CC BY
11УДК 595.324.2.08+[574.64:595.324.2] 08
Г.А.Папченкова
ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕГРАДАЦИИ ГЕРБИЦИДА «РАУНДАП» В ОСТРЫХ ОПЫТАХ С DAPHNIA MAGNA
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, пос. Борок, Ярославская обл.
С целью исследования деградации растворов «Раундапа», хранящихся в разных условиях, проведен эксперимента по выживаемости Daphnia magna в растворах токсиканта в диапазоне концентраций 0,008—0,50 мл/л. Установлено, что скорость деградация растворов «Раундапа» зависит от условий хранения и концентрации. При хранении на свету в аэробных условиях деградация растворов происходит значительно быстрее, чем в темноте в анаэробных условиях. Достоверно значимые различия в гибели дафний в диапазоне концентраций 0,03—0,06 мл/л при хранении растворов на свету в аэробных условиях появляются на 5—6 день, а в растворах с концентрацией 0,12 мл/л — на 9-й день.
Ключевые слова: деградация, «Раундап», Daphnia magna.
Введение. В последнее десятилетие в России в качестве эффективного средства для борьбы с сорняками и осветления лесов активно используется гербицид широкого спектра действия «Раундап», который состоит из активного вещества глифосата [N-(phosphonomethyl) glycine], поверхностно-активного вещества полиэтоксилат таллоамина (polyethoxylated tallowamine) и воды. Понятно, что при использовании этого препарата вполне возможно попадание его в открытые водоемы в результате выноса дождевыми водами и ветром при распылении. Поэтому выяснение токсичности данного средства для гидробионтов является важной задачей. В литературе имеется немало данных по воздействию «Раундапа» на фитогидробионтов [5 и др.]. Значительно меньше таких данных по зоогидробионтам. Глифо-сат разлагается присутствующими в почве и воде аэробными и анаэробными микроорганизмами, поэтому считается экологически нестойким гербицидом [3]. Из литературы [4] известно, что минимальный период полураспада глифосата в воде — две недели, в то же время в естественных нетекучих водных экосистемах он варьирует от семи до десяти недель.
Перед проведением запланированного длительного хронического эксперимента с «Раунда-пом», где в качестве тест-объекта используется Daphnia magna, необходимо было выяснить, как долго может быть использована приготовленная среда (раствор «Раундапа») без статистически достоверного уменьшения токсичного воздействия на объект. Для этого мы решили сравнить выживаемость дафний в свежеприготовленном растворе токсиканта и в растворе, хранящемся в разных условиях.
В настоящей работе изложены результаты опыта по исследованию деградации «Раундапа» на примере гибели D. magna в растворах токсиканта разных концентраций, хранившихся при разных условиях, отчасти имитирующих некоторые природные условия.
Материал и методы исследования. Работа выполнена с учетом рекомендаций «Методики определения токсичности воды по смертности и изменению плодовитости дафний» [1]. Опыт проводили на культуре Daphnia magna, размножающейся в условиях лаборатории партеногенезом. Культура непрерывно поддерживается в лаборатории в 1,5 литровых аквариумах с дехлорированной водопроводной водой при 22—23°C. Режим освещения: 16 ч — день и 8 ч — ночь. Рачков, возраст которых был менее 24 часов, ежедневно рассаживали в стаканы, объемом 250 мл с 125 мл среды по 10 штук в каждый, не менее чем в трех повторностях для каждой концентрации токсиканта. Количество повторностей зависело от наличия народившейся молоди в данный день. После 24-часовой экспозиции пересчитывали оставшихся в живых особей. Рачков кормили суспензией клеток водоросли Chlorella vulgaris, культура которой поддерживается в лаборатории.
В качестве экспериментальной среды использовали растворы, приготовленные из средства от сорняков, имеющее торговое название «Раундап». Производитель — компания Монсанто (США), расфасовано ОАО ВИРТАК-ПРОМЭКС (Россия). Среда была приготовлена в первый день эксперимента в концентрациях 0,50, 0,25, 0,125, 0,06, 0,03, 0,015, 0,008 и 0 (контроль) мл/л, приготовление каждого последующего раствора
Таблица
Выживаемость (M±m, n = 3-8) D. magna в растворе «Раундапа», хранившегося в разных условиях
Концентрация среды мл/л Время хранения среды (сутки)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 10 12 14 16
Раствор хранился в темноте при комнатной температуре в анаэробных условиях
0 (Контроль) 10,00+0,00 10,00+0,00 10,00+0,00 9,67+0,333 10,00+0,00 10,00+0,00 9,67+0,333 9,67+0,333 9,67+0,333 10,00+0,00 10,00+0,00 10,00+0,00 9,67+0,333
0,008 10,00+0,00 9,67+0,333 10,00+0,00 10,00+0,00 9,67+0,333 9,67+0,333 10,00+0,00 10,00+0,00 10,00+0,00 10,00+0,00 9,67+0,333 10,00+0,00 9,67+0,333
0,015 9,50+0,342 9,67+0,333 9,00+0,00 9,67+0,333 10,00+0,00 10,00+0,00 9,67+0,333 9,67+0,333 10,00+0,00 8,33+1,202 9,33+0,667 10,00+0,00
0,03 7,00+0,866 7,00+1,000 6,60+0,400 8,63+0,365 8,33+0,667 7,13+0,934 9,67±0,333 8,67+1,333 9,33+0,667 9,33+0,667 9,00+0,577 4,33+1,453 7,00+0,577
0,06 2,38+0,375 2,40+0,510 2,60+0,510 2,88+0,295 2,60+0,510 4,13+0,854 3,67+0,667 2,67+0,667 3,50+0,866 3,33+0,333 3,50+0,645 3,33+0,333 3,00+0,707
0,12 0,33+0,333 0,33+0,333 2,00+2,000 0,33+0,333 1,67+1,667 1,50+0,428 1,67+0,667 1,00+0,577 1,67+0,882 1,67±0,333 2,00+1,000 1,33+0,333 1,00+1,000
0,25 0,00+0,00 0,00+0,00 0,33+,333 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00
0,50 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00
Концентрация среды мл/л Время хранения среды (сутки)
0 1 2 3 4 5 6 7 9 11 13 15
Раствор хранился на свету при комнатной температуре в аэробных условиях
0 (Контроль) 10,00+0,00 10,00+0,00 10,00+0,00 9,67+0,333 10,00+0,00 10,00+0,00 10,00+0,00 9,67+0,333 9,67+0,333 9,67+0,333 10,00+0,00 9,67+0,333
0,008 10,00+0,00 10,00+0,00 10,00+0,00 9,67+0,333 10,00+0,00 10,00+0,00 9,67+0,333 10,00+0,00 9,67+0,333 9,67+0,333
0,015 9,50+0,342 9,25+0,479 9,17+0,477 8,67+0,667 9,67+0,333 9,67+0,333 9,67+0,333 9,00+0577 9,67+0,333 9,00+0,577 9,67+0,333
0,03 7,00+0,866 5,57+1,192 8,00+0,945 7,80+0,374 8,33+0,760 5,25+1,436 9,67±0,333 8,67+1,333 9,67±0,333 5,00+1,732 9,67±0,333 10,00±0,00
0,06 2,38+0,375 2,57+1,110 3,00+0,756 3,80+0,583 3,57+0,481 4,67±0,333 5,60±0,812 5,00+1,080 7,17±0,307 7,33±0,333 7,60±0,510 8,00+0,316
0,12 0,33+0,333 0,00+0,00 1,83+0,749 1,67+0,882 1,50+0,806 1,00+,707 1,33+0,333 2,33+0,882 3,00±0,577 2,67±0,333 3,67±0,333 3,33±0,333
0,25 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,50+0,342 0,00+0,00 0,33+0,333 0,00+0,00 0,67+0,667 0,00+0,00 0,00+0,00 1,00+0,577
0,50 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00 0,00+0,00
Примечание. Жирным шрифтом выделены показатели выживаемости достоверно отличающиеся при р < 0,05 в хранившемся растворе по сравнению со свежеприготовленным раствором
сводилось к разбавлению предыдущего в два раза. Хранились растворы в следующих условиях: 1) в темноте при комнатной температуре без доступа воздуха (Т), что имитировало условия почвенных и грунтовых вод; 2) при дневном свете с доступом воздуха (С) — имитация условий открытых водоемов. Оставшийся неиспользованным исходный препарат хранился в холодильнике во вскрытой, но защищенной от доступа воздуха ампуле (А).
Средство представляет собой водный раствор 360 г/л глифосата, т.е. в пересчете на гли-фосат концентрации приготовленных растворов были 180, 90, 45, 22,5, 11,25, 5,62, 2,81 и 0 (контроль) мг/л. Поскольку в состав «Раундапа» кроме глифосата входит, так называемая «инертная» добавка, которая также в определенной степени токсична, то все расчеты мы приводили непосредственно на продукт «Раундап», т. е. считали, сколько миллилитров гербицида растворено в 1 литре воды (мл/л). В эксперименте использовали дехлорированную водопроводную воду для культивирования дафний.
Эксперимент проводили 2 раза в течение двух недель.
Результаты и их обсуждение. Объединенные результаты двух экспериментов представлены в таблице. Как видно из приведенных в ней данных, достоверно значимые различия в гибели дафний в растворах, хранившихся на свету в аэробных условиях, появляются на 5—6 день эксперимента. Так, если в свежем растворе концентрации 0,03 мл/л гибель дафний составляла 30%, то на 6-й день она снижалась до 3%; при концентрации 0,06 мл/л доля погибших дафний с 76% в свежем растворе на 5-й день эксперимента уменьшалась до 53%; при концентрации 0,12 мл/л на 9-й день величина гибели падала с 97 до 70%. При низких концентрациях среды (0,008 и 0,015 мл/л) гибели рачков практически не наблюдалось. При высоких концентрациях (0,25 и 0,50 мл/л), наоборот, она была 100% в течение всего времени эксперимента, поэтому при этих концентрациях о степени деградации токсиканта по смертности дафний судить невозможно. Следует отметить, что при малых концентрациях токсиканта в среде, его токсичность уменьшается значительно быстрее, чем в более концентрированных средах, т.е. скорость деградации растворов зависит от их концентрации.
В растворах, хранившихся в темноте при комнатной температуре в анаэробных условиях, устойчивой достоверно значимой разницы по выживаемости дафний в растворах «с возрастом» по сравнению со свежеприготовленным получено не было. Т.е. относительно хранения при этих условий можно сделать вывод, что в течение 2-х
12,00
0,00 .|---,-----1----т---п----г----1----> ■ I——1—— г — -г--г—1-1
О 2 4 6 8 10 13 14
"Возраст" раствора (сутки)
i-К Т...... С---А
Рис. Динамика выживаемости D. magna при экспозиции в растворах «Раундапа» с концентрацией 0,06 мл/л
Т - раствор хранился в темноте при комнатной температуре в анаэробных условиях; С - хранился при дневном свете в аэробных условиях; А - исходный препарат во вскрытой, но защищенной от доступа воздуха ампуле, хранящийся в холодильнике; К - контроль (вода)
недель деградация токсиканта, если и имеется, то она незначительна.
На рис. представлены результаты выживаемости рачков в хранившихся в условиях Т и С растворах самой информативной в данном эксперименте концентрации 0,06 мл/л, а также в растворе, ежедневно готовящемся из исходного гербицида «Раундап», сохраняемого в ампуле (А) и приведена выживаемость в чистой воде (К — контроль). Как видно из графика, количество выживших дафний в растворе, хранившемся на свету в аэробных условиях (С) уже на 5-6-й день увеличилась с 24% (1-й день опыта) до 50%, а к концу 2-х недельного эксперимента их количество приблизилось к контролю (К). В растворах же, хранившихся при условиях Т и А выживаемость практически не увеличилась за время проведения эксперимента. Более того, в растворе исследуемого токсиканта с концентрацией 0,06 мл/л, приготовленного из «Раундапа», хранившегося в течение 4-х месяцев в холодильнике (А), выживаемость увеличилась лишь до 39%.
Выводы. 1. Скорость деградация растворов «Раундапа» зависит от условий хранения и от концентрации.
2. При хранении на свету в аэробных условиях деградация растворов происходит значительно быстрее, чем в темноте в анаэробных условиях.
3. Достоверно значимые различия в гибели дафний в диапазоне концентраций 0,03-0,06 мл/л при хранении растворов на свету в аэроб-
ных условиях появляются на 5—6 день, а в растворах концентрацией 0,12 мл/л — на 9-й день.
4. При хранении растворов в темноте в анаэробных условиях, деградация токсиканта в течение 2-х недель незначительна.
Список литературы
1. Токсикологические методы контроля // Методика определения токсичности воды по смертности и изменению плодовитости дафний. Государственный комитет РФ по охране окружающей среды. М, 1999. - 35 с.
2. Cox C. Glyphosate // Journal of Pesticide Reform, 2004. - V. 24. - №. 4. - P. 11-15.
3. Duke S.O. Glyphosate // In: Kearney P.C.,
Kaufman D.D. (eds) Herbicides: chemistry, degradation and mode of action. Marcel Dekker. New York, 1988. — P. 1-58.
4. Reinert K.H., Rogders J.H. Fate and persistence of aquatic herbicides // Rev Environmental Contamination and Toxicology, 1987. — V. 98. — P. 61-91.
5. Saenz M.E., Di Marzio W.D., Alberdi J.L. et al. Effects of Technical Grade and a Commercial Formulation of Glyphosate on Algal Population Growth // Bull. Environmental Contamination and Toxicology, 1997. — V. 59. — P. 638—644.
Материал поступил в редакцию 22.12.05.
G.A.Papchenkova
INVESTIGATION OF THE DEGRADATION OF ROUNDUP HERBICIDE IN ACUTE EXPERIMENTS ON DAPHNIA MAGNA
I.D.Papanin Institute of Inland Waters Biology, Russian Academy of Sciences, Borok
To investigate the degradation of «Roundup» solutions stored under different conditions, an experiment on survival of Daphnia Magna was conducted in toxicants solutions in the concentration range of 0,008 to 0,50 ml/l. It was revealed that the degradation speed of Roundup solutions depends on storage conditions and concentrations. Stored by the light under aerobic conditions, solutions degrade significantly faster than in the dark under anaerobic conditions. 0' When stored by the light under aerobic conditions, trustworthy significant differences in daphnia death in the range of concentrations of 0.03 to 0.06 ml/l appear by the 5th or 6th day and in solutions of 0.12 ml/l concentration by the 9th day.
УДК [615.916:546.17].015.44
Л.П.Сычева, С.М.Шереметьева*, М.А.Коваленко, М.А.Пинигин, Л.А.Тепикина, В.С.Журков
ИЗУЧЕНИЕ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОГО И ЦИТОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ДИОКСИДА АЗОТА ПОЛИОРГАННЫМ МИКРОЯДЕРНЫМ МЕТОДОМ
ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина РАМН, Москва
Диоксид азота в концентрациях 10,1, 21,1 и 44,93 мг/м3 не оказывал цитогенетического действия на клетки костного мозга, легких и мочевого пузыря крыс при ингаляции в течение 4, 48 или 120 ч. Установлено цитотоксиче-ское действие вещества во всех экспериментальных группах, характеризующееся повышением доли полихромато-фильных эритроцитов, частоты двуядерных клеток и клеток с центральной ядерной перетяжкой в мочевом пузыре и легких крыс.
Ключевые слова: диоксид азота, микроядерный тест, легкие, мочевой пузырь, двуядерные клетки.
Введение. Диоксид азота (М02) является одним из основных загрязнений атмосферного воздуха. Он поступает в окружающую среду с выбросами предприятий черной металлургии, ТЭЦ, и других производств, сжигающих топливо, а также с автомобильным транспортом. Вопрос о мутагенной активности диоксида азота
* Фрагмент диссертационной работы
остается спорным. Мутагенный эффект вещества установлен в бактериальном тесте Эймса, в тестах по выявлению разрывов ДНК и хромосомных аберраций в легких крыс [6], цитогене-тических повреждений в лимфоцитах периферической крови людей при высокой концентрации вещества в воздухе рабочей зоны [9]. Имеются единичные указания на канцерогенный эффект диоксида азота у мышей при хроническом
