CC BY
20
УДК 330.4(075.8)
А. А. Хасаншина, Н. Н. Смирнова, Т. П. Павлова, С. В. Фридланд
ВЛИЯНИЕ ГУАНИДИНИЕВОЙ СОЛИ БИС(ГИДРООКСИМЕТИЛ) ФОСФИНОВОЙ КИСЛОТЫ (ГУАНИБИФОСФА) В НИЗКИХ И СВЕРХНИЗКИХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ НА ЧИСЛЕННОСТЬ НЕКОТОРЫХ ТЕСТ-ОБЪЕКТОВ
Ключевые слова: гуанибифосф, тест-объекты, острая и хроническая токсичность, биомасса.
В статье исследовано влияние малых и сверхмалых концентраций химического соединения - гуанибифосфа на тест-объекты - Daphnia magna Straus и Chlorella vulgaris Beijer.
Keywords: guanibifos), test objects, acute and chronic toxicity, biomass.
In article influence of small and midget concentration of a chemical compound - guanibifosf and on test objects -Daphnia magna Straus and Chlorella vulgaris Beijer is investigated.
В создавшейся ситуации высокого антропогенного давления на окружающую среду актуальной задачей является интенсификация очистки сточных вод производств органического и нефтехимического синтеза. Один из вариантов интенсификации очистки связан с функционированием активного ила [1].
Активный ил - сложная экосистема скоплений представителей микрофлоры и микрофауны, включающая хлопьевидные скопления бактерий и простейших организмов животного и растительного происхождений.
Известно, что ряд соединений выполняют функцию активизации биотической деятельности микроорганизмов, причем в малых и сверхмалых концентрациях, при которых они образуют надмолекулярные структуры размером от 10 до 100 нм [2]. Наиболее часто применяемым препаратом является янтарная кислота и ее производные. Вместе с тем дефицит подобных продуктов и избирательная активность к определенным биообъектам требуют
изысканий новых эффективных соединений, выступающих в качестве биостимуляторов микробной активности [3].
Использование гуанибифосфа для стимуляции активного ила в процессе очистки сточных вод не может быть осуществлена без такого показателя как токсичность. С этой целью в настоящей работе проведены исследования по определению токсичности и установлению класса опасности соединения гуанибифосфа ^^-дифенилгуанидиниевой соли бис(гидрооксиметил)фосфиновой кислоты).
Исследование токсичности соединения гуа-нибифосфа на тест-объекты проводили согласно требованиям методик биотестирования [4,5].
При исследовании токсичности соединения по смертности и изменению плодовитости дафний были проведены опыты на острую и хроническую токсичность (табл.1).
Таблица 1 - Токсичность образцов вещества «Гуанибифосф»
Исследуемая рН Время от начала Количество выживших Смертность даф- Токсичность
концентрация вещества, г/л биотестирования дафний (в трех параллельных определениях) ний в опыте, в % к контролю
в контроле в опыте
10-3 7,8 0 100 Острая
10-4 7,9 0 100 Острая
10-5 7,5 10 0 Отсутствует
10-6 7,4 6 40 Хроническая
10-7 7,6 2 80 Острая
10-8 7,6 3 70 Острая
10-9 7,4 1 90 Острая
10-10 7,6 3 70 Острая
10-11 7,7 через 48 часов 10 10 0 Отсутствует
10-12 7,7 1 90 Острая
10-13 7,5 6 40 Хроническая
10-14 7,5 7 30 Хроническая
10-15 7,8 4 60 Острая
10-16 7,6 9 10 Хроническая
10-17 7,7 9 10 Хроническая
10-18 7,5 5 50 Острая
10-19 7,7 8 20 Хроническая
Контроль* - культивационная вода (рН=7,6).
Результаты исследования по влиянию малых и сверхмалых концентраций соединений гуани-бифосфа на динамику численности тест-объекта Daphnia magna Straus представлены на рис.1.
£
I £ С, г/л
Рис. 1 - Зависимость значения гибели дафний от концентраций исследуемого соединения гуани-бифосфа в концентрациях от 10-5 г/л
Как следует из экспериментов, отраженных в табл.1 и на рис.1, острая токсичность выявилась в образцах с гуанибифосфом при концентрациях 10-3, 10-4, 10-7, 10-8, 10-9, 10-10, 10-12, 10-15, 10-18 (г/л), поскольку в них наблюдалась 50-100% смертность тест-объекта в течение 48 часов. Необходимо отметить, что острая токсичность образцов гуанибифос-фа не связана с реакций среды, так как показатель рН находился в пределах 7,4-7,9, что соответствует нормальной жизнедеятельности тест-объекта.
Для определения хронического
токсического действия эксперимент продолжали с использованием серии разбавлений, в которых острое токсическое действие не проявилось.
Данные табл. 1. показывают наличие хронической токсичности исследуемого вещества в разведениях с 10-6, 10-13, 10-14, 10-16, 10-17, 10-19 (г/л) концентрацией в которых гибель тест-объекта составила 10-40%.
В концетрациях 10-5, 10-11 (г/л) в контрольной пробе, ни острая, ни хроническая токсичность не наблюдалась. В этих разведениях отсутсвовала смертность тест-объекта.
Предположительно это может быть связано с образованием и перестройкой наноассоциатов, влияющих на физико-химические свойства растворов [6].
Результаты исследований по изменению биомассы тест-объектов Daphnia magna Straus от концентрации растворов препарата гуанибифосф представлены на рис. 2 и в табл. 2.
ä -19 -17 -16 -13 -7 -5
>
lg C, г/л
Рис. 2 - Зависимость концентрации растворов препарата гуанибифосф (г/л) и урожая биомассы тест-объектов Daphnia magna Straus (мг)
Как видно из данных табл.2 и рис.2, наибольший вес биомассы тест-объектов Daphnia magna Straus (сухого остатка) был в разведении вещества гуанибифосф с концентрацией 10-17 г/л.
Таблица 2 - Урожай биомассы тест-объектов Daphnia magna Straus
Разведение, г/л Биомасса (сухой вес в мг)
-5 10 20
-7 10 18
-13 10 38
-16 10 14
-17 10 76
-19 10 42
Контроль 12
Результаты исследований по изменению биомассы тест-объектов Chlorella vulgaris Beijer от концентрации растворов препарата гуанибифосф представлены на рис. 3 и в табл. 3.
> § -19 -17 -16 -13 -8 -7
s
Ю |g C
Рис. 3 - Зависимость концентрации растворов препарата гуанибифосф (г) и урожая биомассы тест-объектов Chlorella vulgaris Beijer (мг)
Как видно из данных табл.3 и рис.3, наибольший вес биомассы Chlorella vulgaris Beijer (сухого остатка) был в разведении вещества гуанибифосф с концентрацией 10-16 г/л.
Таблица 3 - Урожай биомассы Chlorella vulgaris Beijer
Разведение, г/л. Биомасса (сухой вес в мг)
-5 10 35
-7 10 31
-8 10 40
-13 10 21
-16 10 70
-17 10 33
-19 10 37
Контроль 46
Результаты экспериментальных данных изменения пробитного значения гибели дафний от десятичных логарифмов исследованных концентра-
ций гуанибифосфа свидетельствуют о прямо пропорциональной линейной зависимости.
Экспериментально установлено, что соединение гуанибифосф в исследуемых концентрациях относится к V классу опасности [4].
Выводы
1. Выявлено влияние гуанибифосф в диапазоне концентраций от 10-19 - 10-3 г/л на тест-объекты по изменению смертности и плодовитости. В результате исследования была определена острая и хроническая токсичность исследуемого соединения гуанибифосф и установлен его класс опасности - V класс опасности.
2. Полученные результаты свидетельствуют о том, что исследуемый препарат может быть использован как ингибитор роста биобъектов, так и стимулятор в зависимости от абсолютного значения сверхмалого содержания вещества, воздействующего на биобъект в растворе.
3. В результате проведенных исследований показано, что использование гуанибифосфа в качестве стимулятора развития биоценоза требует тщательной регулировки концентрации вносимого препарата.
Литература
1. Пантюкова М.Е., Павлова Т.П., Фридланд С.В. Интенсификация биологической очистки сточных вод солями бисоксиметилфосфиновой кислоты/ Журнал прикладной химии. 2010, Т. 83, Вып.12.
2. Павлова Т.П., Масагутова Э.М., Пантюкова М.Е., Фридланд С.В. Влияние К,К-дифенилгуанидиновой соли бис(гидрооксиметил)фосфиновой кислоты в нано-концентрации на аэробную очистку производственных сточных вод/ Вестник КТУ. - 2012, Т.15, №7
3. Галанцева Л.Ф. Снижение содержания фосфатов в сточных водах городских очистных сооружений на примере работы очистных сооружений г. Чистополя: дис. канд. хим. наук/ Л.Ф. Галанцева. - Казань, 2012. - 3 с.
4. ПНД Ф 16.1:2.3.3.9 - 06. "Методика определения токсичности водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов, питьевой, сточной и природной воды по смертности тест-объекта DaphniaMagna Straus".
5. ФР.1.39.2001.00284. "Методика определения токсичности водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей".
6. Рыжкина И.С., Муртазина Л.И., Шерман Е.Д., Пантюкова М.Е., Масагутова Э.М., Павлова Т.П., Фродланд С.В., Коновалов А.И. Физико-химическое обоснование горметического отклика биосистемы очистки сточных вод на действие растворов К,К-дифенилгуанидиновой соли дигидроксиметилфосфиновой кислоты/ Доклады Академии наук. 2011, Т.438, №2, С. 207-211.
© А. А. Хасаншина - магистр каф. «Химия и Экология», Набережночелнинский филиал К(П)ФУ, [email protected]; Н. Н. Смирнова - к. б. н., доцент той же кафедры; Т. П. Павлова - доц. каф. инженерной экологии КНИТУ, [email protected]; С. В. Фридланд - д-р хим. наук, проф., каф. инженерной экологии КНИТУ, [email protected].
© A. A. Hasanhina - Master of the Department of "Chemistry and Ecology", Naberezhnye Chelny branch of Kazan (Volga) Federal University, [email protected]; N. N. Smirnova - PhD, associate professor of the Department of "Chemistry and Ecology", Naberezhnye Chelny branch of Kazan (Volga ) Federal University; T. P. Pavlova - PhD, associate professor, Department of Environmental Engineering KNRTU, [email protected]; S. V. Fridland - Doctor of Chemical Sciences, professor, Department of Environmental Engineering KNRTU, [email protected].
