CC BY
14ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ' ТОКСИКОЛОГИЯ;^
УДК: 628.394.6:57/.59 ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ ПРЕПАРАТА MAX PLEX ДЛЯ ГИДРОБИОНТОВ А.С. Федотов Федеральное агентство по рыболовству Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ФГУП «ВНИРО»), 107140, Москва Российская Федерация
В настоящее время проводятся крупномасштабные разработки нефти и газа на шельфе морей России. В связи с этим необходимо знать токсичность применяемого препарата MAX PLEX на буровых платформах, поскольку существует реальная возможность попадания остаточных количеств его в водоемы, что может нанести ущерб водным биоресурсам. Исследование токсичности препарата проведено в соответствии с «Руководством по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов». Оценка токсичности препарата проведена по определению медианных летальных концентраций (ЕС50 и ЛК50), характеризующих изменение выживаемости (гибели) стандартных морских тест-организмов (фитопланктона - Phaeodactylum tricornutum Bohin; зоопланктона -Artemia salina и рыб, односуточных мальков - Poecillia reticulate Peters) на 50% за определенное время - 72; 48 и 96 часов (ЕС50/72 ч и ЛК50/48 и 96 ч). По результатам оценки токсичности препарата для гидробионтов установлен наиболее чувствительный тест-объект - Phaeodactylum tricornutum Bohin, для которого ЕС50/72 ч = 8,3 мг/л. Согласно классификации Л.А. Лесникова и К.К. Врочинского по степени острой токсичности для водных организмов препарат MAX PLEX относится к среднетоксичным веществам (ЛК50 для фитопланктона за 72 ч составляет 8,3 мг/л).
Ключевые слова: препарат, фитопланктон, зоопланктон, рыба, токсичность.
Введение. В настоящее время проводятся крупномасштабные разработки нефти и газа на шельфе морей России, особенно в районе северных и дальневосточных морей, а также Северном Каспии. 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 (ЛК50), для сохранения водной экосистемы.
Актуальность: впервые дана оценка токсичности препарата MAX PLEX для водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение.
Цель работы: оценка токсичности препарата MAX PLEX для стандартных морских тест-объектов.
Задачи: оценка токсичности препарата для фитопланктонных организмов - Phaeodactylum tricornutum Bohin; оценка токсичности препарата для зоопланктонных организмов - Artemia
salina; оценка токсичности препарата для рыб, односуточных организмов (мальков) - Poecillia reticulate Peters.
Материал и методы. Препарат MAX PLEX предназначен для применения в нефтедобывающей промышленности и представляет собой порошок темного цвета без запаха [3].
Исследование токсичности препарата 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 г [5]. Руководство включено в область аккредитации лаборатории.
Все исследования проведены в лабораторных условиях ВНИРО на искусственной морской воде соленостью 20%о.
Для исследований на фитопланктоне в качестве стандартного морского тест-объекта использовали альгологически чистую культуру морских одноклеточных диатомовых водорослей - Phaeodactylum tricornutum Bohin. В опыт брали культуру в экспоненциальной фазе роста. Начальная плотность клеток в эксперименте 20 000 тыс. кл./мл. Длительность опыта 3 суток
Федотов Анатолий Сергеевич (Fedotov Апа^Иу Sergeevich), кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник лаборатории эколого-токсикологических исследований ФГУП «ВНИРО», 107140, г Москва, anat-1954@mail.ru
34
Токсикологический вестник n<->5 (128)
(72 ч), повторность трехкратная, освещение 3000 лк, температура 20±2°С, 12-часовой световой режим в климатостате.
Для определения пригодности культуры одноклеточных водорослей для биотестирования определяли ЛК^0 (96 ч) стандартного вещества К2Сг207 для Рк. МеотиШт. ЛК^0 К2Сг207 равна 5,8 мг/л, что укладывается в диапазон реагирования для данного вида водорослей (4,8-6,7 мг/л).
На фитопланктонных организмах в течение трех суток исследовали изменение флуоресценции клеток водорослей при различных концентрациях препарата. Определяли полуэффективную концентрацию препарата (Э^0 за 72ч) [1]. Полуэффективная концентрация (Э^0) препарата вызывает изменение параметров жизнедеятельности фитопланктонных 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 морской тест-объект - эвригалинные жаброногие рачки Лг(ет(аА'Ыта. В опыт брали односуточных рачков, длительность эксперимента - 2 и 4 суток (48 и 96 ч). В остром эксперименте рачков не кормили.
Для определения пригодности культуры артемий для биотестирования определяли Л^0 (72 ч) стандартного вещества К2Сг207 для артемий. Л^0 равна 7,1 мг/л, что укладывается в диапазон реагирования артемий (6,9-8,0 мг/л) на стандартное вещество.
Определяли полулетальные концентрации (Л^Щ и 96ч) препарата [4]. Полулетальные концентрации (ЛК50) вызывают изменение выживаемости зоопланктонных организмов (гибель) на 50% за 48 и 96 ч.
Для проведения ихтиотоксикологических исследований используется широко распростра-
ненная аквариумная живородящая рыбка - Poecillia reticulate Peters - гуппи. Гуппи выдерживают значительные колебания солености, в природе встречаются как в пресных, так и осоло-ненных водах.
В опыте использовали высокочувствительных односуточных мальков данных рыб. Исследование препарата 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 20-22оС, концентрация растворенного кислорода 8,6 мг/дм3. Соотношение воды и ихтиомассы составляло менее 1,5 г в литре, на каждую концентрацию приходилось по 10 экземпляров рыбок в опытах и контроле.
Физиологическую активность рыб проверяли по стандартному веществу - калию двухромо-вокислому. ЛК50 K2Cr2O7 за 24 ч составила 127,0 мг/дм3 (что укладывается в диапазон требуемых концентраций 106-175 мг/дм3).
Определяли полулетальную концентрацию (ЛК50/96 ч) препарата [4]. Полулетальные концентрации (ЛК50) вызывают изменение выживаемости односуточных мальков рыб (гибель) на 50% за 96 ч.
Все исследования проводили на фоне контроля (без внесения препарата).
Степень острой токсичности препарата для гидробионтов оценивали согласно классификации Лесникова Л.А. и Врочинского К.К. [2].
Результаты и обсуждение. Согласно представленным в таблице 1 данным видно, что концентрация препарата MAX PLEX 0,5 мг/л не оказывает токсического влияния на жизнедеятельность фитопланктона. Концентрации 1,0-100,0 статистически достоверно угнетают развитие фитопланктона, снижая уровень флуоресценции от 10 до 100%. Показатели флуоресценции водорослей в концентрации 0,5 мг/л находились на уровне контрольных величин на протяжении всех суток исследования.
Расчетная полуэффективная концентрация препарата MAX PLEX за трое суток (ЭК50/72ч) составила 8,3 мг/л.
Из представленных в таблице 2 данных видно, что в концентрациях препарата MAX PLEX
Показатели жизнедеятельности Phaeodactylum tricornutum Bohin (изменение флуоресценции хлорофилла клеток) в различных концентрациях препарата MAX PLEX, экспозиция 72 ч
Сутки опыта
мг/л 3
Контроль 0,25 0,37 0,80
0,5 0,25 0,37 0,80
1,0 0,24 0,33 0,72
5,0 0,22 0,28 0,62
10,0 0,16 0,16 0,32
50,0 0,05 0,05 0,08
100,0 0,02 0,01 -
% от контроля
Контроль 100 100 100
0,5 100 100 100
1,0 96 89 90
5,0 89 76 77
10,0 63 43 40
50,0 21 14 10
100,0 -
35
0,05 и 0,1 мг/л не отмечено гибели артемий в течение 4 суток. Концентрация 1,0 мг/л вызывает нениями от 07.08.2000 г., 10.01.2003 г.).
единичную статистически недостоверную гибель рачков (5%). Максимальная статистически достоверная гибель организмов зарегистрирована в концентрациях препарата 5,0-100,0 мг/л, что составило 20-100%.
Расчетные полулетальные концентрации препарата MAX PLEX для артемий за 2 и 4 суток (ЛК50/48 и 96 ч) составили соответственно >100,0 и 45,5 мг/л.
Из представленных в таблице 3 данных видно, что концентрация препарата MAX PLEX 500,0 мг/л на 4-е сутки опыта вызывает 100% гибель мальков гуппи. В концентрациях 5,0100,0 мг/л на 4-е сутки выживают соответственно 83,3-33,3% мальков рыб по сравнению с контролем. В концентрации 1,0 мг/л гибель односуточных мальков не отмечена на протяжении всего эксперимента.
Расчетная полулетальная концентрация препарата MAX PLEX за 96 ч (ЛК50/96ч) для мальков рыб равна 39,5 мг/л.
Представленные в таблице 4 обобщенные данные свидетельствуют о том, что для препарата MAX PLEX наиболее слабым тест-организмом из трех исследованных (фито-, зоопланктон, рыбы) являются фитопланктонные организмы - Phaeodactylum tricornutum Bohin, для которых получена наименьшая полулетальная концентрация 8,3 мг/л.
Заключение. Согласно классификации Л.А. Лесникова и К.К. Врочинского [5] по степени острой токсичности для водных организмов препарат MAX PLEX оценивается как среднетоксичный (Л^ для фитопланктона за 72 ч составляет 8,3 мг/л, что соответствует интервалу концентраций от 5,0 до 50,0 мг/л).
В таблице 4 дополнительно внесена рассчитанная по экспериментальным данным для зоопланктона ЛК50/48 ч (учитывая требования Федерального закона от 21.06.1997 г 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов (с изме-
Таблица 2
Динамика выживаемости Artemia salina в различных концентрациях препарата MAX PLEX,
экспозиция 96 ч, n = 20
Концентрация мг/л Сутки опыта
4
Контроль 20 20 20 20
0,05 20 20 20 20
0,1 20 20 20 20
1,0 20 20 20 19
5,0 20 20 19 16
10,0 20 20 18 14
50,0 20 20 15 9
100,0 20 20 0
% от контроля
Контроль 100 100 100 100
0,05 100 100 100 100
0,1 100 100 100 100
1,0 100 100 100 95
5,0 100 100 95 80
10,0 100 100 90 70
50,0 100 100 75 45
100,0 100 100 40 0
36
Токсикологический вестник n<->5 (128)
Таблица 3
Динамика выживаемости (%) односуточных Poecillia reticulate Peters в различных концентрациях
препарата MAX PLEX, экспозиция 96 ч, n = 30
Концентрация, мг/л Сутки опыта
4
Контроль 30 30 30 30
1,0 30 30 30 30
5,0 30 30 28 25
10,0 30 29 25 22
50,0 28 26 22 19
100,0 24 21 17 10
500,0 21 16 0
% от контроля
Контроль 100 100 100 0
1,0 100 100 100 100
5,0 100 100 93,3 83,3
10,0 100 96,7 83,3 73,3
50,0 93,3 86,7 73,3 63,3
100,0 80,0 70,0 56,7 33,3
500,0 70,0 53,3 20,0 0
37
Таблица 4
Обобщенные данные результатов исследования токсичности препарата
MAX PLEX для гидробионтов
Название препарата Фитопланктон (ЭКа/72 ч), мг/л Зоопланктон ЛКВ0/ 48 ч/96 ч, мг/л Рыба (односуточные гуппи), ЛКм/96 ч, мг/л Слабое звено
MAX PLEX 8,3 >100,0/45,5* 39,5 Фитопланктон (ЭК50/72 ч 8,3 мг/л)
Примечание: *числитель ЛК50/48 ч, знаменатель ЛК50/96 ч
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. -Рига: Изд. АН Латвийской ССР,
1963.
2. Методические указания по рыбохозяйственной оценке пестици
дов. - Л: ГосНИОРХ, 1973.
3. Паспорт безопасности вещества (материала)/ MAX PLEX. - М: Компания «Бейкер-Хьюз», 2009.
4. Прозоровский В.Б. Использование метода наименьших квадратов для пробит-анализа кривых летальности.
В кн.: Фармакология и токсикология. - М.; 1962.
5. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов: Утв. МПР России 27 апреля 2001 г. -М.; РЭФИ, НИА-Природа, 2002 г.
REFERENCES:
1. Belenky M.L. Elements of quantitative assessment of pharmacological effect. - Riga: publishing AN Latviskoi SSR; 1963 (in Russian).
2. Guidelines for fisheries assessment of pesticides. -L: GosNIORH, 1973 (in Russian).
3. Material Safety Data Sheet MAX PLEX. - M:
«Baker Hughes» company, 2009.
4. Prozorovsky V.B. Using the least squares method for probit analysis of mortality curves. -Pharmacology and toxicology. M., 1962 (in Russian).
5. Guidance on the determination method of toxicity biotesting water, bottom sediments, pollutants and
drilling muds: approved by the Russian Ministry 27.04.2001. - M., RAFI, NIA of Natural Resources, 2002 (in Russian).
A.S. Fedotov
ASSESSMENT OF THE TOXICITY OF SUBSTANCE MAX PLEX TO HYDROBIONTS
Federal State Unitaiy Enterprise «Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography (VNIRO)», Federal Agency for Fisheries, 107140, Moscow, Russian Federation
At present a large-scale oil and gas development work is carried out on the Russian sea shelf. Therefore it is necessary to know toxicity ofthe preparation MAX PLEX used on drilling platforms as there is a real possibility that its residual quantity could get in the soil posing harm to biological water resources. The preparation toxicity was assessed in accordance with «The Guidelines for determining toxicity of water, bottom deposits, pollutants, drilling fluid Huids using a biotesting method». Toxicity assessment was based on determining mean lethal concentrations EC50 and LC50 characterizing changes in survival (death) of standard sea test-organisms (Phytoplankton Phaedactylum tricornutumBohin; zooplankton-Aryemiasalina, fishes, one-day old fishes- Poecillia reticulate Peters) by 50% for a determined time period- 72, 48 and 96 hours (EC5Q/72h and LC50 /48 and 96 h). Based on toxicity assessment ofthe preparation for hydrobionts, it was established that the most sensitive test-object is Phaedactylum tricornutum Bohin having EC5Q/72h= 8.3 mg/l. According to the classification proposed by L.A. Lesnikov and K.K. Vrochinskiy, based on grading of acute toxicity to hydrobionts, the preparation MAX PLEX is classified as moderately toxic (for phytoplankton LC50 is 8.3 mg/l during 72h ).
Key words: preparation, phytoplankton, zooplankton, fish, toxicity.
Материал поступил в редакцию 11.06.2014 г
38
