CC BY
19ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ
ТОКСИКОЛОГИЯ
УДК: 628.394.6:57/59
ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ АЗОЛ С!-130. АЗОЛ 5010 МАРКИ А И АЗОЛ 5010 МАРКИ В ДЛЯ ГИДРОБИОНТОВ
А.С. Федотов
Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ФГУП «ВНИРО»), 107140, г Москва
Проведена оценка токсичности ингибиторов коррозии Азол CI-130, Азол 5010 марки А и Азол 5010 марки В для стандартных тест-объектов: фитопланктонных организмов -Scenedesmus quadricauda (Turp) Breb; зоопланктонных организмов - Daphnia magna Straus и рыб, односуточных организмов (мальков) - Poecillia reticulate Peters. Для оценки токсического эффекта для гидробионтов использовали показатели медианных летальных концентраций (ЛК50), характеризующие изменение выживаемости (гибель) организмов на 50% за определенное время - 24, 48 и 96 часов (ЛК50/24; 48; 96ч). По результатам оценки токсичности препаратов установлено: ингибиторы коррозии «Азол С1-130» и «Азол-5010» марки В относятся к средне-токсичным, а ингибитор коррозии «Азол-5010» марки А к высокотоксичным веществам. Ключевые слова: препараты, фитопланктон, зоопланктон, рыба, токсичность.
Введение. В настоящее время планируются крупномасштабные разработки нефти и газа на шельфе морей России, особенно в районе северных и дальневосточных морей, а также Северного Каспия. В связи с этим необходимо знать как токсичность применяемых буровых растворов и их компонентов, так и токсичность веществ, используемых на платформах для различных технологических целей, поскольку существует реальная возможность попадания их в водоемы, что может нанести определенный ущерб водным биоресурсам. Поэтому необходима оценка токсичности применяемых химических веществ на водоемах, путем определения медианных летальных концентраций (ЛК), для сохранения водной экосистемы.
Задачей данной работы служила оценка токсичности ингибиторов коррозии «Азол С1-130», «Азол-5010» марки А и «Азол-5010» марки В для стандартных пресноводных тест-объектов: фитопланктонных организмов -Scenedesmus quadricauda (Turp) Breb; зоопланктонных организмов - Daphnia magna Straus и рыб, односуточных организмов (мальков) - Poecillia reticulate Peters.
Материалы и методы исследования. Исследуемые препараты предназначены для защиты от коррозии напорных и выкидных трубопроводов, транспортирующих обводненные газожидкостные и нефтяные среды, содержащие сероводород и углекислый газ [2, 3, 4].
Исследование токсичности ингибиторов коррозии проводили в соответствии с «Руководством по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов» (утверждено МПР России, 27 апреля 2001 г.), изд. РЭФИ, НИА-Природа, М., 2002 [7]. Руководство включено в область аккредитации лаборатории.
Для исследований на фитопланктоне в качестве стандартного пресноводного тест-объекта использовали Scenedesmus quadricauda (ТиЛ.) ВгеЬ - зеленые одноклеточные водоросли. Повторность в опыте и контроле трехкратная. Начальная плотность клеток в эксперименте 20 000 тыс. кл./мл. Длительность эксперимента 3 суток (72 ч), освещение 3000 лк, температура 20±2 °С, 12-часовой световой режим в климатостате.
Пригодность культуры одноклеточных водорослей
Федотов Анатолий Сергеевич (Fedotov АшМу Sergeevich), с.н.с. лаборатории Эколого-токсикологических исследований, кандидат ветеринарных наук, anat-1954@mail.ru
для биотестирования определяли по величине ЭК50 (48 ч) стандартного вещества K2Cr2O7 для S.quadricauda. Полученное значение ЭК50 K2Cr2O7 - 1,8 мг/л, что укладывается в диапазон реагирования для данного вида водорослей (1,3-2,5 мг/л).
На фитопланктонных организмах в течение трех суток исследовали изменение флуоресценции клеток водорослей при различных концентрациях ингибиторов коррозии. Определяли полуэффективную концентрацию (ЭК50 за 72 ч) трех марок ингибиторов коррозии [1]. Полуэффективная концентрация (ЭК50) препарата вызывает изменение параметров жизнедеятельности фито-планктонных организмов (изменение численности клеток, изменение флуоресценции хлорофилла клеток и др.) на 50% за определенное время. Показатели жизнедеятельности микроводорослей оценивали экспресс-методом по изменению флуоресценции клеток водорослей на приборе «Флюорат 02-3М». Определение изменения численности клеток проводили в камере Горяева под микроскопом. Численность живых клеток водорослей коррелировала с показаниями флуоресценции водорослей. В эксперименте замеры флуоресценции клеток проводили ежедневно.
Для исследований на зоопланктонных организмах использовали стандартный пресноводный тест-объект -Daphnia magna Straus. В опыт брали односуточных рачков, длительность эксперимента - 2 и 4 суток (48 и 96 ч). В остром эксперименте рачков не кормили. Реакция на стандартное вещество: ЛК50 K2Cr2O7 за 24 ч составила 1,4 мг/л, что укладывается в диапазон реагирования дафний (0,9-2,0 мг/л).
Определяли полулетальные концентрации (ЛК50/48 и 96 ч) трех марок ингибиторов коррозии [6]. Полулетальные концентрации (ЛК50) вызывают изменение выживаемости зоопланктонных организмов (гибель) на 50% за 48 и 96 ч.
Для проведения ихтиотоксикологических исследований используется широко распространенная аквариумная живородящая рыбка Poecillia reticulate Peters -гуппи. В опыте использовали высокочувствительных односуточных мальков данных рыб. Исследование ингибиторов коррозии проводили в аквариальной, с использованием рассеянного света и естественного светового периода. Длительность биотестирования водной вытяжки составляла 4 суток (96 ч). Во время биотестирования рыб не кормили. Температура анализируемой пробы 2022 оС, концентрация растворенного кислорода 8,6 мг/дм3. Соотношение воды и ихтиомассы составляло менее 1,5 г/л, на каждую концентрацию приходилось по 10 экземпляров рыбок опытах и контроле.
Физиологическую активность рыб проверяли по стандартному веществу - калию двухромовокислому. ЛК50 K2Cr2O7 за 24 ч составила 127,0 мг/дм3 (что укладывается в диапазон требуемых концентраций 106-175 мг/дм3).
Определяли полулетальные концентрации (ЛК50/96ч) трех марок ингибиторов коррозии [6]. Полулетальные концентрации (ЛК50) вызывают изменение выживаемости односуточных мальков рыб (гибель) на 50% за 96 ч.
Все исследования проводили на фоне контроля (без внесения препаратов).
Степень острой токсичности трех марок ингибиторов коррозии для гидробионтов оценивали согласно классификации Л.А. Лесникова и К.К. Врочинского [5].
Результаты и обсуждение. Согласно представленным в таблице 1 данным видно, что концентрация ингибитора коррозии «Азол С1-130» 50,0 мг/л не влияет на жизнедеятельность фитопланктона, показатели его жизнедеятельности отмечены на уровне контроля в течение 3 суток. В концентрации препарата 100 мг/л подавление уровня флуоресценции отмечено на 2-е и 3-и сутки опыта и составило, соответственно, 4 и 7%. Концентрация ингибитора коррозии 500,0 мг/л снижает на 3-е сутки опыта флуоресценцию на 17%, концентрация 1000,0 мг/л - на 31%, концентрации 2000,0 мг/л - на 68%.
Расчетная полуэффективная концентрация «Азол С1-130» за трое суток (ЭК50/72 ч) равна 1737,8 мг/л. Ингибитор коррозии «Азол 5010» марки А в концентрациях 1,0 и 5,0 мг/л не влияет на жизнедеятельность фитопланктона. Показатели его жизнедеятельности отмечены на уровне контроля в течение 3 суток. В концентрации 10,0 мг/л отмечено подавление уровня флуоресценции на 3-и сутки опыта, составляющее 21%. Концентрация ингибитора коррозии 25,0 мг/л снижает на 2-е сутки опыта флуоресценцию водорослей на 17% и на 3-и сутки - на 51%. Концентрация 100,0 мг/л снижает флуоресценцию фитопланктона, начиная с первых суток исследования и на третьи сутки она снижена на 80%.
Расчетная полуэффективная концентрация (ЭК50/72 ч) ингибитора коррозии «Азол 5010» марки А равна 25,0 мг/л.
Концентрация ингибитора коррозии «АЗОЛ 5010» марки В 5,0 мг/л не влияет на жизнедеятельность фитопланктона. Показатели его жизнедеятельности отмечены на уровне контроля на всем протяжении опыта. Концентрация 10,0 мг/л на 3-и сутки опыта снижает флуоресценцию водорослей на 14%. Подавление флуоресценции водорослей с первых по конечные сутки опыта происходит в концентрациях препарата 25,0; 100,0 и 250,0 мг/л и составляет, соответственно, 12-36; 21-50 и 33-77%.
Экспериментальная концентрация 100,0 мг/л ингибитора коррозии «Азол 5010» марки В является полуэффективной за трое суток (ЭК50/72 ч).
Из представленных в таблице 2 данных видно, что в концентрациях ингибитора коррозии «Азол С1-130» 5,0 и 10,0 мг/л не отмечено гибели дафний в течение 4 суток. Гибель организмов отмечается в концентрации 50,0 мг/л и на 4-е сутки достигает 20%. В концентрации препарата 100,0 мг/л на 3-и и 4-е сутки опыта гибель зоопланктона составила 50%. На 3-и сутки опыта гибель рачков составляет 100%.
Экспериментальная полулетальная концентрация ингибитора коррозии «Азол С1-130» для дафний за 4 суток (ЛК50/96 ч) равна 100,0 мг/л.
Не отмечено гибели дафний в концентрациях ингибитора коррозии «Азол 5010» марка А 0,1 и 0,5 мг/л в тече-
Таблица 1
Показатели жизнедеятельности S. Quadricauda (изменение флуоресценции хлорофилла клеток)
в различных концентрациях ингибиторов коррозии
Сутки опыта
1-e 2-е 3-и
мг/л Ингибитор коррозии «Азол Cl-130»
Контроль 0,24 0,50 1,05
50,0 0,24 0,5 1,05
100,0 0,24 0,48 0,97
500,0 0,22 0,45 0,87
1000,0 0,21 0,42 0,72
2000,0 0,17 0,37 0,34
% от контроля
Контроль 100 100 100
50,0 100 100 100
100,0 100 96 93
500,0 91 90 83
1000,0 86 82 69
2000,0 74 72 32
Ингибитор коррозии «Азол 5010» марки А
Контроль 0,24 0,50 1,05
1,0 0,24 0,50 1,05
5,0 0,21 0,4 0,76
10,0 0,20 0,37 0,6
25,0 0,20 0,33 0,37
100,0 0,18 0,19 0,15
% от контроля
Контроль 100 100 100
1,0 100 100 100
5,0 100 100 100
10,0 100 95 79
25,0 90 83 49
100,0 83 49 20
Ингибитор коррозии «Азол 5010» марки В
Контроль 0,24 0,50 1,05
5,0 0,21 0,47 0,70
10,0 0,20 0,42 0,60
25,0 0,18 0,34 0,45
100,0 0,16 0,30 0,35
250,0 0,14 0,25 0,16
% от контроля
Контроль 100 100 100
5,0 100 100 100
10,0 95 90 86
25,0 88 73 64
100,0 79 64 50
250,0 67 53 23
Таблица 2
Динамика выживаемости Daphnia magna в различных концентрациях
ингибиторов коррозии
Сутки опыта
1 4
мг/л Ингибитор коррозии «Азол Cl-130»
Контроль 10 10 10 10
5,0 10 10 10 10
10,0 10 10 10 10
50,0 10 10 8
100,0 5
200,0 0
% от контроля
Контроль 100 100 100 100
5,0 100 100 100 100
10,0 100 100 100 100
50,0 100 100 90 80
100,0 90 90 50 50
200,0 80 60 0
Ингибитор коррозии «Азол 5010» марки А
Контроль 10 10 10 10
0,1 10 10 10 10
0,5 10 10 10 10
1,0 10 10 9
2,5 10 5
5,0 10 0
% от контроля
Контроль 100 100 100 100
0,1 100 100 100 100
0,5 100 100 100 100
1,0 100 100 90 90
2,5 100 70 70 50
5,0 100 0
Ингибитор коррозии «Азол 5010» марки В
Контроль 10 10 10 10
1,0 10 10 10 10
2,5 9 9 9 9
5,0 8 7 7 7
7,5 7 6 6 6
10,0 5 4 1 0
% от контроля
Контроль 100 100 100 100
1,0 100 100 100 100
2,5 90 90 90 90
5,0 80 70 70 70
7,5 70 60 60 60
10,0 50 40 10 0
Таблица 3
Динамика выживаемости (%) односуточных Poecillia reticulate Peters в различных концентрациях
ингибиторов коррозии, экспозиция 96 ч, n = 30
Сутки опыта
Концентрация, 1-е 2-е 3-и 4-е
мг/л
Ингибитор коррозии «Азо л №130»
Контроль 30 30 30 30
10,0 30 30 30 30
20,0 30 30 27 24
30,0 30 27 23 15
40,0 30 24 16 6
50,0 27 18 0
% от контроля
Контроль 100 100 100 100
10,0 100 100 100 100
20,0 100 100 90,0 80,0
30,0 100 90,0 76,7 50,0
40,0 100 80,0 53,3 20,0
50,0 90,0 60,0 20,0 0
Ингибитор коррозии «Азол 5010» марки А
Контроль 30 30 30 30
100,0 30 30 30 30
150,0 30 30 30 26
200,0 30 30 26 22
250,0 30 25 18 11
300,0 24 15 0
% от контроля
Контроль 100 100 100 100
100,0 100 100 100 100
150,0 100 100 100 86,7
200,0 100 100 86,7 66,7
250,0 100 83,3 60,0 33,3
300,0 80,0 50,0 26,7 0
Ингибитор коррозии «Азол 5010» марки В
Контроль 30 30 30 30
10,0 30 30 30 30
20,0 30 30 28 24
30,0 30 28 24 15
40,0 30 25 17 6
50,0 28 19 7 0
% от контроля
Контроль 100 100 100 100
10,0 100 100 100 100
20,0 100 100 93,3 80,0
30,0 100 93,3 80,0 50,0
40,0 100 83,3 56,7 20,0
50,0 93,3 63,3 23,3 0
ние 4 суток. Гибель организмов начинает отмечаться в концентрации 1,0 мг/л и составляет 10% на 3-4-е сутки опыта. В концентрации 2,5 мг/л на 2-е сутки гибель составляет 30%, а к 4-м суткам гибель достигает 50%. В концентрации 5,0 мг/л организмы зоопланктона полностью (100%) погибают на 2-е сутки опыта.
Экспериментальная полулетальная концентрация ингибитора коррозии «Азол 5010» марки А для дафний за 4 суток (ЛК50/96 ч) равна 2,5 мг/л.
В концентрации ингибитора коррозии «Азол 5010» марка В 1,0 до мг/л не отмечено гибели дафний в течение всего опыта. Гибель организмов начинает отмечаться в концентрации 2,5 мг/л с 1-х по 4-е сутки и достигает 10%. В концентрациях 5,0 и 7,5 мг/л гибель организмов достигает к 4-м суткам, соответственно, 30 и 40%. В концентрации препарата 10,0 мг/л на 4-е сутки опыта гибнет 100% рачков.
Расчетная полулетальная концентрация (ЛК50 96 ч) ингибитора коррозии «Азол 5010» марки В для зооплан-ктонных организмов равна 8,31 мг/л.
Представленные в таблице 3 данные показывают, что на 4-е сутки опыта при концентрации ингибитора коррозии «Азол С1-130» 50,0 мг/л наблюдается 100% гибель организмов. В концентрациях 40,0; 30,0 и 20,0 мг/л выживают на 4-е сутки, соответственно 20, 50 и 80% мальков рыб по сравнению с контролем. При 10,0 мг/л гибели односуточных мальков не отмечено на протяжении всего эксперимента.
Экспериментально установленная полулетальная концентрация ингибитора коррозии «Азол С1-130» за 96 часов (ЛК50/96ч) для рыб равна 30,0 мг/л.
Концентрация ингибитора коррозии «Азол 5010» марки А 300,0 мг/л вызывает 100% гибель мальков гуппи. В концентрациях 250,0; 200,0 и 150,0 мг/л на 4-е сутки выживают, соответственно 33,3; 66,7 и 86,7% мальков рыб по сравнению с контролем. В концентрации 100,0 мг/л гибель односуточных мальков не отмечена на протяжении всего эксперимента.
Расчетная полулетальная концентрация (ЛК50/96 ч) ингибитора коррозии «Азол 5010» марки А для мальков рыб равна 225,0 мг/л.
Под действием ингибитора коррозии «Азол 5010» марки В в концентрации 50,0 мг/л на 4-е сутки опыта наблюдается 100% гибель мальков гуппи. В концентрациях препарата 40,0; 30,0 и 20,0 мг/л выживают, соответственно, 20; 50 и 80% мальков по сравнению с контролем. В концентрации 10,0 мг/л гибели мальков не отмечено.
По экспериментальным данным полулетальная концентрация ингибитора коррозии «Азол 5010» марки В за 4 суток (ЛК50/96ч) составляет 30,0 мг/л.
Представленные в таблице 4 обобщенные данные свидетельствуют о том, что для ингибитора коррозии «Азол С1-130» наиболее слабым тест-организмом из трех исследованных (фито-, зоопланктон, рыбы) являются рыбы, для которых получена наименьшая полулетальная концентрация 30,0 мг/л. Для ингибитора корозии «Азол 5010» марки А такой концентрацией является 2,5 мг/л (по зоопланктону), а для ингибитора корозии «Азол 5010» марки В - концентрация 5,0 мг/л (по фитопланктону).
Выводы. Согласно классификации Л.А. Лесникова и К.К. Врочинского [5] по степени острой токсичности для водных организмов:
- ингибитор коррозии «Азол С1-130» оценивается как среднетоксичный (ЛК50 от 5,0 до 50,0 мг/л) для водных организмов (ЛК50 для рыб 30,0 мг/л);
- ингибитор коррозии «Азол-5010» марки А оценивается как высокотоксичный (ЛК50 от 0,5 до 5,0 мг/л) для водных организмов (ЛК50 для зоопланктона 2,5 мг/л);
- ингибитор коррозии «Азол-5010» марки В оценивается как среднетоксичный (ЛК50 от 5,0 до 50,0 мг/л) для водных организмов (ЛК50 для фитопланктона 5,0 мг/л);
В таблице 4 дополнительно внесена рассчитанная по экспериментальным данным для зоопланктона ЛК50/24 ч (учитывая требования Федерального закона от 21.06.1997 г. 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов (с изменениями от 07.08.2000 г.,
Ингибитор коррозии Фитопланктон (ЭК50/72 ч), мг/л Зоопланктон ЛК50/ 96 ч/24 ч, 50 мг/л Рыба (односуточные гуппи), ЛКу/96 ч, мг/л Слабое звено
«Азол С1-130» 1737,8 100,0/218,0* 30,0 Рыбы (30,0 мг/л)
«Азол-5010» марки А 5,0 2,5/2,88* 225,0 Зоопланктон (2,5 мг/л)
«Азол-5010» марки В 5,0 8,31/8,71* 30,0 Фитопланктон (5,0 мг/л)
Примечание. * Числитель - ЛК50/96 ч, знаменатель - ЛК50/24 ч.
Таблица 4
Обобщенные данные результатов исследования токсичности ингибиторов коррозии
для гидробионтов
10.01.2003 г.).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта/ Изд. АН Латвийской ССР. - Рига, 1959, 1963. -110 с.
2. Ингибитор коррозии «Азол С1-130»/ Технические условия// ТУ 2458-048-00205423 (взамен ВТУ 2491027-00205423-2003), дата введения 10.07.03. Изменение №1, дата
введения 24.03.06, Изменение № 2, дата введения 08.04.08.
3. Ингибитор коррозии «Азол-5010» марки А/ Технические условия// ТУ 2458-045-00205423, дата введения 02.10.03. Изменение №1, дата введения 24.03.06.
4. Ингибитор коррозии «Азол-5010» марки В/ Технические условия// ТУ 2458-045-00205423, дата введения
02.10.03. Изменение №1, дата введения 24.03.06.
5. Методические указания по рыбохозяйственной оценке пестицидов. ГосНИОРХ., Л., 1973.
6. Прозоровский В.Б. Использование метода наименьших квадратов для пробит-анализа кривых летальности / Фармакология и токсикология. -М., 1962. -
С. 68-79.
7. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. Утв. МПР России 27 апреля 2001 г. Изд. РЭФИ, НИА-Природа, М., 2002 г.
A.S. Fedotov
Toxicity assessment of corrosion inhibitors Azol CI-130, Azol 5010, brand A and Azol 5010,
brand B for hydrobionts
FSUE «All-Russian Institute of Fisheries and Oceonography», 107140, Moscow, Russian Federation
Toxicity of corro sion inhibitors Azol CI-130, Azol 5010, brand A and Azol 5010, brand B was assessed in standard test-objects: phytoplanktonic organisms -Scenedesmus quadricauda (Turp) Breb; zooplanktonic organism Daphnia magna Straus and fishes, one-day old fishes (baby fishes)-Poecillia reticulate Peters. To assess toxic effects on hydrobionts, were used indicators of median lethal concentrations (LC50) characterizing changes by 50% in survival (death) of organisms for a determined period of time-24,48 and 96h (LC50/24; 48; 96h). Based on the assessment results, it was found out that corrosion inhibitors Azol CI-130 and Azol 5010, brand B refer to moderately toxic substances and corrosion inhibitor Azol 5010, brand A to highly toxic ones. Key words: preparations, phytoplankton, zooplankton, toxicity.
Материал поступил в редакцию 02.07.2012 г
