеет образец 6 — 3,79, а самое высокое образец 3 — 5,12. Процентное содержание
При сравнении диаграмм водных и растворов комплексных экстрактов обнаружена разница между уровнями токсичности проб 7, 8, 9. Разные уровни токсичности говорят о разных соотношениях гидрофильных (экстрагируемых дистиллированной водой) и гидрофобных (экстрагируемых 2%-м раствором комплексного экстрагента) токсикантов, присутствующих в пробах.
Комплексный экстракт позволил наиболее эффективно экстрагировать гидрофобные поллютанты. Желчь КРС содержит желчные кислоты, в основном хенодезок-сихолевую и холевую, в виде конъюгатов с глицином и таурином. Кроме того, там присутствуют фосфолипиды, белки (иммуноглобулины), муцины (гликопротеиды), холестерин, билирубин, глутатион, ионы калия и натрия, а также мыла, мочевина, мочевая кислота, продукты обмена тироксина, эстрогенные и андрогенные вещества, витамины А, В и С, некоторые ферменты (амилаза, фосфатаза, протеазы, каталаза, оксидаза). Такой состав позволяет эмульгировать в желудочно-кишечном тракте животных самые разнообразные по химической природе гидрофобные соединения.
, %
19
15
-10
10
"12"
-18-
10
--7
-18-
10
Номер пробы
, %
11
б 19
17
10 12 8
7
0
1 -6 к\\Ч -2 1 I
-6 -5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Номер пробы
Рис. 2. Показатель токсичности водных (а) и комплексных растворов экстрактов (б) почвенных образцов, %
Рис. 3. Токсичность образцов почвы для Daphnia magna Straus
Таблица 2
Агрохимическая характеристика
Номер образца рНсол С, % Р2О5, мг/100 г К2О, мг/100 г
1 3,86 1,92 0,97 48,2
2 4,07 1,58 1,74 29,0
3 5,12 1,71 0,17
4 4,98 3,35 5,24 49,4
5 4,27 1,37 2,90 32,5
6 3,79 0,76 0,88 15,3
7 3,9 1,35 0,35 41,2
8 4,01 1,62 14,60 34,1
9 4,21 1,45 20,10 113,7
10 3,97 0,73 7,90 76,5
11 4,14 1,68 8,19 64,3
Таблица 3
Интегральная оценка фитотоксичности испытуемых образцов
Номер образца Корень (редис) Корень (ячмень) Колеоптиль (ячмень) Интегральный коэффициент
1 87 100 78 88
2 85 49 86 73
3 68 61 37 56
4 93 93
5 88 100 85 91
6 100 83 100 94
7 82 82
8 85 59 100 81
9 87 87
10 76 67 92 78
11 86 71 73 77
органического углерода самое низкое в образцах 6 и 10 (менее 1,0%), самое высокое в образце 4 — 3,35%, в остальных образцах значения колеблются от 1,35 до 1,92%. Образцы с 1 по 7очень слабо обеспечены подвижным фосфором (менее 5,0 мг/100 г почвы), слабо — образцы 10 и 11 (5—10 мг/100 гпоч-вы), очень высоко — образцы 8 (146 мг/кг) и 9 (201 мг/кг).
Анализ результатов по фитотестирова-нию с использованием семян редиса (табл. 3) свидетельствует, что изменения агрохимических показателей не отразились на токсичности, проявляющейся в водных вытяжках почвенных образцов. Согласно представленным в таблице данным, по фитотоксичности их можно ранжировать следующим образом: 3 > 2 > 10,11 > 8.
Корреляционный анализ показал, что результаты биотеста на инфузориях (водные экстракты) коррелируют достаточно хорошо, а биотест на проростках с биотестом на дафниях и инфузориях имеет отрицательную корреляцию (табл. 4). Наиболее загрязненные почвенные образцы, имеющие выраженную фитотоксичность, — это 3, 2 и 10. Данная оценка степени токсичности существенно отличается от таковой, проведенной методом биотестирования на дафниях и инфузориях. Это связано с особенностями растительных тест-организмов, для которых некоторые органические поллютанты (например, производные диоксинов), присутствие которых в пробах почв не исключено, могут обладать гормоноподобным стимулирующим или ретардантным действием.
Таблица 4 Корреляционный анализ результатов трех биотестов
Примечание. Почвенные образцы 4, 7и 9проанализированы с использованием одной тест-культуры (редис).
Номер пробы Биотест на инфузориях, коэффициент суточного роста (И) Биотест на дафниях, число выживших дафний (Д) Фитотест (длина корня редиса по сравнению с контролем), % (Ф)
1 2,913926 9,7 87
2 2,597495 9,3 85
3 1,78097 7,0 68
4 2,395136 9,0 93
5 2,267871 8,0 88
6 1,678082 3,7 100
7 2,109244 9,0 82
8 1,784374 6,7 85
9 2,481304 9,3 87
10 2,727436 9,3 76
11 2,533293 9,3 86
Коэффициент корреляции г (И:Д) = = 0,8485 г (Д:Ф) = = -0,3177 г (И:Ф) = = -0,03762
Три пробы почвы (1, 3, 4) оценивали на хрома-то-масс-спектрометре (табл. 5). В табл. 6 показаны обобщенные результаты биотестирования и аналитические по этим образцам, для получения которых первые (биотестирование) сопоставили с присутствующими в образцах токсическими соединениями (согласно химическим анализам), представленными суммарно по четырем проанализированным группам токсикантов.
Таблица 5
Относительное содержание токсических соединений в образцах 1, 3 и 4
Окончание табл. 5
Компонент/проба 1 3 4
Трихлорфенол 0,001 0,03 0,01
Дихлорфенол < 0,01 0,01 0,01
ДДТ < 0,01 0,01 < 0,01
ДДД < 0,01 0,03 0,01
ДДЕ 0,01 0,02 0,02
Сумма пестицидов 0,071 0,6 0,37
Н-алканы < С20
С10 н/о 0,03 0,03
С11 то же 0,04 0,01
С12 — и — 0,03 0,01
С13 0,02 0,07 0,02
С14 0,03 0,53 0,1
С15 0,03 0,61 0,07
С16 0,09 1,46 0,22
С17 0,37 0,45 0,16
С18 0,07 0,69 0,13
С19 0,02 0,09 0,05
С20 0,07 0,41 0,06
Сумма алканов < С20 0,7 4,41 0,86
Н-алканы > С20
С21 0,05 0,28 0,1
С22 0,07 0,23 0,05
С23 0,26 0,31 0,11
С24 0,09 0,15 0,04
С25 0,54 0,48 0,1
С26 0,12 0,2 0,04
С27 0,55 0,81 0,14
С28 0,12 0,17 0,04
С29 0,61 1,16 0,25
С30 0,09 0,14 0,03
С31 0,49 0,58 0,25
С32 0,05 0,04 0,04
С33 0,21 0,28 0,18
С34 0,01 н/о 0,01
С35 0,05 то же 0,05
Сумма алканов > С20 3,31 4,83 1,43
По результатам биотестирования на инфузориях и дафниях составлена шкала безопасности образцов почвы от нетоксичного к токсичному: 1 < 4 < 3. Она коррелирует с содержанием пестицидов. Аналогичная шкала по фитотесту (1 < 4 < 3) коррелирует с содержанием полициклических ароматических углево-
Компонент/проба 1 3 4
Фенол 0,02 0,14 < 0,01
Фенол-ацетат н/о 0,26 0,12
Бензофенон 0,12 0,62 0,19
Диметилфталат 0,004 0,08 0,01
Диэтилфталат 0,01 0,1 0,04
Диизобутилфталат 0,28 1,45 1,06
Дибутилфталат 0,67 1,91 1,24
Ди(2-этилгексил)фталат 2,85 2,6 0,64
2,6-дитретбутилфенол 0,02 0,53 0,04
Толуол 0,13 0,09 0,06
Этилбензол 0,002 0,01 0,01
М- и п-ксилолы 0,02 0,05 0,04
О-ксилол 0,03 0,02 0,02
Ди- и полиметилбензолы 0,08 0,12 0,13
Стирол < 0,002 < 0,002 0,004
Нафталин 0,02 0,09 0,03
Метилнафталины 0,1 0,05 0,01
Ди- и пролиметилнафталины 0,003 0,03 0,01
Фенантрен 0,08 0,28 0,07
Антрацен 0,003 0,01 0
Метилфенантрены 0,09 0,2 0,13
Аценафтен 0,03 0,06 0,01
Аценафтилен < 0,001 0,58 0,001
Флуорен 0,01 0,13 0,004
Флуорантен 0,05 0,07 0,02
Пирен 0,03 0,05 0,01
Хризен 0,01 0,02 < 0,01
Сумма ПАУ, фталатов и фенолов 4,662 9,55 3,899
Пестициды и их метаболиты
у-гексахлорциклогексан < 0,01 0,06 0,21
Гексахлорбензол 0,04 0,16 0,08
Тетрахлорфенол 0,02 0,28 0,03
Таблица 6
Сопоставление результатов биотестирования и аналитического определения токсических соединений (по образцам 1, 3, 4)
Номер образца Биотестирование Хромато-масс-спектрометрия
инфузории (Т, %) дафнии (Т, %) фитотест (длина корня, %) сумма ПАУ, отн. ед. сумма пестицидов, отн. ед сумма алканов < С20, отн. ед сумма алканов > С20, отн.ед
водные экстракты водные растворы комплексных экстрактов водные экстракты водные экстракты
1 -10 -5 3 87 4,660 0,071 0,70 3,31
3 15 10 17 68 9,550 0,610 4,41 4,83
4 10 7 7 93 3,899 0,370 0,86 1,43
дородов (ПАУ) и алканов. Таким образом, используя биотесты на инфузориях и фитотест, можно обсуждать и выделять причины, обусловливающие инги-бирующее действие разных групп токсикантов на тест-организмы.
Выводы
• На современном этапе основным источником поллютантов во Вьетнаме является неконтролируемое использование пестицидов в сельском хозяйстве. Для оценки степени загрязнения почвы и уровня безопасности продукции сельскохозяйственных полей в настоящем исследовании использовались три биотеста — на инфузориях, дафниях и фитотест, а также химико-аналитическое исследование некоторых образцов почвы. Результаты исследования позволили выявить загрязненные поля в южных, центральных и северных районах страны, подтверждая, что уровень их загрязнения ксенобиотиками сегодня уже
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Базы данных по свойствам пестицидов. URL: http://sitem.herts.ac.uk/aeru/footprint/en/ (дата обращения: 27.04.2013).
2. Воронина Л.П. Фитотестирование для экологической оценки агроценозов // Проблемы агрохимии и экологии. 2013. № 3.
3. Данные по пестицидам (ВОЗ). URL: http://www. who.int/ipcs/publications/pds/en/index.html (дата обращения: 27.04.2013).
4. Диоксины — суперэкотоксиканты XXI века. Диоксины во Вьетнаме (методические вопросы анализа, уровни загрязненности, распространение и детоксикация). Вып. 3. М., 2003.
5. Информация по пестицидам (PIPs). URL: http:// extoxnet.orst.edu/ (дата обращения: 27.04.2013).
6. Лисовицкая О.В., Терехова В.А. Фитотестирование: основные подходы, проблемы лабораторного метода и современные решения // Докл. по экол. почвоведения. Вып. 13 (№ 1). 2010.
не зависит от диоксиновой составляющей, а основная причина — использование пестицидов.
• Использование нескольких видов тест-организмов позволяет дифференцировать поллютанты по группам: результаты биотестов на инфузориях и дафниях коррелируют с суммарным загрязнением пестицидами, а результаты фитотеста — с ПАУ и алканами.
• С помощью разработанного способа экстракции гидрофобных соединений из почвы (экстрагент = = ацетон + раствор желчи в этаноле + вода) получены результаты, актуальные для прогноза безопасности продукции в последующие вегетационные периоды. В связи с метаболизмом гидрофобных соединений в почвенных микроорганизмах такие токсиканты постепенно превращаются в водорастворимые формы и становятся доступными для растений. Поэтому для получения объективной картины загрязнения почв необходимо использовать два вида экстрагентов — комбинированный (ацетон + раствор желчи в этаноле + вода) и воду.
7. Методика определения токсичности водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов, питьевой, сточной и природной воды по смертности тест-объекта Daphnia magna Straus. ПНД Ф Т 14.1:2:4.12-06.
8. Павлов Д.С., Клюев Н.А., Шелепчиков А.А. и др. Вертикальное распределение полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов в почвах Вьетнама // Докл. РАН. Геохимия. 2005. Т. 402.
9. Румак В.С., Чинь Куок Кхань, Кузнецов А.Н. Воздействие диоксинов на окружающую среду и здоровье человека // Вестн. РАН. 2009. Т. 79, № 2.
10. Черемных Е.Г., Покатаев А.С., Гридунова В.Н. Прибор для биологических исследований. Патент № 2361913, 2009. Бюл. № 20.
11. Шелепчиков А.А. Изомерно-специфический анализ и детоксикация полихлорированных дибензо-п-диок-синов и дибензофуранов в условиях субкритической экстракции: Автореф. дис. ... канд. хим. наук. М., 2001.
12. Cheremnykh E.G., Voronina L.P. Automation of soil biotesting based on image processing // Moscow University Soil Science Bull. 2007. T. 62, N 3.
13. Dang Quang Hung. Wolfram Thiemann Contamination by selected chlorinated pesticides in surface waters in Hanoi, Vietnam // Chemosphere. 2002. Vol. 47.
14. Stellman J.M., Stellman S.D., Christians R. et al. The extent and patterns of usage of Agent Orange and other herbicides in Vietnam // Nature. 2003. Vol. 422.
15. Vo Thi Lang, Ngo Thi Thanh True, Huynh Thi Dan Xuan, Mai Van Nam. A Comparative Study of "Three Reductions Three Gains" and Popular Rice Production Modeles in the Mekong Delta, Vietnam // Report October 2006. URL: http: //seba.ctu.edu.vn/Eng/research/Lang (дата обращения: 01.03.2014).
16. Westing A.H. Herbicides in war: the long-term ecological and human consequences. L.; Philadelphia, 1984.
Поступила в редакцию 25.10.2013
BIOASSAY SOIL OF RICE FIELDS IN VIETNAM
T.L. Mai, L.P. Voronina, E.G. Cheremnikh
This article discusses the results of complex bioassay for environmental assessment about soil of rice fields in Vietnam,which are dangerous pesticide load. The results of chemical analytical investigations confirm the high information content using three bioassays: on infusoria, daphnia and fitotest. We discuss the feasibility of using two soil extracts.
Key words: complex bioassay methods, evaluation of soil extracts, rice fields in Vietnam.
Сведения об авторах
Май Тху Лан, канд. биол. наук, каф. биохимии ф-та пищевой биотехнологии Моск. гос. ун-та прикладной биотехнологии. E-mail: maithulan@mail.ru. Воронина Людмила Петровна, докт. биол. наук, вед. науч. сотр. каф. агрохимии и биохимии растений ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. Тел.: 8 (495) 939-36-40; e-mail: Luydmila.voronina@gmail.com. Черемных Елена Григорьевна, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. лаборатории клинической биохимии ФГБУ «Научный центр психического здоровья» РАМН. E-mail: elcher10@yandex.ru.
