ИЗУЧЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ МУТАГЕННОЙ АКТИВНОСТИ ОБРАЗЦОВ ПРОБ ВОДЫ, ВОЗДУХА И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В РАЙОНЕ г. СОСНОВЫЙ БОР

Е.К. Кривцова; Ф.И. Мигель; В.А. Брацлавский; Т.П. Глотова; Ю.А. Ревазова

УДК 614.777-074

Е. К. Кривцова, Ф. И. Мигель, В. А. Брацлавский, Т. П. Глотова, Ю. А. Ревазова

ИЗУЧЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ МУТАГЕННОЙ АКТИВНОСТИ ОБРАЗЦОВ ПРОБ ВОДЫ, ВОЗДУХА И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В РАЙОНЕ г. СОСНОВЫЙ БОР

НИИ профилактической токсикологии и дезинфекции ГКСЭН РФ, Москва

Настоящая работа является частью экологического исследования, проводимого в г. Сосновый Бор. Место отбора проб определяли, основываясь на данных химического и радионуклидного анализа состава загрязнений проб воды и воздуха, а также на результатах бактериологических исследований и популяционного анализ состава зоофитопланктона, предварительно проведенного экологической и санитарно-гигиенической службами г. Сосновый Бор (см. рисунок и табл.

О-

В модельных экспериментах определяли потенциальную мутагенность проб питьевой воды городского водопровода (проба 12), сточных вод (пробы 1 и 2), донных отложений биостанции (проба 3), воды (проба 14) и донных отложений (проба 15) р. Коваш, воды Копорской Губы Финского залива в районе городского пляжа (проба 18), а также в местах водозабора (проба 4) и водосброса (пробы 5 и 6) 1-й очереди Ленинградской атомной электростанции (ЛАЭС-1) и грунтовых вод, выходящих на поверхность в районе захоронений радиоактивных отходов Л АЭС — скважин 3 и 7 (пробы 8 и 9 соответственно). Кроме того, изучали потенциальную мутагенность проб воздуха, отобранных в селитебной и промышленной зонах города (пробы 11 и 13). Для сравнения использовали пробы, отобранные в контрольных (условно-чистых, по данным городского СЭН) районах — р. Сйста (пробы 16 и 17), акватории Финского залива (проба 19) и д. Керново (проба 10), а также стандартные контроли для проведения лабораторных экспериментов. Параллельно образцы всех проб подвергали химическому анализу, в том числе на содержание радионуклидов и тяжелых металлов (анализ проводили сотрудники экологической лаборатории г. Сосновый Бор).

Для генетических экспериментов образцы проб донных отложений высушивали, измельчали и подвергали последовательной экстракции эфиром, ацетоном и водой. Органические экстракты объединяли, высушивали и растворяли в зависимости от тест-объекта в минимальном объеме ДМСО или смеси ДМСО + этанол + вода. Степень концентрирования — 50 раз. Пробы воздуха отбирали на фильтры типа ФПП-15. Для определения потенциальной мутагенности загрязнений фильтры измельчали и проводили экстракцию описанным выше способом так, что 1 мл готового образца соответствовал для разных проб от 500 до 1900 м3 прокаченного воздуха. Пробы воды готовили стандартным способом, концентрируя образцы в 25 раз [3].

Мутагенную активность образцов проб определяли в тесте Эймса 8а1шопе11а/микросомы [4, 6, 7], тесте на индукцию соматической рекомбинации у трансгетерозигот у/\у вп3 ОгоБорЬПа те1апо§а51ет [2], регистрируя у вылетевших са-

мок истинные мутации и морфозы, а также в тесте на индукцию хромосомных аберраций в клетках костного мозга мышей гибридов Fj от скрещивания СВАхС57В1/6 [I]. Образцы с потенциально высоким уровнем бактериальных загрязнений испытывали только в тестах in vivo.

Полученные результаты суммированы в табл. 1. В тех случаях, когда пробу испытывали в одном тесте в нескольких вариантах (разные дозы и/или растворители), в таблице представлен вариант, в котором был получен максимальный мутагенный эффект.

Как видно из табл. 1, пробы воды из городского водопровода, района водозабора ЛАЭС-1, устьев рек Систы и Коваш, открытой части залива (в контрольной точке) и вблизи городского пляжа (пробы 12, 4, 14, 16, 18 и 19) не обладали мутагенной активностью ни в одном из тестов. Проба воды из отстойника биостанции индуцировала хромосомные аберрации в клетках костного мозга мышей и соматический мозаицизм у дрозофилы, а вода из стока биостанции—только соматические мутации у дрозофилы. Донные отложения стока биостанции мутагенной активности не проявили, что позволяет предположить наличие в сточных водах только водорастворимых мутагенных соединений.

Пробы донных отложений из устьев рек Систа и Коваш дали положительный результат в тесте на индукцию хромосомных аберраций у мышей. Радионуклидный анализ выявил, что в этих районах содержание 134Cs в 4—5 раз превышает его концентрацию в донных отложениях района водозабора и водосброса ЛАЭС-1 (табл. 2). Уровень и характер индуцированных хромосомных

р. Cuera—

Схема выпусков сбросных вод предприятий в Копорскую

Губу.

ВЗК— водозаборный канал. ВСК — водосбросный канал, ЛСК—Ленспсцкомби-нат (могильники радиоактивных отходов).

Та б л и ц а 1

Результаты оценки потенциальной мутагенной активности проб, отобранных в районе г. Сосновый Бор

Мыши Drosophila Salmonella

№ пробы Место отбора Вил пробы хромосомные аберрашш. М±т. % мутации, морфозы. TA97 ТЛ98 ТА 100

М±т. % М±т, % + - + - + -

1 Отстойник биостанции Вода 3,82 + 0,08* 4,72 + 0,06* 13.1+0.14*

2 Сток биостанции Вода 1,32 + 0,07 2,98 + 0,05* 7,9 + 0.09*

3 Д. о. 1,00 + 0,06 0,99 + 0,37 15.2 + 0,7*

4 Водозабор ЛАЭС-1 Вода 1,77 + 0,08 0,66 + 0,02 5,68 + 0,5* 0 0 0 0 0 0

.5 • Водосброс ЛАЭС-1 Вода 0,83 + 0.05 0,53 + 0,03 5,86 + 0,4* 0 0 0 0 0 0

6 Д. о. 2,00 + 0.08** 0,55 + 0,22 11,09+ 1,3* 0 0 0 0 0 0

7 Пена — 2,56 + 0,06* 9,60 ± 1,3*

8 Контейнер, скважина № 7 Вода 2.38 + 0.11 * — — 0 0 0 0 0 0

9 Контейнер, скважина № 3 Вода 1.99 + 0,06 — — 0 0 0 0 0 0

10 Д. Керново Воздух 0.33 + 0,03 1.00 + 0.07 4,01 +0,09 0 1 0 1 0 0

11 Город, селитебная зона Воздух 2,08 ±0.08 0,85 ±0.07 7.04 ±0,06* 0 0 0 1 0 0

12 Вода — — — 0 0 0 0 0 0

13 Город, промзона Воздух 2,63 + 0,06* 2,31 ±0.04 3.54 ±0.82 0 0 0 1 0 0 0

14 Р. Коваш, устье Вода — — — 0 0 0 0 0

15 Д. о. 4,23 + 0,07* — — 0 0 0 0 0 0

16 Р. Систа Вода 0,69 + 0,06 — — 0 0 0 0 0 0

17 Д о. 3,33 + 0,06* — —

18 Городской пляж Вода 0,51 +0.07 — — 0 0 0 0 0 0

19 Залив, контроль Вода 0,66 + 0,05 — — 0 0 0 0 0 0

Контроль — 0,66 + 0.06 0.71 ±0,05 1,07 ±0,04

Примечание. Одна звездочка — значимый различия с контролем (р< 0,05); две звездочки — в тесте на индукцию хромосомных аберраций обнаружены метафазные пластинки полиплоидных клеток (п > 50) и пластинки с субметацентрическими хромосомами; д. о.— пробы донных отложений.

Таблица 2

Концом грации радионуклидов в пробах воды, воздуха и донных отложений, отобранных в районе г. Сосновый Бор

№ пробы Место отбора Вил пробы Единицы Концентрация

измерении 1J,Cs ,мс$ 7 Be 40 к *°So

4 Водозабор ЛАЭС-1 Вода 10" 12 Ки/л 1.97 + 0,19 _* — — 0,57

5 Водосброс ЛАЭС-1 Вода 10" 1 2 Ки/л 1,28 + 0,16 — — — 0,50

6 Д о. 10" 10 Ки/кг 2,53 + 0,25 — — 100,0 + 5,0 —

7 Водоросли 10" 10 Ки/кг 0,89 + 0,07 — 6,14±0,4 77,0 ±3,0 0.08

8 Контейнер, скважина № 7** Вода 10" 12 Ки/л 544,0+ 10,0 6,0 ±1,0 — — 1,13 х 105

9 Контейнер, скважина № 3 Вода 10" 12 Ки/л 0,05 + 0,2 — — 18,2 + 2,0 1,2

10 Д. Керново Воздух 10" 1 5 Ки/м3 0,33 + 0.04 — 54.5+1.0 4,0 + 0,5 0,04

11 Город, селитебная зона Воздух 10" 15 Ки/м3 <0,02 — 63.0 + 3,0 9,1 ±1,5 0,07

13 Город, промзона Воздух 10" 1 5 Ки/м3 0,5 + 0.09 — 130.0 ±4,0 — 0,10

14 Р. Коваш, устьс Вода 10" 1 2 Ки/л 0,4 + 0,05 0.1+0,03 — 9,1 + 1,1 0.38

15 Д о. 10" 10 Ки/кг Ки/л 12.6 + 0,51 0,9 ±0,15 — 102,0 ±6,0 —

16 Р. Систа Вода 10" 12 0,4 + 0,06 — — — —

17 Д. о. 10" 10 Ки/кг 10,7 + 0,50 — — 81,0 ± 5,0 —

18 Городской пляж Вода 10" 1 2 Ки/л 0,66 + 0.07 — — — 0,36

19 Залив, контроль Вода 10" 12 Ки/л 1.20 + 0,08 — — — 0,48

Примечание. Одна звездочка—здесь и далее — радионуклиды находятся на уровне ниже НПР; две звездочки — кроме указанных, в пробе регистрируются значительные количества "°Со и '"БЬ; д. о.—содержание радионуклидов в пробах д. о. и водорослей определяли на 1 кг сырой массы.

аберраций позволяет предположить наличие со-четанного действия (синергические эффекты) радионуклидов и других средовых поллюгантов, привносимых промышленными и бытовыми стоками предприятий, находящихся либо в непосредственной близости от мест отбора проб, либо выше по течению.

Интересная ситуация отмечена в районе водосброса ЛАЭС-1: проба воды не проявила мутагенной активности, однако проба донных отложений индуцировала возникновение морфозов у дрозофилы. При этом в клетках костного мозга мышей, обработанных экстрактом пробы донных отложений, отмечена тенденция к увеличению выхода хромосомных аберраций (хотя статистически значимый эффект и не был получен), в числе которых зафиксированы субметацентрические

хромосомы и случаи полиплоидии. Однако наибольшую мутагенную активность показала проба пены, собранная на поверхности воды. В тесте на индукцию соматического мозаицизма у дрозофилы отмечено почти 3-кратное превышение числа мозаичных особей над фоновым уровнем и 9-кратное увеличение числа мух с морфозами. В месте водосброса по сравнению с открытой частью залива не установлена разница в содержании в воде радионуклидов, тяжелых металлов и др. (см. табл. 2). Однако в водорослях, собранных в районе водосброса, обнаружено повышенное содержание 40 К. Вероятно, водоросли, как и фитопланктон, являющийся основным образовате-лем пены, сорбируют значительную часть возможных загрязнений, попадающих в залив из ЛАЭС-1 при сбросе отработанной воды. Затем

пена разносится по всей акватории Копорской Губы, являясь возможным источником загрязнений залива.

Проба грунтовой воды, отобранная в непосредственной близости от контейнера радиоактивных захоронений (скважина № 7), вызывает значимое повышение уровня хромосомных аберраций. В то же время вода из скважины № 3, отстоящей от контейнера на 400 м, такого эффекта не дает. Эти результаты хорошо согласуются с данными радионуклидного анализа обеих проб грунтовых вод (см. табл. 2), при интерпретации которых можно предполагать, что основные мутагенные эффекты в данном случае индуцируются за счет присутствия в пробе 137 Се, 9"5т, °°Со и 1258Ь.

Пробы воздуха города и промышленной зоны были исследованы во всех 3 тестах. Положительные ответы получены практически во всех вариантах постановки экспериментов при использовании как органических, так и неорганических экстрактов фильтров, содержащих воздушные загрязнения. Видимо, «виновниками» отмеченных эффектов являются как органические соединения, так и радионуклиды. Например, анализ показал, что содержание 7 Ве в пробе городского воздуха в 3 раза выше, чем в пробе воздуха, отобранного в районе д. Керново (условно-чис-тый район).

При сравнении данных, полученных разными методами, обращает на себя внимание тот факт, что результаты теста на соматический мозаицизм у дрозофилы и геста Эймса в большинстве случаев не совпадают. Хотя обычно эти методы считаются взаимозаменяемыми, очевидно, это справедливо не всегда. Так, тест Эймса ориен тирован на регистрацию точковых мутаций — замены пар оснований и сдвига рамки считывания [6, 7], а тест на индукцию соматического мозаицизма у дрозофилы — более широкого спектра [5]. По-видимому, в тех случаях, когда в тестируемом образце предполагается наличие высокой бактериальной загрязненности или есть основания ожидать возникновения разнообразных и сложных повреждений генетического материала, целе-

сообразно применять тест на индукцию соматического мозаицизма у дрозофилы.

Таким образом, в результате проведенного в районе г. Сосновый Бор комплексного экологического исследования был выявлен ряд объектов, выбросы в атмосферу или отходы которых представляют потенциальную генетическую опасность. В частности, это относится к ЛАЭС-1, городской биостанции, предприятиям, расположенным в районах рек Коваш и Систа, а также находящимся в промышленной зоне города. Установлено, что в ряде случаев причиной гено-токсических эффектов проб являлось не только повышенное содержание радионуклидов, обнаруженных в составе этих проб, но и наличие мутагенных соединений иной природы (например, растворимых в органических растворителях).

В свете полученных данных становится очевидной необходимость проведения мониторинга качества окружающей среды этого региона, в том числе оценки мутагенности атмосферного воздуха, воды и выбросов промышленных производств.

Л итература

1. Малашенко А М., Суркова Н. И., Семенов X. X. Определение мутагенности химических соединений (генетический скрининг) на лабораторных мышах: Метод, указания.— М.. 1977,—С. 12.

2. Методические рекомендации по применению соматического мутагенеза у Drosophila mclanogaster в качестве тсст-системы для ускоренного определения канцерогенов—М.. 1982.

3. Методические указания по экспериментальной оценке суммарной мутагенной активности загрязнений воздуха и воды,—М„ 1990.

4. Методы первичного выявления генетической активности загрязнителей среды с помощью бактериальных тест-систем: Метод, указания / Фоншгейн Л. М., Абилев С. К., Бобринев Е. В. и др.— М., 1985.

5. Шабад А. М., Ховапова Е. М., Логвинеико Е. Г., Белиц-кий Г. /«.//Докл. АН СССР,— 1976.— Т. 231, № 4.— С. 997—1000.

6. Ames В. N.. Durston W. Е., Yamaski Е.. Lee Е. D. // Proc. nat. Acad. Sei. USA.—1973,—Vol. 70.—P. 2281.

7. Ames В. N.. МсСапп Y.. Yamasaki Е. ¡¡ Muta! Res.— 1975.— Vol. 31.—P. 347.

Поступила 25.04.94

О. В. Шехтер, Д. Ю. Мойкин

ИЗУЧЕНИЕ БИОТРАНСФОРМАЦИИ ПАРАЦЕТАМОЛА В УСЛОВИЯХ ХРОНИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва

Парацетамол — лекарственный препарат, широко применяющийся при лечении ряда заболеваний [4]; в то же время он может быть загрязнителем окружающей среды, например воды водоемов. При использовании в терапевтических дозах он не дает побочных эффектов, однако повышение доз препарата приводит к серьезным нарушениям функции печени [6].

Установлено, что токсическое действие парацетамола связано с продуктами его метаболизма, образование которых определяется дозой введенного препарата [4, 6].

Изучение биотрансформации парацетамола показало, что значительная его часть выводится из организма в виде глюкуроновых или сульфатных конъюгатов [3]. При увеличении дозы некоторая часть парацетамола окисляется при участии цито-хром Р-450-содержащей системы печени до токсичного соединения Ы-ацетилбензохинонимина, который обезвреживается путем конъюгации с глутатионом [4, 5]. Глутагионовый конъюгат является промежуточным соединением и выводится с мочой в виде производного меркаптуро-вой кислоты или цистеинового производного [2,

Текст научной работы на тему «ИЗУЧЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ МУТАГЕННОЙ АКТИВНОСТИ ОБРАЗЦОВ ПРОБ ВОДЫ, ВОЗДУХА И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В РАЙОНЕ г. СОСНОВЫЙ БОР»