CC BY
8
концентрациях — чрезвычайно токсичный газ, относится к 1-му классу опасности. Его максимальная разовая ПДК для помещений при продолжительности действия не более 30 мин составляет 0,16 мг/м3, среднесуточная ПДК — 0,03 мг/м3. В связи с этим на его содержание в воздушной среде помещений при озонировании с целью очистки следует обращать особое внимание.
Таким образом, при исследовании процессов превращений при озонировании воздушной среды помещений химические вещества, мигрирующие из полимерных строительных и отделочных материалов, трансформируются с образованием целого ряда токсичных, отсутствующих в фоновом загрязнении веществ, таких, как хлорацетальде-гид, ацетальдегид, 3-метилбутаналь, фенилизоци-анат, метилэтилбензолы и др. Общее содержание токсичных веществ и суммарный показатель загрязненности воздушной среды при озонировании увеличились. Существенный вклад в увеличение токсичности полученной воздушной среды вносят
гексаналь, гептаналь, нонаналь, бутаналь, пента-наль, хлорацетальдегид, 2-метилпропаналь, окта-наль, деканаль, 3-метилбутаналь, ацетальдегид, четыреххлористый углерод, ацетон. Озонирование для очистки воздушной среды помещений целесообразно использовать дифференцированно в зависимости от источника загрязнения.
Литература
1. Богословский Ю. Н., Анваер Б. И., Вигдергауз М. С. // Хроматографические постоянные в газовой хроматографии,- М„ 1978.- С. 52.
2. Дмитриев М. Т., Малышева А. Г., Растянников Е. Г. // Хим. пром-сть,— 1989,— № 10.— С. 773.
3. Дмитриев М. Т. // Наука и жизнь,— 1989,— № 4.— С. 110.
4. Пшежецкий С. Я.. Дмитриев М. Т. Радиационные физико-химические процессы в воздушной среде.— М., 1978.
5. Сидоренко Г. И.. Губернский Ю. Д., Дмитриев М. Т. // Гиг. и сан,— 1976,— № 5,— С. 10.
6. Cornu A., Massol R. // Compilation of Mass Spectral Data.— New York, 1975.— P. 850.
Поступила 04.06.92
<: © M. А. НЕЧКИНА, 1993 УДК 615.285.7.015.44.07
M. А. Нечкина
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ АКТИ ВНОСТЬ ДИМЕТИЛАМИ Н НОЙ СОЛИ 2,4-Д-КИСЛОТЫ И АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ ПРИ РАЗДЕЛЬНОМ И КОМБИНИРОВАННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ НА РАСТЕНИЯХ
Саратовский НИИ сельской гигиены
Известно, что для зерносеющих районов страны приоритетными по количеству используемых агро-химикатов являются гербициды — производные 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и азотные удобрения. Широкое применение этих препаратов обусловливает загрязнение ими почвы, растений, поступление их остатков с водой и продуктами питания в организм животных и человека. При этом наряду с изолированным возможно и комбинированное действие гербицидов этой группы и азотных удобрений.
По данным литературы, 2,4-Д-кислота и ее производные обладают выраженной мутагенной активностью в экспериментах на разнообразных растительных тест-объектах [1, 7] и культуре лимфоцитов периферической крови человека [3], однако в опытах на лабораторных животных этот эффект проявляется слабо [3, 8]. Проведенные нами ранее исследования также свидетельствуют о слабом цитогенетическом действии одного из производных 2,4-Д (ее диметиламинной соли — ДМА 2,4-Д) на мышах [6].
Аммиачная селитра по результатам тестирования на дрозофиле и белых крысах определена Р. К. Лекявичюсом как генетически активное соединение [4]. Однако результаты собственных исследований не выявили этого эффекта в опытах на лабораторных животных [6]. Сведениями о мутагенных свойствах аммиачной селитры, обнаруженных на растениях, мы не располагаем.
Из литературы известно, что при скрининге * химических веществ на мутагенность наиболее чувствительными тест-объектами являются расте-
ния. В связи с этим при определении суммарной мутагенной активности факторов окружающей среды наряду с животными-биоиндикаторами правомерно использовать и растения-индикаторы. При этом для регистрации генетически значимых событий, происходящих в растениях под влиянием мутагенов, разработаны относительно простые и быстрые в исполнении методы.
Целью настоящей работы явилось определение цитогенетической активности нового гербицида ДМА 2,4-Д и минерального удобрения аммиачной селитры при их раздельном и комбинированном воздействии на растительные тест-объекты для установления возможности биоиндикации с помощью растений генетических последствий применения этих агрохимикатов. Полученные данные могут быть использованы для ориентировочного прогнозирования возможного неблагоприятного влияния этих препаратов на состояние окружающей среды и здоровье человека.
Изучали цитогенетическую активность герби-цидного препарата ДМА 2,4-Д (лабораторный образец) с повышенным содержанием основного вещества (80% в пересчете на 2,4-Д-кислоту), синтезированного в лаборатории Уфимского филиала ВНИИ химических средств защиты растений, и товарный образец азотного удобрения — аммиачной селитры производства Балаковского агрохимкомбината.
Работу проводили на традиционном для генетических исследований объекте — воздушно-сухих семенах ячменя (сорт Одесский-П), которые проращивали на дистиллированной воде в течение
Таблица 1
Влияние диметиламииной соли 2,4-Д-кислоты и аммиачной селитры при раздельном и комбинированном действии на уровень мута-
бильности в клетках меристемы корешков
Исследуемое вещество Концентрация, % Число проанализированных анафаз. % Число клеток с фрагментами, % Число клеток с мостами Всего клеток с аберрациями хромосом. % Число клеток со слипанием. % Митотический индекс. %
одиночными парными всего
ДМА 2,4-Д Контроль 1600 0,44 0,19 0 0,25 0,69 0,06 4,9
0.000001 900 0,44 0,33 0 0,33 0,78 0 3,6
0,00001 600 0,67 0,33 0,17 0,50 1,17 0 3,33**
0,0001 666 2,10*** 0,30 0 0,30 2,40*** 0 3,90
0,001 410 2,68*** 0,24 0 0,24 2,92*** 0 1,87***
0,01 331 3,32*** 0,30 1,51** 1,81** 5,13*** 0,30 1,15***
Аммиачная 0,001 1100 0,82 0 0,09 0,09 0,91 0 4,70
селитра 0,01 900 1,0 0,44 0 0,44 1,44 0,10 4,60
0,1 900 1,44** 0,10 0,20 0,30 1,74* 0 4,67
1 334 0,30 0,90 0 0,90 1,20 0 2,80*
Комбинация ДМА 0,1 % аммиачная селитра+
2.4-Д+аммиач- +0,01 % ДМА 2,4-Д 0 0 0 0 0 0 0 0,46***
ная селитра 0,1 % аммиачная селитра+
+0,001 % ДМА 2,4-Д 547 1,09 0,36 0,18 0,54 1,63* 0 2,40***
0,1 % аммиачная селитра +
+0,0001 % ДМА 2,4-Д 520 1,35* 0,19 0 0,19 1,54 0 3,57***
0,001 % аммиачная селитра+
+0,001 % ДМА 2,4-Д 635 1,72** 0,31 0,16 0,47 2,19** 0 3,07**
0,001 % аммиачная селитра+
+0,01 % ДМА 2,4-Д 95 1,05 0 0 0 1,05 0 1,13***
0,001 % аммиачная селитра+
+0,0001 % ДМА 2,4-Д 540 0,74 0 0 0 0,74 0 4,30
Примечание. Одна звездочка — достоверные различия с контролем при р<0,05, две звездочки — то же при р<0,01, три звездочки — р<0,001.
48 ч при 25 °С, после чего семена со сформировавшимися корневыми проростками в течение 24 ч экспонировали на растворах изучаемых веществ или их смесях. Такая схема постановки опытов обусловлена присущим 2,4-Д-кислоте свойством каллусообразования, вследствие чего нарушаются процессы формирования первичных корешков. Исследовали водные растворы препаратов в концентрациях, близких к цитотоксическим и на несколько порядков ниже: ДМА 2,4-Д — 0,01, 0,001, 0,0001, 0,00001 и 0,000001 %, аммиачная селитра — 1, 0,1, 0,01, 0,001 и 0,0001 %. Контролем служили семена, проращиваемые на дистиллированной воде.
При изучении возможного модифицирующего влияния аммиачной селитры на цитогенетическую активность ДМА 2,4-Д использовали схему, предназначенную для экспериментального выявления химических модификаторов мутагенеза и канцерогенеза [2, 5]. Соответственно исследовали ДМА 2,4-Д в концентрациях, обладающих наибольшим мутагенным эффектом (0,01; 0,001 и 0,0001 %) в комбинации с аммиачной селитрой в количествах, которые могут быть реально обнаружены в объектах окружающей среды (0,1 и 0,001 %). Смеси растворов исследуемых препаратов в равных объемах готовили непосредственно перед экспозицией на них проростков ячменя.
Корешки ячменя фиксировали в смеси этанола и ледяной уксусной кислоты (3:1). Готовили временные давленные препараты с окраской гематоксилином. От растений каждой экспериментальной группы по стандартной методике анализировали по 600 клеток корневой меристемы на стадии анателофазы. Митотический индекс определяли путем подсчета 3000 клеток. Полученные
данные обработаны с использованием критерия х2.
Результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 1, из которой следует, что в корневых проростках ячменя, обработанных ДМА 2,4-Д, увеличивалось количество клеток с аберрациями хромосом, пропорциональное концентрациям исследуемых растворов. Так, в проростках, обработанных гербицидом в концентрациях 0,01, 0,001 и 0,0001 %, количество клеток с нарушениями составляло 5,13, 2,92 и 2,40 % при 0,69 % • в контроле (во всех случаях р<0,001). Изучаемый препарат в меньшей концентрации (0,00001 %) также индуцировал незначительное увеличение доли клеток с аберрациями хромосом и только в концентрации 0,000001 % не оказывал цитогенети-ческого действия.
Во всех сериях опытов аберрации хромосом были представлены преимущественно одиночными фрагментами. Вместе с тем в корешках ячменя, экспонированного на ДМА 2,4-Д в концентрации 0,01 %, выявлено достоверное увеличение количества анафаз с хромосомными мостами. В мери-стематической ткани проростков, обработанных гербицидом в концентрации 0,0001 %, обнаружены 5 клеток с 2—3 одиночными ацентрическими фрагментами и 1 клетка с 2 отставшими хромосомами: кольцевой и фрагментированной. *
Под влиянием ДМА 2,4-Д во всех исследуемых концентрациях наблюдали снижение митотической активности клеток (см. табл. 1), что свидетельствует о выраженном цитостатическом действии препарата при воздействии на растения, механизм которого заключается, по-видимому, в нарушении в формирования веретена деления в процессе митоза.
Таблица 2
Влияние комбинированного действия диметиламинной соли 2,4-Д и аммиачной селитры на количество клеток с аберрациями хромосом (в %) в меристеме корешков ячменя
Концентрация аммиачной селитры,
Концентрация ДМА 2,4-Д, %
0 0,01 0.001 0.0001
0,69 5,13 2,92 2,40
1,67 — 1,63 1,54
0,91 1,05 2,19 0,74
О
0,1
0,0001
Результаты анализа корневых проростков ячменя, экспонированного на растворах аммиачной селитры, показали, что 1 % раствор этого препарата обладает цитотоксическим действием: задерживает процессы деления клеток. Изучаемое удобрение в концентрации 0,1 % индуцировало статистически значимое увеличение числа аберраций за счет одиночных фрагментов (см. табл. 1) при нормальной митотической активности исследуемой ткани. Более низкая концентрация препарата (0,001 %) не оказывала какого-либо действия. Таким образом, аммиачная селитра только в концентрации, близкой к токсической, проявляла слабую мутагенную активность, а меньшие дозы не оказывали цитогенетического действия.
Данные по изучению модифицирующего действия аммиачной селитры на мутагенную активность ДМА 2,4-Д представлены в табл. 1 и 2. Под влиянием комбинации 0,01 % раствора гербицида с аммиачной селитрой в концентрациях 0,1 и 0,0001 % происходило резкое снижение мито-тического индекса до 0,46 и 1,13% при 4,9% в контроле, что не позволило из-за недостатка делящихся клеток провести цитогенетический анализ в полном объеме. Кроме того, под влиянием раствора, содержащего компоненты смеси в наибольших количествах, основная часть клеток анализируемой ткани приобретала атипичную форму, что свидетельствует о выраженном цито-токсическом эффекте.
Под действием комбинации ДМА 2,4-Д в меньшей концентрации (0,001 %) с аммиачной селитрой в тех же количествах (0,1 и 0,001 %) наблюдали тенденцию к снижению общего числа клеток с аберрациями хромосом по сравнению с изолированным воздействием гербицида в этой же концентрации.
Под влиянием раствора ДМА 2,4-Д на порядок ниже (0,0001 %) с аммиачной селитрой в тех же количествах эта тенденция усиливалась. Более того, число клеток с нарушениями хромосом, возникшими под влиянием комбинации наименьших концентраций изучаемых препаратов, было практически на уровне контроля и достоверно отличалось от величины этого показателя при изолированном воздействии 0,0001 % ДМА 2,4-Д (р<0,05).
Полученные данные свидетельствуют о наличии модифицирующего действия аммиачной селитры на цитогенетическую активность ДМА 2,4-Д, которая проявлялась не в усилении, а в снижении изучаемого эффекта гербицидного препарата.
Таким образом, из результатов работы следует, что ДМА 2,4-Д в опытах на растениях обладает цитогенетическим эффектом, что подтверждается данными литературы о мутагенной активности 2,4-Д-кислоты и ее производных [3, 8]. Аммиачная селитра оказывает слабо выраженное действие на корневые проростки ячменя только в концентрации, близкой к токсической, и антагонистическое влияние при комбинированном воздействии с ДМА 2,4-Д.
Следовательно, широкое применение гербицидов 2,4-Д, загрязнение их остатками объектов окружающей среды могут приводить к отрицательным последствиям — неблагоприятному их влиянию на наследственные структуры клеток как культурных, так и дикорастущих растений. При этом растительные тест-системы могут быть использованы для скрининга пестицидов группы 2,4-Д, что наряду с результатами других исследований может служить основанием для прогнозирования возможной опасности их применения и распространения в объектах окружающей среды для растений, животных, здоровья человека.
Выводы. 1. Лабораторный образец ДМА 2,4-Д в концентрациях от 0,01 до 0,00001 % в эксперименте на растительном тест-объекте Hordeum vulgare обладает цитогенетической активностью.
2. Промышленный образец аммиачной селитры при исследовании его мутагенных свойств на растительном тест-объекте проявляет слабое мутагенное действие только в концентрации, близкой к токсической (0,1 %).
3. Установлено, что аммиачная селитра в комбинации с ДМА 2,4-Д при действии на корневые проростки ячменя снижает мутагенную активность гербицида.
4. Растения могут быть использованы в качестве биоиндикаторов для ориентировочной оценки мутагенного фона окружающей среды и прогнозирования опасности воздействия остаточных количеств гербицидов 2,4-Д и других генетически активных пестицидов на живые организмы и здоровье человека.
Литература
1. Кулаков Е. А. // Научная конф., 5-я: Материалы.— Саратов. 1974.— С. 207—212.
2. Куринный А. И // Цитол. и генет.— 1983.— № 4.— С. 32—35.
3. Логвиненко В. Ф.. Моргун В. В. // Там же.— 1982.— № 3.— С. 63—72.
4. Лекявичюс Р. К. Химический мутагенез и загрязнение окружающей среды,— Вильнюс, 1983.
5. Методические рекомендации по экспериментальному выявлению химических модификаторов мутагенеза и канцерогенеза: Метод, рекомендачии,— М., 1986.
6. Нечкина М. А. // Проблемы экологии и вопросы гигиены окружающей среды,— Вильнюс, 1983.
7. Пилинская М. А. // Цитол. и генет,— 1974.— № 3,— С. 202-206.
8. Surya Kumari T., Vaidyanath К■ Il Mutât. Res. Mutât. Res. Lett.— 1989.— Vol. 226, 4.— P. 235—238.
Поступила 13.02.92
