CC BY
29
УДК 330.4(075.8)
Е. Л. Леснова, Н. Н. Смирнова, С. В. Фридланд
ВЛИЯНИЕ МЕЛАФЕНА НА ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ АКТИВНОГО ИЛА DAPHNIA MAGNA STRAUS И МИКРОВОДОРОСЛЕЙ
Ключевые слова: мелафен, дозо-зависимое действие, гидробиологические тест-объекты, острая и хроническая токсичность.
В статье исследовано дозо-зависимое действие химического соединения - мелафена в малых и сверхмалых концентрациях на гидробиологические тест-объекты - Daphnia magna и Scenedesmus quadricauda.
Keywords: Melaphen, dose-dependent effect, hydrobiological test object, acute and chronic toxicity.
The paper investigated the dose-dependent effect of a chemical compound - melaphen in small and very small concentrations on hydrobiological test objects - Daphnia magna и Scenedesmus quadricauda.
Острейшей проблемой экологической безопасности является защита водного бассейна от возрастающего объема сбрасываемых загрязненных сточных вод предприятиями химической и других отраслей промышленности [1]. В водные объекты республики ежегодно сбрасывается более 700 млн. м3 сточных вод, с которыми поступает свыше 600 тыс. тонн загрязняющих веществ, оказывающих токсическое действие на животный и растительный мир водоёмов, а также на человека [2].
С целью интенсификации процесса, как показано в работах[4,5] возможно использование ряда соединений, относящихся к солям фосфиновой кислоты.
С этих позиций представляло интерес исследовать дозо-зависимое действие химического соединения - мелафена.
Одним из основных методов защиты водного бассейна является биологическая очистка сточных вод промышленных предприятий, которая широко используется как перед сбросом их в водоем, так и перед повторным использованием в системах оборотного водоснабжения.
В основе процесса извлечения загрязнения из сточной воды методом биологической очистки лежит способность биоценоза активного ила разрушать, окислять и утилизировать органические вещества промышленных сточных вод, а также способность микроорганизмов объединяться в хлопья, благодаря чему отделяется водная очищенная фаза от активного ила [3].
Однако традиционные биологические очистные сооружения работают с перегрузкой и часто не выдерживают современных требований к качеству очищенной воды, а также к стабильности и устойчивости работы.
Нами исследовалось дозо-зависимое действие химического соединения мелафена (меламиновая соль бис(гидрооксиметил)фосфиновой кислоты) в диапазоне концентраций 1-10-3 ^ 1-10-19 мг/л на гидробиологические тест-объекты, Daphnia magna и Scenedesmus quadricauda, которые можно рассматривать как модели биосистем различных уровней организации: клеточного, организменного и популяционного.
Препарат Мелафен не обладает токсическим, мутагенным, ДНК-повреждающим,
генотоксическим действием в широком диапазоне исследованных концентраций от 0.4610~9 М до 0.46'Ю"3 М [6]. Установлено, что препарат относится к IV классу - незначительно опасные вещества со слабо выраженной кумуляцией. Препарат не обладает раздражающим и сенсибилизирующим действием, острой ингаляционной токсичностью, тератогенным и эмбриотоксическим действием [7,8].
Оценка степени влияния исследуемого соединения в диапазоне концентраций водного раствора от 1-10-19 до 1-10-3 мг/л на тест-объекты проводилась по изменению их выживаемости и плодовитости согласно требованиям методик [9, 10].
Результаты исследование мелафена представлены в табл. 1, острая токсичность была выявлена у мелафена в концентрациях 1-10-4, 1-10-5 мг/л. При данных концентрациях наблюдалась гибель 70 % тест-объектов в течение 48 часов от начала биотестирования.
По значениям пробитов и логарифмом чисел, взятых из табл. 2 строится график (рис.1).
Хроническая токсичность была выявлена у мелафена в концентрациях 110-3 - 110-8, 110-10 -1-10-14, 110-16 - 110-19 мг/л. В растворах с остальными концентрациями токсичность отсутствовала.
Дальнейшее наблюдение за состоянием численности популяции тест-объектов, находящихся в контакте с исследуемыми соединениями, выявило, что на четвертые сутки в образцах мелафена хроническая токсичность сменилась на
стимулирующий эффект, сопровождавшийся увеличением численности тест-организмов. Особенно ярко это проявилось в концентрации 10-19 мг/л, где численность дафний увеличивалась.
Безвредная кратность разбавления вызывающей 10 % -ное ингибирование тест-параметра за 48 часов экспозиции (у=3,72):
БКР= 100/10л((3,72-3,69)/0,0214) =3,98.
Полученные результаты - статистически значимы, и поэтому их можно учитывать при построении дальнейших анализов и прогнозов.
Таблица 1 - Токсичность образцов вещества мелафен
Исследуемая концентрация рН Время от начала биотестирования Количество выживших дафний Смертность дафний в Токсичность
вещества В контроле В опыте опыте, в % к контролю
110-е 7,8 10 0 отсутствует
Л&-* 7,9 5 50 острая
10"в 7,5 3 70 острая
110-6- 7,4 9 10 хроническая
110-? 7,6 9 10 хроническая
110-Р 7,6 8 20 хроническая
11Г* 7,4 7 30 хроническая
10г» 7,6 9 10 хроническая
ю- 7,7 9 10 хроническая
10— 7,7 Через 48 часов 10 10 0 отсутствует
10-" 7,5 7 30 хроническая
ю- 7,5 9 10 хроническая
кг" 7,8 8 20 хроническая
ю- 7,4 7 30 хроническая
10— 7,6 10 0 отсутствует
ю— 7,8 8 20 хроническая
10 — 7,5 9 10 хроническая
Таблица 2 - Значения десятичных логарифмов для исследованных концентраций сточных вод и пробитное значение от экспериментально установленного процента гибели дафний
Рис. 1
Выводы
Выявлено влияние мелафена в диапазоне концентраций от 1-10-19 - 1-10-3 мг/л на тест-объекте по изменению их выживаемости и плодовитости.
1. В результате исследования была определена острая и хроническая токсичность исследуемого соединения мелафен и рассчитана БКР соединения и установлен его классы опасности. Мелафен IV класс опасности.
2. Значения полученных результатов заключается в том, что исследуемый препарат может быть использован как ингибитор роста соответствующих биологических объектов, так и
С, % 1§с Кол-во погибш. % Значения пробитов для % гибели
10-= -3 0 0
1СГ4 -4 50 5
10-* -5 70 5,52
иг* -6 10 3,72
10"г -7 10 3,72
19~* -8 20 4,16
10-* -9 30 4,48
10Г» -10 10 3,72
-11 10 3,72
ю-1! -12 0 0
10 — -13 30 4,48
10 — -14 10 3,72
ю— -15 20 4,16
ДОГМ -16 30 4,48
-17 0 0
10— -18 20 4,16
ю— -19 10 3,72
стимулятор в зависимости от абсолютного значения сверхмалого содержания вещества,
воздействующего на биообъект в растворе.
3. Исследование проведенные в работе показывают, что использование мелафена в качестве стимулятора развития биоценоза требует тщательной регулировки концентрации вносимого препарата
Литература
1. Проскуряков, В. А. Очистка сточных вод в химической промышленности / В.А. Проскуряков, Л. И. Шмидт. - Л.: «Химия», 1977. - 464 с.
2. Щеповских, А. Проблемы экологии и пути их решения в Республике Татарстан / А. Щеповских // Экология республики Татарстан : проблемы и решения. - Казань, 1997. - 92 с.
3. Доочистка сточных вод и обработка осадков: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / Сост. Н.В.Дмитриева; КХТИ. -Казань, 1985. - 29 с
4. Пантюкова М.Е. Интенсификация биологической очистки сточных вод стимуляторами процесса / М. Е. Пантюкова, С. В. Мазлова, Т. П. Павлова, М. В. Шулаев, С. В. Фридланд // Безопасность жизнедеятельности. -2011. - № 3. - С. 31-34.
5. Павлова, Т. П. Интенсификация очистки сточных вод от фосфатов в биологических очистных сооружениях / Т.П. Павлова, Л.Ф. Галанцева, С.В. Фридланд // Вестник
Казанского технологического университета. - 2011. - № 18. - С. 134 - 136.
6. Маргулис А.Б., Ильинская О.Н. Генотоксические эффекты регулятора роста растений - Мелафена/ Сб. матер. Всерос. семинара-совещания «Состояние исследований и перспективы применения регулятора роста растений нового поколения «Мелафен» в сельском хозяйстве и биотехнологии», Казань: изд. «Школа», 2006 - С.150.
7. Захарова, К.А. Исследование биотехнологии очистки почв от нефтезагрязнений с использованием препарата «Fyre-zyme» / К.А. Захарова, М.В. Шулаев, В.М. Емельянов // Вестник Казан. технол. ун-та. - Казань, 2007. - № 3-4. - С. 188-193.
8. Тремасов, М.Я. К фармако-токсикологической характеристике препарата «Мелафен»/ М.Я. Тремасов, А.И. Сергейчев, Э.И. Семенов;.-сборник материалов Всероссийского семинара-совещания «Состояние исследований и перспективы применения регулятора роста растений нового поколения «Мелафен» в сельском хозяйстве и биотехнологии», Казань, изд. «Школа» -2006 - С.143
9. 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 Daphnia Magna Straus".
10. 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".
© Е. Л. Леснова - магистр каф. химии и экологии, Набережночелнинский филиал К(П)ФУ, [email protected]; Н. Н. Смирнова - к. б. н., доцент той же кафедры; С. В. Фридланд - д-р хим. наук, проф., каф. инженерной экологии КНИТУ.
