CC BY
51
УДК 504.054.001
В. И. НАХАЕВА Т. В. АЛЕКСАНДРОВА А. М. СИЗИКОВ
Омский государственный педагогический университет
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия,
г. Омск
ИЗУЧЕНИЕ ВОДНЫХ ПРОБ ЕСТЕСТВЕННОГО ИСТОЧНИКА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ РЕКИ ОМИ В СЕРИИ БИОТЕСТОВ НА МУТАГЕННОСТЬ
Оценка мутагенного эффекта водных проб естественного источника питьевой воды из реки Оми в серии первичного скрининга и на тест-объекте лабораторные линии мышей показала, что вода реки Оми до и после водоподготовки обладает способностью вызывать нарушения копийности генетической информации. Причиной тому может являться высокий уровень железа, алюминия и гуминовых соединений в воде. Ключевые слова: питьевая вода, ксенобиотики, мутагенность, первичный скрининг, клетки костного мозга млекопитающих, хромосомные аберрации.
В течение многих тысяч лет человеческая деятельность не наносила природе заметного ущерба, но серия технологических революций, которые претерпела история, нарушила равновесие между человеком и природой. Негативное влияние этой технологической революции сочеталось, как правило, с развитием промышленности и сельского хозяйства и, как следствие, с ростом количества отходов производства, которые накапливались в ноосфере — подсистеме биосферы, активно используемой человеком, а значит, включающей в себя все необходимые для него ресурсы, в том числе и ту часть гидросферы, которая является источником для получения питьевой воды. Большая часть отходов, количество которых регулярно превышает предельно допустимое, является чужеродными для биосферы веществами — это, в первую очередь, органические вещества, СПАВ, нефтепродукты и соли тяжелых металлов. Такие загрязняющие вещества относят к группе ксенобиотиков, и тщательное их изучение показало, что они способны оказывать токсическое, канцерогенное, тератогенное или аллергенное воздействия на живые организмы. Однако наиболее опасны ксенобиотики, обладающие мутагенным эффектом, так как именно они влияют на изменения генетической информации, тем самым угрожая здоровью не только настоящего поколения, но и ряду последующих поколений [1].
Таким образом, прежде неисчерпаемый ресурс — чистая пресная вода — становится исчерпаемым, требующим проведения программ тщательной водоподготовки и изучения механизма действия загрязнителей на различных уровнях организации живых систем.
Для Омской области основным источником питьевой воды является река Иртыш, но в данный момент часть водозаборов, расположенных на реке, закрыты в связи с тем, что глубина реки постепенно умень-
шается, как следствие активного строительство множества крупных водозаборов в ее устье [2]. Кроме того, следует отметить, что в последние десятилетия отмечается очень высокий уровень загрязнения реки: величина удельного комбинаторного индекса загрязнения воды (УКИЗВ) составила 3,51, что позволяет отнести качество воды к 3Б классу. Причиной этого является ежегодное превышение ПДК таких веществ, как соединения железа, меди, цинка, марганца, фенолы и различные нефтепродукты, которые резко ухудшают качество питьевой воды [3].
В связи с этим все чаще стали обсуждаться вопросы о необходимости использования реки Оми — притока реки Иртыша — в качестве дополнительного источника питьевой воды. На сегодня ее вода используется лишь в таких районах области, как Калачин-ский, Кормиловский и Нижнеомский. Однако не меньшие опасения вызывает достаточно высокий уровень загрязненности и этой реки: ее вода содержит примерно в три раза большее количество соединений железа в сравнении с рекой Иртышом, а также отличительной особенностью реки Оми является наличие в ней гуминовых соединений — органических веществ, извлекаемых из таких природных продуктов, как торф, бурый и каменный уголь, водными растворами щелочей. Высокое содержание гу-матов приводит к тому, что показатели цветности и мутности регулярно превышают предельно допустимые в 7—10 раз, окисляемости в 3 — 4 раза [3, 4].
В связи с тем, что обе реки имеют довольно высокую степень загрязненности, их вода проходит подготовку, которая в нашем городе состоит из следующих этапов: механическое отстаивание, затем коагуляция солями алюминия, флокуляция, фильтрация и обеззараживание хлором. В результате проведения этой процедуры снижаются показатели окисляемости и цветности, но возрастает количество, до проведения
Химический анализ воды из р. Оми до и после водоподготовки
Вариант Запах (балл.) Привкус (балл.) Мутность (мг/л) Цветность о Общее железо (мг/л) Жесткость (мгэкв/л) Остат. алюм. (мг/л) Окисляемость (мг/л)
март 2008 г. ДВ 3 2 6,50 100,0 1,33 9,20 0,02 13,1
ПВ 3 2 3,50 65,0 0,52 9,00 0,14 9,9
апрель 2008 г. ДВ 3 2 5,90 47,5 0,61 6,70 0,02 10,4
ПВ 3 2 1,13 27,5 0,22 6,50 0,14 8,0
май 2008 г. ДВ 3 2 10,90 140,0 1,11 2,30 0,19 25,6
ПВ 3 2 2,04 125,0 0,88 2,10 0,50 20,0
июнь 2008 г. ДВ 3 2 10,50 170,0 1,72 3,00 0,24 26,4
ПВ 3 2 3,50 150,0 1,22 3,00 0,46 21,6
июль 2008 г. ДВ 3 2 14,50 400,0 3,66 3,10 0,10 22,4
ПВ 3 2 2,50 175,0 1,61 3,00 0,28 23,2
август 2008 г. ДВ 3 2 10,00 185,0 1,61 4,25 0,10 28,0
ПВ 3 2 1,50 95,0 0,72 4,10 0,23 16,8
сентябрь 2008 г. ДВ 3 2 2,17 60,0 0,56 6,00 0,03 14,4
ПВ 3 2 0,43 50,0 0,43 5,87 0,06 16,0
октябрь 2008 г. ДВ 3 2 2,39 50,0 0,48 6,85 0,02 12,8
ПВ 3 2 0,43 40,0 0,33 6,65 0,09 12,0
ноябрь 2008 г. ДВ 3 2 2,17 42,5 0,45 7,30 0,02 14,4
ПВ 3 2 0,65 25,0 0,26 7,05 0,15 5,6
декабрь 2008 г. ДВ 3 2 2,50 95,0 1,27 6,85 0,03 17,6
ПВ 3 2 1,75 85,0 1,11 6,50 0,14 14,4
январь 2009 г. ДВ 3 2 2,25 115,0 1,31 6,40 0,02 25,6
ПВ 3 2 1,75 105,0 1,11 6,25 0,29 22,4
февраль 2009 г. ДВ 3 2 2,50 110,0 1,33 6,75 0,02 17,1
ПВ 3 2 1,75 95,0 1,11 6,50 0,20 12,8
Примечание: ДВ — до водоподготовки, ПВ — после водоподготовки
водоподготовки не превышавших ПДК, вредных веществ, таких как соли алюминия и продукты взаимодействия органических соединений с хлором, что может быть не менее вредно для человека, употребляющего данную воду как питьевую [5]. Экологические службы Омской области постоянно осуществляют количественный учет загрязнителей, в том числе и ксенобиотиков, но такой учет не всегда сопровождается качественной характеристикой, суть которой — выявление последствий воздействия ксенобиотиков на живые организмы [6].
Кафедрами ботаники, цитологии и генетики ОмГПУ и инженерной экологии и химии СибАДИ на первом этапе исследования было организовано изучение химического состава реки Оми с марта 2008 года по февраль 2009 года включительно (12 месяцев), полученного в экологической службе Омской области (табл. 1).
В результате проведения химического анализа воды реки Оми до и после проведения водоподготовки было выявлено, что:
— самые высокие показатели цветности, окис-ляемости и содержания общего железа отмечаются в летний период (так, в июле цветность составляла 400,0°, железо 3,66 мг/л, окисляемость была на уровне 26,4 мг/л в июне);
— наибольшее содержание алюминия в воде, прошедшей водоподготовку, было зарегистрировано в мае (0,50 мг/л);
— наиболее благоприятной по уровню цветности и окисляемости оказалась вода ноября после водоподготовки (25,0о; 5,6мг/л соответственно), а по содержанию железа (0,22 мг/л) — апрельская проба воды после водоподготовки;
— самый низкий уровень алюминия составлял 0,02 мг/л и был зафиксирован в марте, апреле, октябре, январе и феврале до водоподготовки.
На втором этапе исследования было проведено изучение мутагенной активности двадцати четырех вариантов, в качестве которых выступали водные пробы реки Оми, отбираемые в течение 12 месяцев до и после водоподготовки (март 2008 года — февраль
Митотический режим клеток корневой меристемы пшеницы после воздействия воды р. Омь до и после водоподготовки, %
Вариант Анафаза Телофоза Итого патологии
всего патологий всего патологий
Контроль 3,26±0,16 0,60±0,08 3,29±0,07 0,05±0,01 0,65±0.07
Вода р. Омь (март 2008 г.) ДВ 6,19±0,13 5,66±0,08*** 5,88±0,18 2,39±0,01*** 8,05±0,05***
ПВ 5,88±0,10 5,58±0,12*** 5,68±0,09 3,56±0,07*** 9,41 ±0,09***
Вода р. Омь (апрель 2008 г.) ДВ 6,00±0,11 3,90±0,10*** 6,24±0,07 2,00±0,09*** 5,90±0,08***
ПВ 6,04±0,10 4,16±0,16*** 5,98±0,10 2,30±0,06*** 6,46 ±0,11***
Вода р. Омь (май 2008 г.) ДВ 6,68±0,11 6,43±0,12*** 6,36±0,09 3,38±0,04*** 9,81 ±0,07***
ПВ 6,65±0,10 6,33±0,10*** 6,66±0,13 3,61 ±0,09*** 9,94±0,08***
Вода р. Омь (июнь 2008 г.) ДВ 6,64±0,10 6,55±0,08*** 5,87±0,07 3,09±0,05*** 9,64±0,06***
ПВ 7,11 ±0,12 6,76±0,06*** 6,67±0,12 3,09±0,06*** 9,87±0,04***
Вода р. Омь (июль 2008 г.) ДВ 7,10±0,10 6,90±0,08*** 6,65±0,09 3,76±0,08*** 10,66±0,06***
ПВ 6,66±0,12 6,55±0,06*** 6,59±0,12 3,33±0,06*** 9,88±0,04***
Вода р. Омь (август 2008 г.) ДВ 6,63±0,12 6,61 ±0,06*** 7,13±0,08 3,50±0,07*** 10,11 ±0,05***
ПВ 7,62±0,10 5,63±0,05*** 7,11 ±0,14 2,79±0,06*** 8,42±0,05***
Вода р. Омь (сентябрь 2008 г.) ДВ 6,12±0,12 4,35±0,10*** 5,90±0,08 2,12±0,04*** 6,47±0,06***
ПВ 6,98±0,14 4,40±0,07*** 6,60±0,14 2,14±0,07*** 6,54±0,07***
Вода р. Омь (октябрь 2008 г.) ДВ 6,76±0,11 3,90±0,09*** 6,60±0,09 2,02±0,05*** 5,92±0,07***
ПВ 6,66±0,13 3,84±0,04*** 6,06±0,14 2,33±0,06*** 6,17±0,05***
Вода р. Омь (ноябрь 2008 г.) ДВ 7,02±0,10 3,90±0,08*** 7,00±0,08 2,09±0,05*** 5,99±0,06***
ПВ 7,42±0,12 3,79±0,09*** 7,21 ±0,11 2,00±0,06*** 5,79±0,07***
Вода р. Омь (декабрь 2008 г.) ДВ 6,83±0,12 6,35±0,11 *** 6,00±0,10 2,32±0,06*** 8,67±0,09***
ПВ 7,33±0,13 6,20±0,09*** 6,21 ±0,14 2,54±0,07*** 8,74±0,08***
Вода р. Омь (январь 2009 г.) ДВ 7,18±0,11 6,40±0,09*** 6,10±0,09 2,31 ±0,05*** 8,71 ±0,08***
ПВ 7,36±0,13 6,54±0,04*** 6,06±0,14 2,63±0,06*** 8,87±0,05***
Вода р. Омь (февраль 2009 г.) ДВ 6,88±0,10 6,39±0,07*** 6,90±0,06 2,29±0,05*** 8,68±0,06***
ПВ 7,10±0,12 6,48±0,08*** 6,91 ±0,11 2,34±0,06*** 8,82±0,07***
Примечание: ДВ — до водоподготовки, ПВ — после водоподготовки;
*- р<0,05; **- р<0,01; ***- р<0,001
2009 года), в сравнении с контролем—дистиллированной водой. Тест-объектом являлись семена пшеницы, выращенной на естественном фоне, то есть без использования удобрений, гербицидов и пестицидов. Эксперимент проводился согласно стандартной методике [7], в которую после многолетнего использования на первых этапах изучения цитогенетического эффекта водных проб и растворов авторским коллективом были внесены следующие изменения [8-11]: изучение препарата проводится с помощью ана-телофазной методики, и эти фазы регистрируются как нормальные, так и с аномалиями — фрагменты, хромосомные мосты, отстающие хромосомы и соче-танная патология [12-14].
На третьем этапе исследования проводилось изучение проб воды реки Оми до и после водопод-готовки, взятых в июле 2009 года — данный период был выбран в связи с тем, что по результатам первичного скрининга, июльская вода показала наибольший уровень мутагенности. Цитогенетический эффект опытных вариантов изучался в сравнении с контрольным (дистиллированная вода) с помощью оценки хромосомных аберраций в клетках костного мозга
бедренных костей в тест-системе на лабораторных линиях мышей. Эксперимент проводился по схеме, основанной на стандартной методике, предложенной авторским коллективом А. Д. Дурнева для тестирования фармакологических средств [15-17], с рядом изменений, внесенных по результатам многолетних предварительных исследований, проведенных в лаборатории генетики ОмГПУ [8, 9, 11]. В отличие от методики Дурнева и сотрудников при изучении препаратов регистрировались, как нормальные ана- и телофазы, так и патологические, содержащие вышеуказанные типы хромосомных аберраций. Статистическая обработка цитогенетической активности для обоих экспериментов проводилась по стандартной методике. Достоверность различий определялась с помощью критерия Стьюдента [18].
В ходе исследования цитогенетической активности воды реки Оми был зарегистрирован невысокий уровень естественного мутирования: контроль — 0,60 %0 в анафазе, 0,05 %0 в телофазе, всего 0,65 %0. Этот уровень в опытных вариантах повышался более чем в шесть раз в анафазу и более чем в пятьдесят раз в телофазу (отличия достоверны — р < 0,001).
Спектр патологий анафаз в клетках апикальной меристемы пшеницы после воздействия воды р. Оми до и после водоподготовки, %0
Вариант Фрагменты Множественные фрагменты Мосты Множественные мосты Сочетанная патология
Контроль 0,25+0,06 0,23+0,06 0,05+0,02 0,02+0,02 0,05+0,02
март 2008 г. ДВ н/о 2,38+0,08*** н/о н/о 3,12+0,06***
ПВ н/о 2,61+0,06*** н/о н/о 3,26+0,11***
апрель 2008 г. ДВ н/о 1,22+0,05*** н/о н/о 2,71+0,09***
ПВ н/о 1,47+0,11*" н/о н/о 2,66+0,12***
май 2008 г. ДВ н/о 3,13+0,04*** н/о н/о 3,32+0,10***
ПВ н/о 2,91+0,07*** н/о н/о 3,44+0,07***
июнь 2008 г. ДВ н/о 2,82+0,06*** н/о н/о 3,71+0,08***
ПВ н/о 3,11+0,03*** н/о н/о 3,69+0,06***
июль 2008 г. ДВ н/о 3,30+0,06*** н/о н/о 3,60+0,08***
ПВ н/о 3,00+0,03*** н/о н/о 3,66+0,06***
август 2008 г. ДВ н/о 3,11+0,06*** н/о н/о 3,52+0,08***
ПВ н/о 2,11+0,03*** н/о н/о 2,21+0,06***
сентябрь 2008 г. ДВ н/о 2,00+0,06*** н/о н/о 2,34+0,05***
ПВ н/о 1,98+0,06*** н/о н/о 2,40+0,11***
октябрь 2008 г. ДВ н/о 1,76+0,05*** н/о н/о 2,15+0,08***
ПВ н/о 1,69+0,08*** н/о н/о 2,16+0,07***
ноябрь 2008 г. ДВ н/о 1,73+0,04*** н/о н/о 2,18+0,10***
ПВ н/о 1,67+0,06*** н/о н/о 2,13+0,06***
декабрь 2008 г. ДВ н/о 2,77+0,08*** н/о н/о 3,58+0,07***
ПВ н/о 2,64+0,03*** н/о н/о 3,53+0,06***
январь 2008 г. ДВ н/о 2,94+0,08*** н/о н/о 3,43+0,08***
ПВ н/о 2,93+0,05*** н/о н/о 3,59+0,07***
февраль 2008 г. ДВ н/о 2,88+0,06*** н/о н/о 3,51+0,08***
ПВ н/о 3,05+0,07*** н/о н/о 3,42+0,05***
Примечание: ДВ — до водоподготовки *- р<0,05; **- р<0,01; ***
ПВ — после водоподготовки; н/о — не обнаружено; - р <0,001
Максимальный уровень мутирования (и в ана-, и в телофазе) был отмечен в варианте водная проба июля до водоподготовки: 6,90 %0 и 3,76 %0 соответственно, всего 10,66 %0, минимальный — в варианте водная проба ноября после водоподготовки: 3,79 % в ана-и 2,00 %0 в телофазу, всего 5,79 %0. Достоверно неотличим от этого и показатель варианта водная проба апреля до водоподготовки. На наш взгляд, это можно объяснить, прежде всего, ежемесячным колебанием содержания соединений железа (от 0,22 мг/л до 3,66 мг/л), алюминия (от 0,02 мг/л до 0,5 мг/л), а также цветности (от 25,0° до 400°) и окисляемости (от 5,6 мг/л до 26,4 мг/л), вызываемыми наличием в воде гуминовых соединений. Кроме того, стоит учитывать также то, что все эти агенты могут действовать комплексно, взаимодействуя друг с другом и воздействуя на живые объекты (табл. 1). Так, например, в июле в воде реки Оми до водоподготовки было зарегистрировано 3,66 мг/л железа и 0,10 мг/л остаточного
алюминия, показатель цветности был на уровне 400° а окисляемости на уровне 22,4 мг/л. В ноябрьской же пробе количество соединений железа снижается в восемь раз, алюминия в пять раз, а уровень цветности и окисляемости приблизительно в десять и два раза соответственно (табл. 2).
Стоит обратить внимание также на спектр патологий, который демонстрирует достоверное (р<0,001) увеличение частоты хромосомных аберраций в анафазу во всех вариантах, по сравнению с контрольным, что связано с такими повреждениями хромосом, как множественные фрагменты и сочетанная патология (табл. 3). Патологические телофазы были представлены такими частями спектра, как одиночные и множественные фрагменты, отстающие хромосомы и сочетанная патология — отличия от контроля достоверны (р<0,001), и мосты — отличия недостоверны (табл. 4). Наибольший показатель частоты хромосомных аберраций в опытных вариантах был харак-
Спектр патологий телофаз в клетках апикальной меристемы пшеницы после воздействия воды р. Оми до и после водоподготовки, %0
Вариант Фрагменты Множественные фрагменты Мосты Множественные мосты Отстающие хромосомы Сочетанная патология
Контроль 0,03±0,007 0,006±0,004 0,003±0,008 0,003±0,008 0,003±0,008 0,003±0,008
март 2008 г. ДВ 0,66±0,07*** 0,50±0,03*** н/о н/о 0,58±0,06*** 0,68±0,03***
ПВ 0,40±0,04*** 1,27±0,05*** н/о н/о 1,11 ±0,04*** 0,76±0,04***
апрель 2008 г. ДВ 0,38±0,02*** 0,36±0,04*** 0,003±0,009 н/о 0,65±0,08*** 0,65±0,05***
ПВ 0,45±0,07*** 0,80±0,06*** н/о н/о 0,58±0,06*** 0,51 ±0,09***
май 2008 г. ДВ 0,82±0,06*** 0,82±0,06*** н/о н/о 0,98±0,06*** 0,89±0,04***
ПВ 0,95±0,09*** 0,90±0,03*** н/о н/о 0,91 ±0,09*** 0,85±0,06***
июнь 2008 г. ДВ 0,82±0,04*** 0,66±0,06*** 0,001 ±0,002 н/о 0,74±0,04*** 0,83±0,08***
ПВ 0,80±0,02*** 0,68±0,03*** н/о н/о 0,74±0,06*** 0,84±0,06***
июль 2008 г. ДВ 1,01 ±0,04*** 0,90±0,06*** н/о н/о 0,91 ±0,02*** 0,94±0,05***
ПВ 0,90±0,04*** 0,80±0,05*** 0,001±0,003 н/о 0,78±0,07*** 0,84±0,08***
август 2008 г. ДВ 0,92±0,06*** 0,80±0,06*** н/о н/о 0,88±0,06*** 0,89±0,04***
ПВ 0,75±0,09*** 0,59±0,03*** н/о н/о 0,71 ±0,09*** 0,72±0,06***
сент. 2008 г. ДВ 0,46±0,07*** 0,60±0,03*** н/о н/о 0,51 ±0,06*** 0,56±0,03***
ПВ 0,47±0,04*** 0,60±0,04*** н/о н/о 0,41 ±0,05*** 0,66±0,04***
окт. 2008 г. ДВ 0,48±0,04*** 0,53±0,04*** 0,001 ±0,009 н/о 0,39±0,08*** 0,63±0,04***
ПВ 0,45±0,07*** 0,70±0,06*** н/о н/о 0,58±0,06*** 0,55±0,07***
ноябрь 2008 г. ДВ 0,52±0,06*** 0,55±0,06*** н/о н/о 0,50±0,06*** 0,54±0,04***
ПВ 0,45±0,09*** 0,60±0,05*** н/о н/о 0,45±0,07*** 0,51 ±0,05***
декаб. 2008 г. ДВ 0,42±0,04*** 0,68±0,06*** н/о н/о 0,50±0,04*** 0,72±0,08***
ПВ 0,50±0,04*** 0,71 ±0,03*** н/о н/о 0,60±0,05*** 0,71 ±0,06***
январь 2008 г. ДВ 0,48±0,03*** 0,70±0,05*** н/о н/о 0,54±0,02*** 0,62±0,05***
ПВ 0,66±0,04*** 0,66±0,05*** 0,001±0,003 н/о 0,61 ±0,07*** 0,72±0,08***
февр. 2008 г. ДВ 0,50±0,06*** 0,64±0,06*** н/о н/о 0,51 ±0,06*** 0,62±0,04***
ПВ 0,51 ±0,04*** 0,63±0,04*** н/о н/о 0,44±0,05*** 0,74±0,04***
Примечание: ДВ — до водоподготовки, ПВ — после водоподготовки; н/о — не обнаружено; * — р<0,05; ** — р<0,01; *** — р<0,001
терен для сочетанных патологии, как в ана-, так и в телофазу. Интересен также тот факт, что в контрольном варианте были зарегистрированы множественные мосты (и в ана-, и в телофазу), но в опытных вариантах эта патология не фиксировалась. Такая закономерность, на наш взгляд, связана с тем, что основные действующие агенты — железо, алюминий и гуминовые соединения — вызывают повреждение не одной хромосомы, что характерно для контрольного варианта, а нескольких одновременно.
В ходе оценки хромосомных аберраций в тест-системе на лабораторных линиях мышей в опытных вариантах (до и после водоподготовки) отмечалось достоверное (р<0,001) повышение уровня мутирования по сравнению с контролем, показавшим 0,34 %0 патологий в анафазу и 0,20 %0 — в телофазу. В варианте вода р. Оми до водоподготовки зарегистрировано увеличение числа патологических митозов в 3 раза в анафазу (1,06 %) и в 3,5 раза — в телофазу
(0,69 %0), всего 1,75 %, практически тот же рост количества хромосомных аберраций отмечался в варианте вода р. Оми после водоподготовки — 1,08 %0 в анафазу и 0,76 %0 в телофазу, всего 1,84 %0. В свою очередь, между опытными вариантами достоверных различий зафиксировано не было (табл. 5).
В спектре патологий достоверное (р<0,001) увеличение частоты хромосомных аберраций в анафазу также наблюдалось в обоих вариантах, по сравнению с контрольным, и было связано с такими хромосомными аберрациями, как множественные фрагменты и сочетанная патология, однако количество зафиксированных одиночных фрагментов было достоверно меньше, чем в контрольном варианте, что, так же как и было отмечено по результатам первичного скрининга, может быть связано со способностью основных действующих агентов вызывать повреждения большого числа хромосом одновременно Патологические телофазы были представлены такими частями
Митотический режим клеток костного мозга мышей после воздействия воды р. Оми до и после водоподготовки, %
Вариант Анафаза Телофоза Итого патологий
всего патологий всего патологий
Контроль 2,22±0,12 0,34±0,08 2,87±0,09 0,20±0,02 0,54±0,09
Вода р. Оми (июль 2009 г.) ДВ 2,19±0,11 1,06±0,06*** 2,88±0,18 0,69±0,03*** 1,75±0,07***
ПВ 2,58±0,09 1,08±0,07*** 2,68±0,09 0,76±0,03*** 1,84±0,08***
Примечание: ДВ — до водоподготовки, ПВ — после водоподготовки; *- р<0,05; **- р<0,01; ***- р<0,001
Спектр патологий анафаз в клетках костного мозга мышей после воздействия воды р. Оми до и после водоподготовки, %
Таблица 6
Вариант Фрагменты Множественные фрагменты Сочетанная патология
Контроль 0,09±0,03 0,19±0,04 0,06±0,02
Вода р. Оми (июль 2009 г.) ДВ 0,006±0,004 0,78±0,05*** 0,27±0,05***
ПВ 0,003±0,008 0,86±0,06*** 0,22±0,05***
Примечание: ДВ — до водоподготовки, ПВ — после водоподготовки; *- р<0,05; **— р<0,01; ***— р<0,001
Спектр патологий телофаз в клетках костного мозга мышей после воздействия воды р. Оми до и после водоподготовки, %0
Таблица 7
Вариант Фрагменты Множественные фрагменты Сочетанная патология
Контроль 0,10±0,005 0,06±0,009 0,05±0,009
Вода р. Оми (июль 2009 г.) ДВ 0,36±0,06*** 0,19±0,04*** 0,15±0,03***
ПВ 0,40±0,04*** 0,21 ±0,05*** 0,15±0,04***
Примечание: ДВ — до водоподготовки, ПВ — после водоподготовки; *- р<0,05; **- р<0,01; ***- р<0,001
спектра, как одиночные и множественные фрагменты и сочетанная патология — отличия от контроля находятся на 99,99 % уровне значимости (табл. 6 — 7).
Таким образом, однозначно можно говорить о том, что вода реки Оми до и после водоподготовки обладает мутагенным эффектом, установленным в ходе регистрации хромосомных аберраций в растительной клетке, максимальным в варианте водная проба июля до водоподготовки, минимальным в варианте водная проба ноября после водоподготовки, который вызывает комплексное действие таких загрязнителей, как соединения железа и остаточный алюминий.
Кроме того, было установлено, что вода Оми также способна вызывать достоверный, по сравнению с контролем, рост числа патологий митоза клеток костного мозга млекопитающих, которое не уменьшается при проведении водоподготовки.
Библиографический список
1. Инге-Вечтомов, С. Г. Экологическая генетика. Что это такое? / С. Г. Инге-Вечтомов // Соросовский образовательный журнал. — 1998. — № 2. — С. 59 — 65.
2. Официальный сайт «Окружающая среда России». — URL : http://eco.priroda.ru
3. Состояние окружающей среды Омской области в 2007 году / Госкомэкология Омской области. — М. : Омск, 2008. — 168 с.
4. Орлов, Д. С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации / Д. С. Орлов. — М. : МГУ, 1990. — 325 с.
5. Оптимизация процессов при комплексном водоснабжении объектов / С. В. Гуляк [и др.] // Автоматизация и современные технологии. — 2005. — № 1. — С. 41—43.
6. Системный подход к скринингу на мутагенную активность химических факторов окружающей среды / Наследственность человека и окружающая среда : сб. ст. / Рос. ком. По программам ЮНЕСКО «Человек и биосфера». М., 1984— 1992. — Вып. 2. — С. 140—151.
7. Назаренко, Н. Н. Частота и спектр хромосомных нарушений в клетках корневой меристемы проростков пшеницы при действии мутагенов / Н. Н. Назаренко // Вестн. Харьковского национального аграрного ун-та. Сер. Биология. — 2007. — № 3(12). — С. 82 — 89.
8. Богданов, И. И. Некоторые подходы к организации генетического скрининга загрязнителей окружающей среды (на модели фенола) / И. И. Богданов, В. И. Нахаева, О. В. Щербакова // Методология и методика естественных наук : сб. науч. тр. — Вып. 3. — Омск : ОмИПКРО ; ОмГПУ, 1998. — С. 68 — 76
9. Нахаева, В. И. Изучение меди, загрязнителя водоемов г. Омска, в серии биотестов на мутагенность / В. И. Нахаева, О. П. Гурова, О. Е. Кольс // Естественные науки и экология. Ежегодник : межвуз. сб. науч. тр. — Вып. 6. — Омск : ОмГПУ, 2001. — С. 196— 199.
10. Сизиков, А. М. Сравнительный генотоксический анализ водных проб естественных источников питьевой воды рек Ир-
тыш и Омь / А. М. Сизиков, В. И. Нахаева, Т. В. Александрова // Вестник СибАДИ. - Омск, 2008. - № 3(9). - С. 96-98.
11. Нахаева, В. И. Цитогенетическая оценка тяжелого металла цинка в системе биотестов на индукцию хромосомных аберраций / В. И. Нахаева, О. П. Гурова, К. А. Рожко // Естественные науки и экология. Ежегодник : межвуз.сб. науч. тр. - Вып 6. - Омск : ОмГПУ, 2001. - С. 199-203.
12. R. Neil Jones. ^romosomes in plants. New Phytologist. -1995. -V 131. - Р. 411- 434.
13. Kodama Y, Pawel D, et al.: Stable chromosome aberrations in atomic bomb survivors: Results from 25 years of investigation. Radiation Research 2001; 156:337-46.
14. Вардуни, Т. В. Перестройки хромосом в клетках высших растений как показатель мониторинга мутагенов окружающей среды / Т. В. Вардуни: автореф. ... канд. биол. наук.- Воронеж,
1997. - 24 с.
15. Оценка мутагенных свойств фармакологических средств / А. Д. Дурнев [и др.] // Ведомости фармакологического комитета. -
1998. - № 4. - C. 32-39.
16. Определение мутагенности химических соединений (генетический скрининг) на лабораторных мышах : методические указания. - М. : Медицина, 1977. - 12 с.
17. Руководство по краткосрочным тестам для выявления мутагенных и канцерогенных химических веществ. Гигиени-
ческие критерии состояния окружающей среды. — Женева: ВОЗ, 1989. — 212 с.
18. Лакин, Г. Ф. Биометрия / Г. Ф. Лакин. — 4-е изд., перераб. и доп. — М. : Высш. школа, 1990. — 352 с.
НАХАЕВА Валентина Ивановна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры ботаники, цитологии и генетики Омского государственного педагогического университета. Адрес для переписки: e-mail: nakhaeva@mail.ru АЛЕКСАНДРОВА Татьяна Витальевна, аспирантка кафедры инженерной экологии и химии Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ).
Адрес для переписки: e-mail: nagini-snake@yandex.ru СИЗИКОВ Анатолий Михайлович, кандидат химических наук, заведующий кафедрой инженерной экологии и химии СибАДИ. Адрес для переписки: e-mail: amsizikov@mail.ru
Статья поступила в редакцию 29.03.2010 г. © В. И. Нахаева, Т. В. Александрова, А. М. Сизиков
удк 502 Т. В. СКРИПКО
Л. С. НИТЕЙСКИЙ
Омский государственный технический университет
ВЛИЯНИЕ
АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СОСТОЯНИЕ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ОЗЕРА ГОРОДСКОЙ ТЕРРИТОРИИ (СОВЕТСКИЙ ОКРУГ)
Проведен анализ водной вытяжки донных отложений озера, расположенного вблизи Учхоза, по физическим и химическим показателям, анализ на биогенные элементы, тяжелые металлы, СПАВ, фенолы и пестициды. Выявлено несоответствие нормам ПДК практически по всем показателям. Наблюдается корреляция с гидрохимическими исследованиями озерной воды. Озеро — ценный природный комплекс, подверженный сильному загрязнению, требует дальнейшего мониторинга и присвоения природоохранного статуса.
Ключевые слова: донные отложения, предельно-допустимые концентрации, биогенные элементы, тяжелые металлы, озеро.
Экспериментальная часть жесткость, окисляемость (перманганатный метод),
сероводород (йодометрический метод) [2].
Отбор проб проводился из озера в районе Учхоза, Проведен анализ на биогенные элементы [3]. Со-
расположенного на территории САО. Пробы взяты держание ионов меди, железа, кадмия, алюминия,
в соответствии с ГОСТ 24481 и ИСО 5667-2. Отобрано хрома, АПАВ, фенолов определено фотоколоримет-
пять проб донных отложений: одна возле водотока; рическим методом с построением калибровочных
остальные на расстоянии 20 — 25 метров друг от друга. графиков зависимости оптической плотности от кон-
Водная вытяжка донных отложений — отношение центрации ионов в стандартных растворах (рис. 1)
донных отложений к воде 1:2,5 [1]. Определены орга- [2]; пестицидов — методом газожидкостной хромато-
нолептические показатели, кислотность, щелочность, графии [4].
