CC BY
20Yeskov Ye.K., Yeskova D.M., Kiryakulov V.M. Dynamics of accumulation and elimination of lead from the birds organism
Russian State Agrarian Correspondence University, Balashikha, Moscow region
The subject of the study was the lead absorption speed in the birds gastro-intestinal tract and accumulation of this element in birds organs and tissues with different morphological and functional characteristics. A minimal lead dose of 1.5 mg/kg duck live weight decreases its weight that recovers after its absorption in the stomach. The lead absorption and elimination from the organism couple with the dynamics in the body mass. The speed of these processes is directly interdependent and significantly differs in different organs and tissues A notably high accumulation and elimination speed is observed in claws, kidneys, liver, feathers and the least in fat, heart and muscles. An intensive removal of the lead minimal lethal dose from the body begins about 2 or 2.5 months after its elimination from the bird gastrointestinal tract.
Материал поступил 22.06.2011 r.
УДК 574. 632.12:574.581
О воздействии детергентов на Vigna radiata и Lens culinaris в условиях биотеста
Поклонов В.А., Котелевцев С.В., Остроумов С.А.
МГУ им. М.В. Ломоносова, г Москва
В сточных водах концентрации синтетических поверх- средства (СМС), синтетические поверхностно - активные ностно - активных веществ (СПАВ) могут превышать вещества (СПАВ), проростки растений, фитотоксичность. 30 г/л. Изучали воздействие синтетических моющих средств (СМС), которые содержат СПАВ, на проростки растений маш (Vigna radiata) и чечевицу (Lens culinaris) в условиях биотеста. При концентрации СМС Losk Automat Intensive, Dosia Color и Пемолюкс 0,5 г/л растения отставали в росте и развитии во время инкубации. При концентрации 5 г/л растения погибали.
Ключевые слова: детергент, синтетические моющие
Введение. Загрязнение окружающей среды синтетическими химическим веществами приобрело в современном мире крупные масштабы. Поэтому необходимо изучение воздействия загрязняющих веществ на растения, в том числе имеющие значение как сельскохозяйственные растения.
Среди важнейших загрязняющих веществ с полным основанием рассматривают тяжелые металлы, пестициды, нефтепродукты, хлорорганические соединения и ряд других веществ, которые являются приоритетными при экологическом и гидробиологическом мониторинге. Однако синтетические поверхностно - активные вещества (СПАВ, ПАВ) зачастую не включаются в число наиболее приоритетных загрязнителей и их роль в загрязнении окружающей среды была изучена недостаточно. ПАВ относят к загрязняющим веществам 4 - го класса опасности (умеренно опасные) [2, 4, 5, 6].
Экологическое значение некоторых ПАВ, как загрязнителей среды увеличивается тем фактом, что они медленнее разрушаются в окружающей среде, чем многие другие ксенобиотики [1]. В опытах с дафниями Daphnia magna токсичность нефтяного загрязнения возрастала в 200 при добавлении в систему ПАВ - содержащих дисперсантов [8].
АПАВ (анионогенные поверхностно - активные вещества) составляют львиную долю из тех СПАВ, которые ежедневно поступают в сточные воды. АПАВ преобладают в спектре производных и применяемых СПАВ. Ежегодный прирост их использования составил около 2 - 3% [2]. Именно эти виды ПАВ содержатся в синтетических моющих средствах (СМС).
Целью работы было изучить воздействие СМС (Losk Automat Intensive, Dosia Color, Пемолюкс), на растения маш
Vigna radiata (L.) Wilczek и чечевица Lens culinaris Mill. Эти виды ранее не использовались для биотестирования.
Материалы и методы исследования. Тестированию подвергали три вещества - (синтетические моющие средства: Losk Automat Intensive, Dosia Color, Пемолюкс). Информация о них дана в табл. 1.
Для приготовления растворов СМС использовали отстоянную в течение недели водопроводную воду. Порошки СМС растворили в исходной концентрации 5 г/л. Методом последовательных разбавлений были получены растворы в концентрациях 0,5 г/л и 0,05 г/л. Тестируемые растворы содержали следующие концентрации СМС: 0 г/л контроль; 0,05 г/л; 0,5 г/л; 5 г/л.
В качестве организмов для биотеста использовали маш Vigna radiata (L.) Wilczek и чечевицу Lens culinaris Mill.
При проведении биотестирования каждую из концентраций тестировали в двух стеклянных чашках Петри (диаметром 115 мм). Опыты повторяли 3 раза, в каждом опыте - по 8 чашек соответственно (по 2 чашки Петри для каждой концентрации тестируемого вещества). В каждой чашке находилось по 15 семян Vigna radiata или Lens culinaris. В каждую чашку вносили по 25 мл тестируемых растворов.
Наблюдения совершали на 5 сутки.
Инкубация чашек происходила при температуре 15 ± 1,5°С. Был выбран метод определения фитотоксичности на основе измерения и расчета условной средней длины проростков [3]. Степень ингибирования проростков рассчитывалась по формуле (1) [3]:
Степень ингибирования =
(1- ¿опЬГГ).100о/о (1)
¿конт
где Lопыт - длина проростков в тестируемом растворе детергентов (СМС) и Lконт - длина проростков в отстоянной водопроводной воде без добавления СМС (контроль).
Результаты и их обсуждение.
Результаты опытов по оценке токсичности использованных в данной работе растворов СМС с помощью тест - организмов двух видов, - которыми служили маш (Vigna radiata) и чечевица (Lens culinaris), - содержатся в таблице 2 и таблице 3.
Концентрации синтетических моющих средств, созданные в чашках Петри в начале инкубации, были гораздо меньше, чем в некоторых видах сточных вод, где концентрации СПАВ могут достигать 30 г/л. Отметим, что имеются нормативы для максимального содержания СПАВ в водах, поступающих на очистные сооружения, которое должно быть не более 20 -50 мг/л [7].
В опытах на V. radiata получены следующие результаты (табл. 2)
При тестировании с детергентом Losk Automat Intensive в концентрации 0,05 г/л обнаружено ингибирование проростков на 25,6%. При концентрации 0,5 г/л выявлено более значительное ингибирование на 46,1%. В концентрации 5 г/л почти все проростки погибли, ингибирование 98%.
Действие других СМС, Dosia Color и Пемолюкс, также зависело от концентраций. Детергент Dosia Color в концентрации 0,05 г/л ингибировал на 25,2%. При концентрации 0,5 г/л удлинение проростков снижалось на 55,5%. При концентрации 5 г/л почти все проростки погибли, ингибирование 98,9%. Таким образом, в действии двух детергентов - Losk Automat Intensive и Dosia Color - отмечается сходство.
Детергент Пемолюкс при концентрации 0,05 г/л слабо стимулировал проростки (длина проростков была больше, чем в контроле). При концентрации 0,5 г/л Пемолюкса проявились признаки неблагополучия, ингибирование 50,2%. В концентрации 5 г/л Пемолюкс проявил значительную токсичность (77,7%).
В экспериментах на другом растении, L. culinaris, также выявлено ингибирование проростков, как описано ниже (см. таблицу 3).
Детергент Losk Automat Intensive в концентрации 0,05 г/л ингибировал удлинение проростков чечевицы на 19,7%. Проростки L. culinaris не смогли выжить при концентрациях этого СМС 0,5 и 5 г/л, ингибирование оказалось 100%.
Детергент Dosia Color в концентрации 0,05 г/л стимулировал проростки L. culinaris на 13,4%. В концентрациях 0,5 и 5 г/л произошло ингибирование проростков на 99% и 99,7%, соответственно.
При сравнении с воздействием этих детергентов на другой вид растения (маш) видно, что на чечевицу промежуточная концентрация этих СМС (0,5 г/л) действовала сильнее.
Пемолюкс в концентрации 0,05 г/л ингибировал проростки L. culinaris на 31%, а в концентрации 0,5 г/л 42,9%. В концентрации 5 г/л произошло сильное ингибирование L. culinaris (99,2%).
Сопоставление результатов биотестирования на двух видах растений показывает следующее.
При концентрации 5 г/л все тестированные СМС показали высокую токсичность для обоих видов L. culinaris. Семена L. culinaris не проросли в растворах тестируемых детергентов (Losk Automat Intensive, Dosia Color, Пемолюкс), либо образовались очень маленькие проростки (от 1 до 2 мм).
При концентрации 0,5 г/л Losk Automat Intensive, Dosia Color, Пемолюкс заметны следующие различия в реагировании двух видов растений. А именно, чечевица вообще не перенесла загрязнение Losk Automat Intensive и Dosia Color. Пемолюкс при концентрации 0,5 г/л ингибировал проростки чечевицы на 42,9%. Маш был подавлен на 46,1-55,5%, в зависимости от вида СМС. Следовательно, при этой концентрации (0,5 г/л) маш был более устойчив, чем чечевица, к двум СМС -Losk Automat Intensive и Dosia Color.
При концентрации 0,05 г/л воздействие детергентов было минимальным. Однако, негативное воздействие в некоторых случаях проявилось (Losk Automat Intensive) при воздействии и на V. radiata, и на L. culinaris. Препарат Dosia Color при воздействии на V. radiata вызвал ингибирование на 25,2%, а при действии на L. culinaris в этой концентрации не вызывал ин-гибирования.
Для V. radiata при низкой концентрации СМС (0,05 г/л) из трех препаратов СМС более токсичными были Losk Automat
Intensive и Dosia Color. При промежуточной концентрации 0,5 г/л все три препарата проявили приблизительно одинаковую фитотоксичность (ингибирование 46 - 56%). При высокой концентрации 5 г/л наиболее токсичными были опять Losk Automat Intensive и Dosia Color.
Для L. culinaris из препаратов СМС при низкой концентрации 0,05 г/л наиболее фитотоксичным был Пемолюкс, наименее Dosia Color. При средней концентрации 0,5 г/л наиболее токсичными были два препарата Losk Automat Intensive и Dosia Color. При высокой концентрации 5 г/л все три препарата проявили высокую фитотоксичность (ингибирование более 99%).
Отметим, что при тестировании всех трех СМС на обоих видах выявляются общие закономерности:
Повышение концентрации СМС влечет снижение средней длины проростков.
Повышение концентраций СМС вызывает увеличение коэффициента вариации условной средней длины (что видно в таблицах 2 и 3).
Растения маш и чечевица проявляли неодинаковую чувствительность к воздействию синтетических моющих средств. Маш был более устойчивым к воздействию СМС.
Выводы. Все три детергента проявили способность подавлять проростки обоих видов растений. Наблюдалось снижение роста и гибель растений, в зависимости от концентраций. Vigna radiatа обладал относительно более высокой устойчивостью к воздействию СМС, чем Lens culinaris. Было выяснено, что чечевица чувствительна к сравнительно небольшим концентрациям СМС. Это делает ее относительно высокочувствительным тест - объектом. Следовательно, чечевица L. culinaris является перспективной и в других биотестах для исследования фитотоксичности поллютантов при изучении экологической опасности химических веществ.
В целом результаты проведенных опытов согласуются с предположением, что СМС, попадая в среду обитания, могут быть опасны для сельскохозяйственных растений V. radiatü и L. culinaris.
Этот вывод согласуется с данными работ [2-4], где был сделан аналогичный вывод для других видов сельскохозяйственных растений.
Аналогичные исследования были проведены нами еще на нескольких ксенобиотиках (смеси тяжелых металлов, до-децилсульфат натрия, аминоантрацен, детергенты: E Color, Persil Color, Fairy и др.). Результаты будут изложены в последующих публикациях.
Полученные экспериментальные данные дополняют информацию о широком круге эффектов, характеризующих биологическую активность водных сред, содержащих ПАВ и СМС [2-8].
Таблица 1
Данные об использованных детергентах (смесевых препаратах).
Название Фирма - производитель Адрес производителя Состав и внешний вид ГОСТ или ТУ (технические условия)
1. Losk Atomat Intensive ООО «Интерфил» для ОАО «Хенкель - Эра». Россия, г Тосно Ленинградской области, Московское шоссе 1. <5% НПАВ, фосфонаты, поликарбонаты, 5-15% АПАВ, кислородсодержащий отбеливатель энзимы, оптический отбеливатель, отдушка. Крупный белый порошок с цветными гранулами. ГОСТ АЮ 64 (х), АЯ 85 (у), ХП 15 (2)
2. Dosia Color Филиал ООО «Рекитт Бен-кизер». Россия, Московская область, г. Клин 141600, ул. Терешковой, 1. 5-15% цеолиты, <5% НПАВ и АПАВ, энзимы, анти-вспениватель отдушка. Крупный голубой порошок с цветными гранулами. ГОСТ АЕ 28
З.Пемолюкс Сода 3 Эффект Филиал ООО «Хенкель РУС», Россия, г Пермь 614113, ул. Ласьвинская, 88. Карбонат кальция, сода, АПАВ, краситель, отдушка. Мелкий голубой порошок. ТУ: 2383-022-895895402009
Таблица 2
Воздействие синтетических моющих средств (СМС) содержащих поверхностно -активные вещества на длину проростков (у|£па гай^а), мм.
Вещество Длительность инкубации, часы Концентрация, г/л Среднее арифметическое Среднее квадратическое отклонение Коэффициент вариации, % n Степень инги-бирования, %
0 24,3 13,8 56,7 66 0
Losk Automat Intensive 119 0,05 18,1 12,9 71,2 66 25,6
0,5 13,1 7,4 56,4 66 46,1
5 0,5 1,3 260,0 66 98,0
0 25,8 12,4 48,1 66 0
Dosia Color 120 0,05 19,3 11,6 60,1 66 25,2
0,5 11,5 7,3 63,4 66 55,5
5 0,3 0,8 266,6 66 98,9
0 25,1 13,1 52,1 66 0
Пемолюкс 120 0,05 26,2 12,5 47,7 66 -4,3
0,5 12,5 7,8 62,4 66 50,2
5 5,6 4,9 87,5 66 77,7
п - суммарное число семян, использованных в опытах для данной концентрации
Таблица 3
Воздействие синтетических моющих средств содержащих поверхностно -активные вещества на длину проростков (Lens culinaris), мм.
Вещество Длительность инкубации, часы Концентрация, г/л Среднее арифметическое Среднее квадратическое отклонение Коэффициент вариации, % n Степень ингибиро-вания, %
Losk Automat Intensive 117 0 33,6 28,1 83,6 66 0
0,05 27 23,7 87,7 66 19,7
0,5 0 0 0 66 100
5 0 0 0 66 100
Dosia Color 124 0 29,1 32,9 113,1 66 0
0,05 33,0 41,4 125,4 66 -13,4
0,5 0,3 1,1 366,6 66 99,0
5 0,1 0,7 700,0 66 99,7
Пемолюкс 117 0 35,9 33,1 92,2 66 0
0,05 24,8 31,9 128,6 66 31,0
0,5 20,5 28,6 139,5 66 42,9
5 0,3 1,1 366,6 66 99,2
п - суммарное число семян, использованных в опытах для данной концентрации
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Каплин А. Я. Современное состояние и главные направления в изучении процессов трансформации химических веществ в придных водах // Материалы 6-ого всесоюзного симпозиума по современным проблемам самоочищения водоемов и регулирования качества воды. Секция 2. - Таллин. 1979. - Ч. 1. - С. 3 - 17.
2. Остроумов С.А. Биологические эффекты поверхностно-активных веществ в связи с антропогенными воздействиями на биосферу. М.: МАКС Пресс, 2000. - 116 с.
3. Остроумов С.А. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. - М.: МАКС Пресс, 2001. - 334 с.
4. Остроумов С.А. Тритон Х100 [ингибирование Lepidium sativum] // Токсикологический вестник, 1999. - № 4 - C. 41.
5. Остроумов С.А., Колотилова Н.Н. Цетилтриметиламмоний бромид (ЦТАБ, гексадецил-триметиламмоний бромид) // Токсикологический вестник, 1998. - № 5. - C. 30.
6. Остроумов С.А., Краевский В.М., Лямин М.Я. Тетрадецилтриметиламмоний бромид
(ТДТМА) // Токсикологический вестник, 1999. - №1. - C.35 - 36.
7. Ставская С. С., Удод В. М., Таранова Л. А., Кривец И. А. Микробиологическая очистка воды от поверхностно - активных веществ. - Киев: Наукова Думка, 1988. - 184 с.
8. Bobra A., Shiu W., Mackay D., Goodman R. 1989. Acute toxicity of dispersed fresh and weathered crude oil and dispersants to Daphnia magna // Chemosphere. - 1989. - V.19. - № 8/9. P. 1199 - 1222.
Poklonov V.A., Kotelevtsev S.V., Ostroumov S.A. Exposure of Vigna radiata and Lens culinaris to detergents in biotests
M.V Lomonosov Moscow State University
Concentrations of synthetic surfactants in waste water can exceed 30g/l. The impact of synthetic detergents containing synthetic surfactants on sprouts of golden gram (Vigna radiata) and lentil (Lens culinaris ) was studied in biotests. Plants delayed in growth and development during the incubation period when the concentration of detergents Losk Automat Intensive, Dosia Color and Pemolux was of 0.5 g/l. Plants perished at a concentration of 5 g/l.
Материал поступил в редакцию 26.08.2011 г.
ХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
«Зеленая» химия — эффективный инструмент снижения риска воздействия химических веществ на здоровье человека и окружающую среду
Сегодня, несмотря на большой ресурсный потенциал, Россия сталкивается с серьезными вызовами в области состояния здоровья человека и окружающей среды. Примерами таких вызовов являются: низкая средняя продолжительность жизни населения, увеличение заболеваемости, рождение больных детей, загрязнение окружающей среды, утрата биоразнообразия и климатические изменения. Одной из основных причин возникновения перечисленных выше проблем является возрастающее химическое загрязнение страны, обусловленное, в первую очередь, неуклонным ростом объемов потребления и производства химических веществ.
Осознание важности и масштабов возникающих проблем явилось причиной декларирования на самом высоком уровне перехода страны к новым, «зеленым» подходам управления. Необходимость «зеленой» экономики, как одного из инструментов устойчивого развития и рационального природопользования была отмечена Председателем Правительства Российской Федерации Д.А.Медведевым в его выступлении на третьей сессии пленарного заседания Конференции ООН по устойчивому развитию «Рио+20». В Хабаровске на заседании министров АТЭС (Азиатско-Тихоокеанское экономическое сотрудничество) по вопросам охраны окружающей среды Российский министр природных ресурсов и экологии С.Е. Донской заявил, что сегодня Россия предпринимает шаги по пути экологизации экономики и переходу к «зеленому» росту, которые предполагает бережное отношение к природе и рациональное использование ресурсов.
В области связанной с безопасным обращением химических веществ, одним из наиболее эффективных инструментов управления может стать «зеленая» химия. При этом необходимо отметить, что «зеленая» химия является неотъемлемой частью и «зеленой» экономики и «зеленого» роста, что обусловлено тем, что, с одной стороны, химические вещества и химические процессы лежат в основе развития и функционирования современного общества: именно благодаря им мы получаем пищу, одежду, дома, энергию, предметы обихода и другие блага цивилизации. С другой стороны, те же химические вещества и химические процессы являются источником большей части хронических заболеваний, аллергии, онкологических заболеваний, рождения неполноценных детей и преждевременной смертности, деградации водоемов и почв, гибели растений и животных. Для нашей страны важность перехода к «зеленой» химии определяется еще и особым географическим положением. Огромные территории расположены в зоне вечной мерзлоты, большие металлургические и нефтехимические предприятия находятся за полярным кругом. Воздействие на окружающую среду в таких условиях особенно сильно, поскольку большинство загрязняющих веществ и отходов плохо разлагаются при низких температурах.
Экономическая важность развития «зеленой» химии в стране, обусловлена вступлением России в ВТО и последующим вступлением в ОЭСР, требующих от российских предприятий, для обеспечения конкурентоспособности продукции в новых экономических условиях, соответствия мировым стандартам и
