Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Токсикологические аспекты воздействия тонкодисперсных взвешенных хроматов на пресноводные гидробионты
ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Токсикологические аспекты воздействия тонкодисперсных взвешенных хроматов на пресноводные гидробионты"

На правах рукописи

Баньков Валерий Семенович

Токсикологические аспекты воздействия тонкодисперсных взвешенных хроматов на пресноводные

гидробионты

Специальность 03.00.18 - Гидробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва, 2005

Работа выполнена в Московском государственном университете технологий и управления (МГУ ТУ)

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Симаков Ю.Г.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Филенко О.Ф.

кандидат биологических наук Ридигер А. В.

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО)

диссертационного совета К 212.122.03 при Московском государственном университете технологий и управления по адресу: 117149, г. Москва, ул. Болотниковская, дом 15

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета технологий и управления (МГУ ТУ)

на заседании

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент

Актуальность проблемы

Наибольшую потенциальную опасность для окружающей среды представляют такие загрязнители, как нефть и тяжелые металлы. Тяжелые металлы, попадая в водоемы с промышленными сточными водами, вызывают необратимые изменения природных экосистем (Грушко, 1972; Патин, 1974; Renhwoldt, 1973; Агаджанян, 2001).

В отличие от органических веществ тяжелые металлы, и особенно хром, достаточно стабильны.

Показано, что нерастворимые соединения хрома, например, хромат свинца, хромат цинка и хромат стронция обладают генотоксичностью (Тарусов, 1987). Они могут вызывать аномалии в тканях гидробионтов (Патин, 1997). Биологические и экологические последствия таких аномалий не могут не привлекать пристального внимания, так как в отличие от других загрязняющих веществ металлы в естественных условиях не разрушаются, а меняют форму нахождения и физико-химические состояния. Они могут распространяться в водной среде в виде мельчайших взвешенных частиц (Патин, 2001, Балаба и Светличная, 2003).

Загрязнение толщи воды взвешенными частицами, несущими соединения хрома, стоит в одном ряду с такими острыми экологическими проблемами как: эвтрофирование водоемов, влияние кислотных дождей, загрязнение химическими веществами и радионуклидами. Среди группы тяжелых металлов важная роль придается соединениям хрома, которые широко используются в промышленном производстве. Загрязнение окружающей среды соединениями хрома может быть потенциально опасно для человека и других биологических видов. Количество соединений хрома в окружающей среде постоянно возрастает и достигает уровня, опасного для жизнедеятельности организмов. Хром стал в последние десять лет одним из основных факторов, определяющих антропогенный фон загрязнения биосферы (Патин, 2001).

К настоящему времени накопились данные, свидетельствующие о том, что соединения хрома оказывают не только общетоксическое (Беляева, 1962; Грушко, 1964; Шабанова, 1966), но мутагенное (Бигалиев, 1973, 1977; Пашин, 1981) и канцерогенное действие на человека и животных (Движков, Федорова, 1967; Тарусов, 1987; Гигиенические нормативы ГН 1.1.725 - 98,1999).

Вопрос о биологических последствиях загрязнения водной среды соединениями хрома и допустимых пределах изменения химического состава водной среды под влиянием этих загрязнителей становится главным в прикладной гидробиологии, в той ее части, которая касается методов оценки экологического состояния водных экосистем при загрязнении и теоретических вопросов водной токсикологии.

Очень часто экологическая оценка токсичности тяжелых металлов основывается на изучении выживаемости биологических объектов, которая сама по себе является менее чувствительным показателем, чем оогенез, эмбриогенез, которые программируют дальнейшее существование гидробионтов на более поздних этапах онтогенеза. Именно в этом направлении проведены исследования в данной работе.

з

Цель работы изадачиработы

Цель работы - выявить особенности токсического воздействия тонкодисперсной взвеси нерастворимых соединений хрома на гидробионтов пресноводных водоемов, обитающих в различных биотопах.

Для выполнения поставленной цели необходимо было решить ряд задач:

1. Провести микроскопический и рентгеновский зондовый спектральный анализ взвешенных частиц нерастворимых соединений хрома для выяснения распределения хрома в тонкодисперсной взвеси.

2. Провести сравнительный анализ воздействия взвешенных частиц хромата цинка, храмата стронция и хромата свинца на планктонные организмы-фильтраторы (дафнии).

3. Изучить особенности влияния взвешенных частиц хромата цинка, хромата стронция и хромата свинца на гаметогенез и жаберный аппарат дрейссен, как представителей бентосных фильтраторов.

4. Исследовать воздействие нерастворимых соединений хрома на выживаемость и метаморфоз личинок хирономид, как представителей бентосной инфауны.

5. Оценить генотоксичность взвешенных соединений хрома на генном уровне (тест Эймса) и на хромосомном уровне, используя политенные хромосомы личинок хирономид.

6. Изучить особенности выживания рыб (Bгachydanio гегю), как представителей нектона, при наличии в воде взвешенных тонкодисперсных соединений хрома и их влияние на гаметогенез.

Научнаяновизнаи теоретическая значимость работы.

Впервые показано тонкодисперсное распределение нерастворимых соединений хрома в водной среде и электростатическое взаимодействие взвешенных частиц, активно влияющих на эпителиальные ткани гидробионтов.

Впервые проведен сравнительный анализ токсического и тератогенного действия нерастворимых соединений хрома на наиболее чувствительные биологические показатели у представителей пресноводного планктона.

Установлена высокая чувствительность тканей и показано нарушение оогенеза у Dгeissena polymoгpha и Bгachydanio гeгio при наличии в водной среде тонкодисперсной взвеси соединений хрома.

Впервые показано мутагенное действие взвешенных в воде соединений хрома для гидробионтов. Генотоксичность выявлена на генном уровне (тест Эймса) и на политенных хромосомах личинок хирономид.

Впервые показано, что тонкодисперсные соединения хрома наиболее опасны для организмов-фильтраторов, у которых они нарушают биологические показатели и вызывают гиперплазию соединительной ткани жабр.

Практическоезначениеработы.

Проведенная работа может быть использована при нормировании взвешенных веществ в воде водоемов и дает основание для отдельного нормирования токсичных и нетоксичных взвешенных веществ. До этого существовал единый норматив для всех взвешенных веществ. В данном случае предлагается пересмотреть нормативы в

открытых водоемах для нерастворимых соединений хрома, широко применяемых в промышленности, так как показана их высокая токсичность и генотоксичность. Выявлено, что нерастворимые соединения хрома наиболее опасны для гидробионтов-фильтраторов, поэтому необходимо запретить сброс тонкодисперсных нерастворимых соединений хрома в водоемы даже в минимальных количествах, предусмотренных Правилами охраны поверхностных вод, разрешающими превышать имеющийся фон на 0,25 мг/л.

Выявленные наиболее чувствительные показатели к взвешенным нерастворимым соединениям хрома (гаметогенез дрейссены и гистологическое строение жабр, оогенез у Bгachydanio гегю, изменения в политенных хромосомах личинок хирономид) могут найти применение в биотестировании, биомониторинге, при установлении ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ) и предельно допустимой концентрации (ПДК) для токсичных тонкодисперсных взвешенных частиц.

Полученные данные могут быть использованы в учебном процессе при чтении курсов лекций: охрана окружающей среды, водная токсикология, экология и гидробиология.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на IX международной научно-практической конференции (Москва, 2003г., МГТА); на Международной конференции «Водные экосистемы и организмы — 5» (Москва, 2004г., МГУ), на научных коллоквиумах кафедры «Биоэкологии и ихтиологии» МГУТУ(2003-2004г.)

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 5 научных работ.

Содержаниеработы

Глава 1. Токсикологические особенности воздействия растворимых и нерастворимых соединений хрома на гидробионтов (обзор литературы)

Дается критический обзор литературы по влиянию взвешенных нетоксичных и токсичных веществ на гидробионтов, входящих в трофическую цепь гидробиоценоза пресноводного водоема. Показана относительная устойчивость гидробионтов к нетоксическим взвешенным веществам. В то же время тонкодисперсные токсические взвеси, к которым относятся исследуемые в данной работе хроматы, оказываются высокотоксичными для гидробионтов. Проводится сравнительный анализ токсичности растворимых и нерастворимых соединений хрома, которые обладают,

как показано в ряде работ (Moorhead, 1960; Lofroth, 1977; Ciborowski. 1994; Lencione, 1997; Bervoets et all., 1998; Hirvenoja et all., 1998; Шобанов НА. 1999; Кикнадзе и др., 1999), не только токсичностью, но и мутагенными свойствами. Особое внимание в обзоре литературы отводится исследованиям воздействия соединений хрома на представителей планктонных, нектонных и бентосных организмов и сравнительной оценке токсичности хрома с различной валентностью.

Глава 2. Материал и методы исследований

Исследовалось действие тонкодисперсных нерастворимых соединений хрома на биологические показатели гидробионтов. В качестве таких соединений были взяты: свинца хромат (РЬСгОд), стронция хромат (ЗгСЮд), цинка хромат (ЕпСгОД которые широко используются в промышленности как пигменты для различных красителей. Концентрации хроматов в экспериментах подбирались, исходя из предварительных острых опытов на гидробионтах. В качестве тест-объектов, на которых проводились токсикологические исследования, в эксперимент были взяты гидробионты, обитающие в различных биотопах пресноводного водоема (табл.1)

Таблица 1

Распределение экспериментального материала._

Объект Материал исследования Основные показатели Количество животных

Дафния Daphnia magna Straus Взрослые особи Выживаемость, аномалия карапакса, эмбриогенез 530

Дрейссена Dreissena polymorpha L. Взрослые животные. Яичник, жабры Выживаемость гистологические исследования 200 120 (гонады) 75 (жабры)

Хирономиды Chironomus plumosus Meig Chironomus thummi Kieff Личинки хирономид. Политенные хромосомы Выживаемость Хромосомные аберрации, пуфинг при метаморфозе 300 120 (препараты)

Данио Brachydanio rerio Взрослые особи. Гонады Выживаемость Гистологические исследования 150 130 (препараты)

Salmonella tiphymurium Штаммы ТА-98, ТА-100 Точечные мутации тест Эймса 45 тестов

Культивирование указанных тест-объектов осуществлялось согласно методическим указаниям по установлению эколого-рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ) в воде рыбохозяйственных водоемов (ВНИРО, 1998).

Оценка генотоксичности исследуемых соединений хрома проводилась на генном и хромосомном уровне. Для выявления мутаций на генном уровне использовался тест Эймса, а хромосомные аберрации определялись после воздействия нерастворимых хроматов на политенных хромосомах слюнных желез личинок хирономид по методике Макгрегора и Варли (1986).

Гистологические исследования гонад и жабер моллюсков и гонад рыб проводились на постоянных микропрепаратах. Препараты получали после хронических опытов фиксации тканей в жидкости Буэна, заливки в парафин, приготовления на микротоме срезов и окраски срезов гематоксилин-эозином (Ромейс, 1954; Саркисов и др., 1996). Для исследования гонад и жабр моллюсков по окончании хронического опыта отбирались по 10 дрейссен из каждой концентрации. Моллюсков вынимали из раковины, определяли пол после вскрытия по окраске: зрелые гонады

самцов имели молочно-белый цвет, самок - розовый или оранжевый (Властов, Качалова, 1959).

Данные об элементном составе тонкодисперсной взвеси нерастворимых хроматов получены с помощью анализатора AN-10000 (фирма "LINK SYSTEMS", Великобритания) с энергодисперсионным детектором LZ - 5, установленным на электронном микроскопе JSM - 840.

Результаты исследований подвергали статистической обработке с использованием достоверности разницы средних по критериям Стьюдента по программе Microsoft — Statgraf.

Глава 3. Результаты исследований

Микроскопический и микрорентгеновский спектральный анализ тонкодисперсной фракции нерастворимых хроматов

Кристаллы хроматов перетирались в форфоровой ступке пестиком до тонкодиспергированного порошка, а затем порошок смешивался с водой для получения взвеси. Для анализа отбиралась взвесь различных хроматов в воде и помещалась на подложку растрового микроскопа. Микроскопирование производилось после высыхания препарата. Размер тонко дисперсных частиц составил от 1 до 10 мкм.

Анализатор с энергодисперсионным детектором LZ позволяет выявить топографию распределения того или иного элемента по тонкодисперсным частицам. Нами исследовалось распределение частиц хрома и свинца. Набор импульсов энергодисперсионным детектором производился в течение часа

Дифференцированный анализ распределения свинца и хрома в тонкодисперсной фракции показывает, что свинец сосредоточен в основном в тонкодисперсных частицах, имеющих размеры от 1 до 10 мкм. В то же время хром оказался распыленным даже между пелитовыми частицами. Помимо этого, на электронограммах можно отметить, что хром образует тончайшие нити-мостики толщиной менее микрона, которые формируют сетчатую каркасную структуру.

Дисперсное распределение хрома между взвешенными частицами нерастворимых хроматов делает пелитовые частицы хроматов наиболее опасными для организмов-фильтраторов, так как мельчайшие частицы концентрируются в фильтровальном аппарате гидробионтов и не выбиваются ресничным эпителием. Непосредственный контакт с этими частицами происходит на поверхности жабр.

Рентгеновский микроспектроанализ показывает, что дисперсность частиц менее микрона наблюдается при действии взвеси нерастворимых хроматов и у свинца. Однако он не образует таких четких мостиков как хром, хотя и может вызывать повышенную токсичность хроматов.

Действие нерастворимых хроматов на дафний (Daphnia magna)

Для нас более ценны хронические опыты (21 сутки), так как взвешенные частицы нерастворимых хроматов проявляют не только токсическое, но и механическое действие, засоряя фильтрующий аппарат дафний. Помимо этого нам предстояло исследовать совместное действие хрома и тяжелых металлов, находящихся в нерастворимых соединениях, и сделать сравнительный анализ

токсичности при различных комбинациях тяжелых металлов с хромом. За верхнюю концентрацию взяли уже утвержденный норматив для нетоксической взвеси в «Правилах охраны поверхностных вод» (1991) 0,25 мг/л. Далее спектр концентраций шел в сторону занижения.

В концентрации взвеси РЬСгС>4 0,25 мг/л выживает только 23 % дафний (Таблица 2), а при 0,1 мг/л концентрация может считаться близкой к медианно-летальной (выживание 49 %).

Концентрация 0,05 мг/л оказалась также действующей (выжило 66%), а концентрацию 0,02 мг/л, где выжило 89 % дафний можно считать максимально допустимой.

Таблица 2

Выживаемость дафний во взвеси частиц нерастворимых хроматов в течение 21 суток

(в % от посадки).

Концентрации, взвесь 0,25 мг/л 0,1 мг/л 0,05 мг/л 0,02 мг/л 5! Контроль

2ИСГ04 39 63* 2,9 96 - 93 96 94

8ГСГ04 51 70* 3,1 90 100 99 94

РЬСГ04 23 49 3,5 66* 3,25 89 1,2 90 94

Р 5 0,05; к = 4; 181= 2,78; ^ - критерий достоверности - достоверность разности средних.

Из таблицы 2 видно, что взвесь хромата стронция и хромата цинка менее токсична для дафний, чем хромат свинца. Совместное действие свинца и хрома во взвеси оказывает более выраженное токсическое действие по сравнению с другими сочетаниями металлов.

В хроническом опыте в водной среде, содержащей взвеси нерастворимых хроматов, наблюдалась деформация карапакса и нарушение эмбриогенеза у выживших дафний.

В концентрации хромата свинца 0,25 мг/л деформация карапакса проявилась на вторые, третьи, четвертые сутки у 60 % дафний и далее эта аномалия сохранялась у дафний до конца опыта.

В концентрации 0,1 мг/л деформация карапакса наблюдалась на третьи сутки у 40 % рачков, на четвертые сутки количество дафний с деформацией карапакса возросло еще на 5 %, и к концу опыта процент аномалий не изменился. Дальнейшее уменьшение взвешенных частиц хромата свинца до 0,05 мг/л приводит к уменьшению числа деформированных карапаксов соответственно до 36 %. В концентрациях 0,02 и 0,01 этот показатель близок к контролю.

Деформация карапакса наблюдается также под влиянием взвеси хромата цинка и хромата стронция. Но в этом случае только самая высокая исследованная концентрация взвеси 0,25 мг/л и концентрация 0,1 мг/л дает достоверную разницу средних по этому показателю. При концентрациях 0,05 мг/л и ниже эти взвеси не вызывают нарушение морфологического строения карапакса. Данные в этом случае сходятся с данными по выживаемости. Максимально допустимая концентрация взвеси для хромата стронция и хромата цинка равна 0,05 мг/л (Рис.1).

Аномалии

60-1

>| 50

| 40-

1 зо

* 20

10

0

0,25 0,1 0,05 0,02 0,01

Концентрация

ИРЬСЮ4

■ гпСЮ4 □ ЭгСг04

■ контроль

Рис 1 Влияние взвешенных частиц нерастворимых хроматов на деформацию карапакса у дафний (в %)

Данные о нарушении эмбриогенеза во взвеси нерастворимых хроматов представлены на рис 2

Нарушение эмбриогенеза у дафний при действии взвеси хроматов

0,25 0,1 0,05 0,02 0,01

Концентрации

Рис 2 Влияние взвешенных частиц хроматов на % аномальных эмбрионов

Токсическое действие взвешенных частиц хромата свинца на эмбриогенез дафний проявилось при концентрациях выше 0,02 мг/л, например, при 0,05 мг/л нарушения у 27 % дафний

В концентрации хромата стронция 0,25 мг/л токсическое действие на эмбриогенез дафний обнаружено у 48% рачков При концентрации взвешенных частиц 0,1 мг/л нарушение эмбрионального развития отмечено только у 21% особей Более низкие концентрации не оказывали воздействия

При действии взвеси хромата цинка наибольшее эмбриотоксическое действие проявилось в концентрации 0,25 мг/л (наблюдалась гибель 52% эмбрионов), а при 0,1 мг/л нарушение эмбриогенеза отмечено у 30 % особей, а при более низких концентрациях разницы между контролем и опытом не найдено По этой причине для хромата стронция и хромата цинка концентрацию взвеси в воде 0,05 мг/л можно считать максимально допустимой

Для оценки работы фильтровального аппарата у дафний, находящихся в различных концентрациях взвеси нерастворимых хроматов, под микроскопом обсчитывалась частота работы грудных ножек. Обычно частота колебаний грудных ножек составляет 1-2 Гц. Повышение или понижение частоты колебаний на 50% принималось нами как нарушение работы грудных ножек.

Нарушения в работе грудных ножек в концентрации хромата свинца 0,25 мг/л были отмечены на протяжении всего времени экспозиции у 100 % дафний вплоть до их гибели. В концентрации 0,1 мг/л нарушения в работе фильтровального аппарата обнаружены на вторые сутки у 18 % дафний, а к концу опыта проявились у 71% особей. В концентрации 0,05 мг/л нарушения в работе грудных ножек составили на 7 сутки 33% и на 14 сутки 36 %. В концентрации 0,02 мг/л нарушения в работе фильтровального аппарата обнаружены на вторые сутки у 9 % рачков, что можно считать допустимой и не влияющей на работу фильтровального аппарата.

Хромат стронция и хромат цинка однотипно влияли на работу грудных ножек. При концентрации 0,25 мг/л нарушение работы фильтровального аппарата соответственно наблюдалось у 60% и 63% дафний. При понижении концентрации взвешенных веществ до 0,1 мг/л частота биения ножек замедлялась при действии хромата стронция на 33%, а хромат цинка снижал работу фильтровального аппарата у 40% особей. Следовательно, хромат цинка и хромат стронция обладают примерно одинаковой токсичностью.

Фактическую плодовитость дафний оценивали по общему количеству народившейся жизнеспособной молоди от одной самки. Продолжительность хронического опыта составила 21 сутки.

Токсическое действие взвешенных тонкодисперсных хроматов проявилось в значительном снижении плодовитости исходных самок во всех концентрациях от 0,25 мг/л до 0,05 мг/л по сравнению с плодовитостью в контроле.

Количество молоди, приходящееся на 1 исходную самку в концентрациях тонкодисперсной взвеси у исходных дафний и в первом поколении, представлено в таблице 3. Плодовитость дафний учитывалась по сумме в отдельных пометах, которые обозначены как Р[' или Рисх' и т.д.

Таблица 3

Плодовитость дафний в присутствии тонкодисперсных фракций нерастворимых

хроматов

Оцениваемое поколение Хрома-ты ДЕЙСТВУЮЩИЕ кони ДНТРАЦИИ

0,25 мг/л 0,1 мг/л 0,05 мг/л 0,02 мг/л Контр.

Учитываемые пометы

Р исходное РЬСЮ4 Гибель р1 =3 1 исх Р1 =32 1 ИСХ Р1 =45 1 исх ^^ 43

60% Г2 = 13 Г ИСХ ^„«=19 Р исх - 26 Р исх - 86 Р2исх = 73 Р3„сх=Ю2 76 110

БГСЮ4 Гибель р'нсх= 10 Р'исх=46 Р'„сх = 64 43

48% Р2 = 31 г исх -71 Р3 = 21 г исх ^1 Р2„с* = 34 Р3 = 47 г исх Р2„сх = 75 Р'исх = 98 76 110

гпСг04 Гибель Р1 = 12 1 исх Р1 = 41 1 ИСХ ^1 Р'„сх = 46 43

52% Р2 =23 1 ИСХ р2 = т-г 1 исх JJ Р исх= 82 76

Р исх = Р исх = 28 р'исх = 96 110

Сумма молоди РЬСЮ4 - 35 144 220 229

от исходных БГСЮ4 - 62 127 237 229

самок гпСг04 - 53 102 224 229

Количество РЬСЮ4 - 1,2 4,8 7,3 7,6

молоди на 8ГСЮ4 - 2,1 4,2 7,8 7,6

1 самку Рисх 2ПСЮ4 - 1,8 3,4 7,5 7,6

РЬСгО, Р,'=5 ^' = 48 Р,1 =36 35

Первое Р,2= 18 Р|2 = 38 Р,2 = 40 41

^ = 27 Р)3 = 40 Р,3 = 55 49

8гСЮ4 Р,' = 12 Р,' = 37 И,1 = 31 35

Р,2 = 26 Р,2 = 38 Р,2 = 47 41

Р,1 = 28 Р,3 = 58 Р]3 = 50 49

гпСЮ4 - Р)1 = 27 ¥}1 = 37 Р]1 =32 35

Р,2= 11 Р,г = 52 Р,2 = 38 41

Р,3 = 20 Р,3 = 36 Р)3 = 45 49

Сумма РЬСЮ4 - 50 126 131 125

молоди БГСЮ4 - 66 133 128 125

ОТр| гпСго4 - 58 125 115 125

Количество РЬСЮ4 - 1,7 4,2 4,4 4,2

молоди на 8ГСЮ4 - 2,2 4,4 4,3 4,2

1 самку 7ПСГ04 - 1,9 4,2 3,8 4,2

Таким образом, подводя итоги токсического влияния тонкодисперсных фракций нерастворимых хроматов на исходных дафний, их поколения, удалось установить следующее:

1. Все исследованные тонкодисперсные хроматы обладают примерно одинаковой токсичностью по отношению к такому биологическому показателю как размножение;

2. В концентрации взвеси хромата свинца 0,25 мг/л эмбриогенез был нарушен, и в потомстве выжило только 40% дафний по отношению к контролю. Во взвеси хромата стронция и хромата цинка в указанной концентрации эмбриогенез был нарушен меньше, плодовитость дафний была выше, соответственно 52 и 48 %;

3. В концентрации 0,1 мг/л плодовитость у исходного поколения также нарушается, и на одну самку приходится молоди примерно в 3-7 раз меньше, чем в контроле;

4. Токсичной для плодовитости исходных дафний оказалась и концентрация 0,05 мг/л, хотя плодовитость дафний возрастает примерно в два раза по сравнению с предыдущей концентрацией;

5. Только при концентрации взвеси хроматов 0,02 мг/л токсический эффект не проявляется у исходных дафний и эту концентрацию можно считать максимально допустимой.

6. Первое поколение оказалось более устойчивым по сравнению с исходными дафниями к действию тонкодисперсных хроматов. Токсическое действие взвеси проявилось только при концентрациях 0,25 и 0,1 мг/л. В то время как уже при концентрации 0,05 мг/л показатели дафний по плодовитости становятся сопоставимыми с контролем. Концентрацию взвеси 0,05 мг/л для первого поколения дафний следует считать допустимой.

Влияние тонкодисперсных фракций нерастворимых хроматов на выживаемость и гаметогенез дрейссены (Dгeissena polymoгpha)

Дрейссена (Бге^епа ро1ушогрИа) - двустворчатый моллюск понтокаспийского происхождения. Относится к небольшому семейству Бгавветдае, представленному несколькими видами двух родов.

Дрейссена - фильтратор. Строение фильтровального аппарата соответствует таковому других двустворчатых моллюсков. Фильтровальный аппарат дрейссены приспособлен к извлечению из сестона наиболее полезного питательного корма.

Исследование воздействия взвеси нерастворимых хроматов на выживаемость дрейссен показало, что нерастворимые хроматы наносят больший вред, чем нетоксические взвешенные вещества, поэтому уже в концентрации 0,25 мг/л, безвредной для нетоксических веществ, отмечается гибель моллюсков от 68 до 52 %. Нерастворимые хроматы при этом находятся в виде пелитовых частиц, взвешенных в воде. Повышенная статистически достоверная смертность дрейссен во время опыта наблюдалась также при концентрациях взвеси хроматов 0,1 мг/л, в которой гибнет примерно 40% моллюсков, за исключением хромата свинца, где гибель достигает 53%.

При понижении концентрации взвеси каждого из веществ до 0,05 мг/л токсическое действие для нерастворимых хроматов взвешенных веществ проявляется уже по-разному. В хромате свинца отмечается статистически достоверная гибель по сравнению с контролем.

В то время как хромат стронция и хромат цинка не оказывают отрицательного воздействия на выживаемость дрейссен. Этот биологический показатель для последних двух соединений близок к контролю. Следовательно, для хромата стронция и хромата цинка допустимая концентрация взвеси- 0,05 мг/л. Для хромата свинца допустимая концентрация 0,02 мг/л, что указывает на большую токсичность по сравнению с хроматом стронция и хроматом цинка.

Полученные данные в какой-то мере сходны с данными, полученными на дафниях, и показывают, что взвесь хромата цинка и хромата стронция по токсикологическому воздействию на гидробионтов-фильтраторов примерно одинаковы, в то время как хромат свинца проявляет более токсичные свойства. Данные о выживаемости дрейссены в воде, содержащей взвешенные хроматы, в хроническом опыте приведены в таблице 4.

Таблица 4

Выживаемость дрейссены во взвеси нерастворимых хроматов в хроническом опыте

(21 день), в % от посадки

Концентрация Нерастворимые Выживаемость

взвеси, мг/л хроматы

РЬСгО4 32,3* 6,6

0,25 8гСг04 48,6* 3,8

2пСг04 41,1* 5,4

РЬОС-4 46,5* 4,8

0,1 8гСг04 61,3* 2,9

гпСг04 55,0* 3,1

РЬСг04 75,9* 3,06

0,05 8гСг0, 87,6 1,45

гпСг04 89,3 0,56

0,02 PbCrO4 88,6 1,40

SrCrO4 98,3 0,87

ZnCrO4 86,9 2,57

0,01 PbCrO4 91,0 1,85

SrCrO4 89,3 2,0

ZnCrO4 95,6 1,2

Контроль 97,3

Р < 0,05, к = 4; tgt = 2,78, ta - критерий достоверности * - достоверность разности средних

Таким образом, как и для других организмов-фильтраторов взвешенные нерастворимые соединения хрома, попадая в воду, дают шлейфы и зоны замутненной воды, представляющие существенную экологическую опасность.

Оогенез моллюсков рассматривался нами как наиболее чувствительный показатель в предзародышевом развитии представительных гидробионтов водного биоценоза.

Гистологические срезы гонад у дрейссен после содержания их во взвеси тонкодисперсных частиц нерастворимых хроматов с концентрацией 0,01 мг/л, показывают, что результаты близки к контролю: в ацинусах видны растущие ооциты, по 2 - 5 в каждом (рис.3, слева)

Рис. 3. Оогенез у дрейссены. Слева при концентрации хроматов 0,01 мг/л оогенез близок к контролю Справа- деградация ооцитов у дрейссены в концентрации 0,25 мг/л.

Влияние взвешенных нерастворимых хроматов на оогенез дрейссены в концентрации 0,25 мг/л выразилось в уменьшении количества созревших ооцитов в гонаде на III стадии зрелости. Во многих ацинусах имеется лишь по одному крупному ооциту, вместо 5 крупных ооцитов по сравнению с контролем Отмечено большое количество пустых ацинусов (рис.3, справа)

В концентрации 0,1 мг/л в гонадах дрейссены III стадии зрелости в ооцитах отмечены серьезные цитологические нарушения.

В концентрации взвеси хроматов 0,05 мг/л не отмечается нарушений по сравнению с контролем.

Все три нерастворимых соединений хрома нарушали процесс оогенеза у дрейссены при концентрациях взвеси 0,25 и 0,1 мг/л В то же время в более низких концентрациях 0,05; 0,02 и 0,01 мг/л оогенез был близок к контролю

Таким образом, в высоких концентрациях взвеси трех хроматов влияние тонкодисперсных фракций на оогенез дрейссены выразилось в уменьшении числа созревающих ооцитов и в серьезных цитологических аберрациях.

Влияние тонкодисперсных частиц нерастворимых хроматов на жаберный

аппарат дрейссен

Гистологические препараты жабр получали теми же методами, что и препараты гонад. Срезы жаберных лепестков дрейссен видны на тех же препаратах, на которых изучался оогенез.

В контроле жабры дрейссен содержат правильно сформированный эпителий, опорные клетки и артерии жаберного лепестка. Гистологическое строение жабр дрейссен в норме представлено на рис.4, слева.

Рис. 4. Жаберный лепесток дрейссены: в контроле (слева), при хроническом воздействии хромата свинца в концентрации 0,25 мг/л (справа).

Увеличение концентрации тонкодисперсных фракций взвеси нерастворимых хроматов до 0,1 и 0,25 мг/л приводит к изменению жаберного эпителия и нарушению кровеносных сосудов в жаберных артериях. Гистологические изменения в жабрах дрейссен под влиянием тонкодисперсных фракций хроматов отмечаются также в опорных клетках и жаберных лепесточках (рис. 4, справа). Опорные клетки гипертрофируются и по морфологии напоминают клетки злокачественных опухолей.

Действие тонкодисперсных частиц нерастворимых хроматов на личинок хирономид.

Особенностью проведения опыта было то, что нерастворимые хроматы смешивались с грунтом, и они попадали к личинкам не за счет фильтрации, а при пропускании грунта через кишечник. Время экспозиции для личинок хирономид с частицами хроматов в грунте составило 10 дней. Личинки подбирались на таких стадиях, чтобы к концу опыта достигали IV стадии роста (Кикнадзе, 1972). Именно на этой стадии идут процессы линьки и метаморфоза, которые приводят к резкому возрастанию метаболизма.

За десять дней экспозиции в речном грунте с частицами хромата свинца было установлено, что к концу опыта в концентрациях 0,25 и 0,1 мг/л выжило менее 50 % личинок СЫгопошш рЫшовш. Эти концентрации могут быть приняты за медианно-летальные (таблица 5) Высокая гибель до 30 % отмечена в концентрациях хромата

свинца 0,05 мг/л. В концентрации 0,02 мг/л погибло около 10 % личинок (разница по сравнению с контролем недостоверна). В контроле отход был небольшой и составил 3 %. В отношении СЫгопотш рШтсвш можно отметить, что выживание этого тест-объекта увеличивается с уменьшением концентрации частиц нерастворимых хроматов в грунте, в котором содержались личинки хирономид.

У другого вида СИ.Шишт1 за то же время экспозиции личинки в тех же концентрациях частиц хромата свинца, находящихся в грунте, оказались менее устойчивыми, чем у СИ.рШтовш. В концентрациях 0,25 и 0,1 мг/л выжило соответственно 30 % и 51 % личинок хирономид. В отношении СИ.Шишт1 также можно отметить, что его выживание увеличивается с уменьшением концентрации частиц нерастворимых хроматов.

Хромат стронция и хромат цинка по токсичности оказались примерно одинаковыми. При этом по сравнению с хроматом свинца указанные соединения меньше повлияли на выживаемость личинок хирономид. Токсичное действие взвеси хромата стронция и хромата цинка при использовании личинок СИ. рШтовш проявилось только при концентрациях 0,25 и 0,1 мг/л. При концентрации 0,05 мг/л статистически достоверного отклонения по сравнению с контролем не получено. При более низких концентрациях показатели выживаемости близки к контролю (табл. 5). Токсикологические показатели у СИ. Шишт1 оказались близкими по своему значению с первым рассмотренным видом.

Таблица 5

Выживание личинок хирономид в условиях действия нерастворимых хроматов через

грунт (за 10 дней) (в % от посадки).

Концентрация вещества, мг/л Нерастворимые хроматы Chironomus plumosus Chironomus Пипиин

% выживших особей td % выживших особей

0,25 РЬСгО4 32,3* 4,6 30,1* 3,4

8гСг04 48,6* 3,8 45,3* 3,5

2пСг04 41,1* 3,4 44,9* 3,1

0,1 РЬСг04 46,5* 4,8 51,0* 4,9

8гСг0, 61,3* 2,9 65,9* 3,3

гпСг04 55,0* 3,1 60,7* 2,87

0,05 РЬСг04 75,9* 3,06 74,1* 3,20

8гСг04 87,6 1,45 87,9 1,34

гпСг04 89,3 0,56 89,3 0,56

0,02 РЬСг04 88,6 1,40 89,3 1,40

8гСг04 98,3 - 97,3 -

гпСЮ, 86,9 2,57 83,3 2,43

0,01 РЬСг04 91,0 1,85 90,0 1,70

8гСг0, 89,3 2,0 87,1 2,0

гпСг04 95,6 - 96,6 -

Контроль 97,3 98,1

Р < 0,05; к = 4; = 2,78 ; ^ - критерий достоверности * - достоверность разности средних.

Сравнительный анализ действия нерастворимых хроматов, проведенный на двух видах личинок хирономид, показал, что тонкодисперсные частицы хромата свинца оказывают более сильное воздействие на личинок хирономид по сравнению с хроматом стронция и хроматом цинка.

Нерастворимые хроматы, прошедшие через кишечник личинок хирономид, оказали сильное токсическое воздействие. Эти результаты сопоставимы с действием на организмы-фильтраторы, так как нерастворимые хроматы контактируют непосредственно с эпителием кишечника.

Оценка генотоксичности тонкодисперсных нерастворимых хроматов на генном уровне у гидробионтов

Мутации на генном уровне выявлялись с использование теста Эймса на штаммах сальмонеллы ТА-98 и ТА-100. Превышение числа колоний бактерий на селективной среде более чем в два раза по отношению к контролю (МС) может свидетельствовать о проявлении мутагенных свойств (таблица 6).

Анализ полученных результатов показывает, что сильнее всего мутагенные свойства проявляются у хромата свинца Мутагенность отмечена при концентрациях взвеси 0,25 и 0,1 мг/л. При концентрации 0,05 мг/л у хромата свинца мутагенные свойства не проявляются.

Хромат стронция обладает генотоксичностью на хромосомном уровне только при концентрации 0,25 мг/л. При более низких концентрациях мутагенные свойства у взвеси указанного соединения не проявляются. Аналогично выявляется генотоксичность и у хромата цинка Только при концентрации взвеси 0,25 мг/л отмечается слабая мутагенность соединения.

Таблица 6

Влияние тонкодисперсных нерастворимых хроматов на число колоний бактерий

Salmonella typhimurium (штаммы ТА 98 и ТА 100, ревертанты по гистидину), _ растущих на ^ селективной среде. _

Концентрация, мг/л Хроматы Без активации С активацией

ТА-98 TA-100 ТА-98 ТА-100

0,25 РЬСгО4 52 61 57 61

SrCrO4 28 38 32 46

ZnCrO4 35 45 41 50

0,1 PbCrO4 27 37 35 42

SrCrO4 18 24 20 31

ZnCrO4 15 17 22 27

0,05 PbCrO4 12 15 17 12

SrCrO4 8 10 11 17

ZnCrO4 11 7 14 20

0,02 PbCrO4 9 10 16 14

SrCrO4 7 9 14 7

ZnCrO4 14 10 12 9

Контрольная среда (МС) 9 15 - -

Контроль на МПА 10 281 - -

Позитивный контроль с мутагеном 170 189 - -

Таким образом, тонкодисперсные взвеси исследуемых хроматов обладают генотоксичностью при концентрации 0,25 мг/л, которая принимается за норматив для нетоксичных взвешенных веществ в воде открытых водоемов. Проведенные исследования впервые опровергают разработанный норматив и показывают новый подход к экологическому нормированию взвесей в зависимости от их токсичности. Ранее установленные нормативы подходят для нетоксичных взвесей. Для токсичных взвесей необходимо разрабатывать отдельные нормативы.

Сравнительный анализ генотоксичности трех соединений показывает, что наибольшей мутагенностью на генном уровне обладает хромат свинца, а хромат стронция и хромат цинка проявляет мутагенность только при самой высокой исследованной концентрации 0,25 мг/л.

Структурная характеристика политенных хромосом и хромосомные аберрации под влиянием тонкодисперсных фракций нерастворимых

хроматов

Воздействие тонкодисперсных фракций нерастворимых хроматов на личинок Chironomus plumosus и Chironomus thummi в концентрации 0,02; 0,05 и 0,1 мг/л показало, что у обоих видов политенные хромосомы видны четко, они близки к контролю.

В концентрации 0,25 мг/л нерастворимые хроматы свинца, стронция и цинка у Chironomus plumosus и у Chironomus thummi вызывают серьезные изменения в структуре хромосом. На I хромосоме видны большие расстояния между дисками и междисками. II хромосома имеет "расплавленный" конец. III хромосома имеет большое расстояние между дисками и междисками. IV хромосома разошлась наполовину, имеется гомогенный участок.

Сравнивая действие тонкодисперсных нерастворимых хроматов свинца, стронция и цинка в концентрации 0,25 мг/л на структуру хромосом у Chironomus plumosus и Chironomus thummi, следует отметить, что эта концентрация являются действующей и влияет на структуру политенных хромосом.

Влияние тонкодисперсных нерастворимых хроматов на выживаемость Brachydanio rerio

Результаты выживаемости данио в течение 14 дней в присутствии тонкодисперсной взвеси хроматов представлены в таблице 7.

Оценивая результаты хронического опыта по выживанию Brachydanio rerio в присутствии тонкодисперсной взвеси нерастворимых хроматов, следует отметить, что из изученных нами представительных гидробионтов модельной пищевой цепи Brachydanio реагировали разнообразным образом на каждое химическое соединение. К каждому из нерастворимых хроматов данио проявили различную устойчивость.

Наибольшая гибель отмечена во взвеси хромата свинца с концентрациями 0,25 и 0,1 мг/л. В высоких концентрациях погибла примерно одна третья часть подопытных рыб.

При концентрациях хромата свинца 0,05 мг/л и ниже токсическое действие не проявляется, а как взвешенное вещество он уже присутствует в незначительных концентрациях.

Таблица 7

Выживание БгасИуЗашо гегю в воде, содержащей тонкодисперсную взвесь _нерастворимых хроматов (в % от посадки)

Концентрации нерастворимых хроматов (мг/л)

0,25

0,1

0,05

0,02

0,01

Контроль

Выживаемость в присутствии взвеси РЬСЮ4 (%)

61,6*

4,5

70*

4,06

90

2,1

97

100

96,3

Выживаемость во взвеси 8гСг04 (%)

71,3*

3,22

85,5

2,01

2,15

100

100

96,3

Выживаемость во взвеси 2пСг04 (%)

81,3*

3,04

90

1,47

92,6

96

100

96,3

Р^ 0,05; к = 4; = 2,78 ; ^ - критерий достоверности - достоверность разности средних.

В отличие от хромата свинца хромат стронция и хромат цинка оказывают токсическое действие только при концентрации взвеси 0,25 мг/л. В остальных концентрациях выживаемость данио не нарушается.

Таким образом, из трех исследованных нерастворимых соединений хрома наиболее токсичным оказался хромат свинца, далее по убыванию токсичности следует хромат стронция, и замыкает рассматриваемый ряд хромат цинка.

Оогенез Brachydaшo гегю в условиях присутствия в воде взвеси нерастворимых хроматов

Гистологический анализ яичников показал, что БгасИуЗапю гегю относится к видам с порционным икрометанием.

Оогонии в контроле имели угловатую форму. В период протоплазматического роста (превителлогенеза) основным признаком половых клеток является отсутствие желточных включений. В этот период в ооците вакуолей нет. Вокруг ядра имеется широкое кольцо цитоплазмы без вакуолей (рис. 5, слева)

Рис 5. Рост ооцитов 1-ю порядка на стадии превителлогенеза и начала вителлогенеза в контроле (слева) Подавление роста ооцитов у данио при концентрации 0,25 мг/л хромата свинца (справа) Окрашивание - гематоксилин-эозин, увеличение в 300 раз

В концентрации взвеси хромата свинца 0,25 мг/л фолликулярный эпителий в гонаде распределяется неравномерно. Отмечена остановка роста ооцитов на стадии раннего вителлогенеза (рис. 5, справа).

Помимо деградации ооцитов токсическое действие проявилось также в этой концентрации в нарушении процессов трофоплазматического роста. По сравнению с о -оцитами, находящимися в периоде протоплазматического роста, число ооцитов на фазе трофоплазматического роста составило всего 14,2 %. В контроле число ооцитов на фазе трофоплазматического роста составляло 43,5 %.

Уменьшение размеров ооцитов на стадии вителлогенеза в концентрации взвеси хромата свинца 0,1 мг/л по сравнению с контролем может служить доказательством действия и этой концентрации на процессы оогенеза.

Нерастворимые соединения хромата свинца при концентрации 0,05 и 0,02 мг/л не оказывают влияния на процесс оогенеза у данио. На гитологических препаратах можно отметить отсутствие морфологических нарушений, и картина близка к контролю.

При действии взвеси хромата стронция в концентрации 0,25 мг/л у части ооцитов деградация проявилась иначе: отслоился фолликулярный слой от цитоплазмы, наблюдается пространство между яйцевой оболочкой и фолликулярным слоем, заполненное тяжами.

Более низкие концентрации хромата стронция от 0,1 до 0,01 мг/л не оказывают воздействия на оогенез у данио, и гистологическая картина срезов женских гонад рыб близка к контролю.

При действии взвеси хромата цинка в концентрации 0,25 мг/л также наблюдается деградация ооцитов и истончение их оболочки. Из ооцитов трофоплазматического роста число деградировавших ооцитов с истонченной оболочкой составило 38,5 %. В контроле ооцитов с истонченной оболочкой не было обнаружено. Деградация ооцитов, выразившаяся в истончении оболочки, у рыб, находящихся в концентрации 0,25 мг/л, является следствием токсического влияния хромата цинка.

В концентрациях взвеси хромата цинка от 0,1 до 0,01 мг/л не обнаружено истончение оболочки ооцитов, находящихся в периоде трофоплазматического роста (вителлогенеза). Другие цитологические показатели также не отличаются от контроля. При концентрации взвеси токсичных нерастворимых хроматов 0,25 мг/л, которая является нормативом для нетоксичной взвеси, вредное действие на оогенез проявилось для всех трех исследованных веществ.

Глава 4. Обсуждение результатов

К настоящему времени накопились данные, свидетельствующие, что соединения, хромсодержащие взвешенные частицы, оказывают не только общетоксическое (Грушко, 1964; Шабанова, 1966; Брахманова, 1971), но и мутагенное (Бигалиев, 1979; Пашин, 1981; Michailova, Petrova, Lillian, 1996; Wulker, 1996; Шобанов, 1999) и канцерогенное действие на человека и животных (Войнар, 1953; Движков и др., 1967; Пашин и др., 1983; Lehman, 1984). Такое вредное действие соединений хрома на организм человека вынуждает предъявлять повышенные требования к взвеси тонкодисперсных хроматов в водоемах.

Установленный нами в хронических опытах диапазон концентраций тонкодисперсной взвеси хроматов от 0,25 до 0,01 мг/л позволил выявить пороговые

концентрации, которые колеблются у различных организмов для хромата свинца от 0,1 до 0,05 мг/л, а для хромата стронция и хромата цинка от 0,25 до 0,1 мг/л.

Наши данные отличаются от литературных, которые выполнены в основном на растворимых соединений хрома. Пороговые концентрации хроматов тонкодисперсных частиц по нашим данным находятся в пересчете на хром в более низких пределах, чем это отмечено в литературе.

Учитывая приведенные нами данные, нельзя рекомендовать ПДК для шестивалентного хрома на уровне 0,01 мг/л, как это делали Грушко ЯМ. (1964); Rambou, Sylvester (1967) и Патин СА (1987), рекомендовавшие повысить ПДК до 0,02 мг/л. По нашим данным, концентрация нерастворимых хроматов 0,02 мг/л может быть принята как максимально допустимая, но не для хрома, а для всего соединения в целом.

Указанный диапазон концентраций с летальным действием на дафний показывает, что наиболее чувствительным звеном в пресноводной модельной пищевой цепи являются дафнии и дрейссены, то есть организмы-фильтраторы.

Близкие к ним показатели при действии нерастворимых хроматов дают личинки хирономид (Chironomus thummi и Chironomus plumosus).

Несколько выше находится диапазон концентраций с летальным действием на оогенез и гистологию жабр дрейссены. Наиболее токсикорезистентным звеном среди исследованных гидробионтов оказались рыбы - Brachydanio rerio. У них в указанном диапазоне концентраций взвеси тонкодисперсных хроматов выживала большая часть подопытных рыб, за исключением действия концентрации 0,25 мг/л и 0,1 мг/л хромата свинца.

Бигалиев А.Б. (1979) отмечал, что концентрации хроматов оказались более мутагенными, чем трехвалентные соединения хрома. Этот же автор считал, что чем выше валентность соединений хрома, тем больше генетических последствий можно ожидать. В нашем случае токсичность хрома проявляется при непосредственном контакте с тканями, например в жабрах дрейссены, при этом, возможно, происходит частичное растворение тонкодисперсных хроматов и высвобождается шестивалентный хром, который оказывает непосредственное действие на живые клетки.

По нашим данным, концентрация взвеси тонкодисперсных хроматов 0,25 мг/л оказывает на дафний достаточно сильное токсическое действие, которое влияет на деформацию карапакса, работу грудных ножек, питание, эмбриогенез, плодовитость. Особой токсичностью отличается хромат цинка.

В более низкой концентрации, 0,1 мг/л, токсическое действие проявляется на те же признаки, только интенсивность аномалий резко снижена.

При действии на оогенез дрейссены наблюдается та же закономерность, и токсичность тонкодисперсной взвеси хроматов сопоставима с действием на биологические показатели дафний.

Под влиянием взвеси тонкодисперсных частиц нерастворимых хроматов нарушается выживаемость и оогенез у рыб (Brachydanio rerio), но более сильное токсическое действие взвесь тонкодисперсных хроматов оказывает на оогенез дрейссены, а не оогенез рыб. Поражение под влиянием тонкодисперсной взвеси хроматов выразились в подавлении протоплазматического и трофоплазматического роста, в уменьшении числа генеративных клеток, в уменьшении размера ооцитов в период вителлогенеза, в большем разнообразии структурных нарушений ооцитов.

Так же неоднозначно проявилось генотоксическое действие взвешенных тонкодисперсных хроматов на структуру политенных хромосом у личинок хирономид.

В самой высокой концентрации 0,25 мг/л генотоксическое действие проявилось наиболее выражено на уровне хромосомных аберраций (нарушение пуфинга, пуфы ярко окрашены). В концентрации хромата свинца 0,1 мг/л генотоксическое влияние на структуру хромосом проявилось в том, что у СИ. рШтовш отмечено "расплавление" конца II хромосомы, раздвоение IV хромосомы, а у СИ. Шитт1 -деспирализация хромосом.

Изученные нами биологические показатели: оогенез дрейссены и ВгасИудапю, мутагенез политенных хромосом личинок хирономид могут быть использованы для биотестирования не только тонкодисперсных хроматов, но и других взвешенных токсичных веществ, в том числе и в промышленных сточных водах. При этом оценивается токсическое действие не только соединений хрома, но и других тяжелых металлов, образующих соли хроматов. Нами впервые ставится вопрос об эколого-рыбохозяйственном нормировании токсичной взвеси веществ. При этом ПДК или ОБУВ определяется не на ионную форму химического соединения, а на вещество в целом.

Основные выводы

1. Применение микроскопического и микрорентгеновского спектрального анализа позволило установить, что хром в тонкодисперсной взвеси хроматов распределен диффузно даже в частицах менее 1 мкм и образует мелкоячеистую сеть, и труднорастворимые хроматы оказывают токсическое воздействие на эпителий гидробионтов.

2. Установленный нами в хронических опытах на дафниях диапазон концентраций от 0,01 до 0,25 мг/л взвеси тонко дисперсных хроматов, содержащих хром и другие металлы, показывает, что дафнии очень чувствительны к пелитовой взвеси хроматов, и биологические показатели у них изменяются в зависимости от химического состава взвеси. Планктонные организмы — фильтраторы являются одной из наиболее чувствительных жизненных форм гидробионтов.

3. Токсическое действие тонко дисперсной взвеси хроматов в хроническом опыте

на выживаемость дрейссены по чувствительности сравнима с чувствительностью дафний.

4. Гистологическое исследование жабр дрейссены после хронического воздействия взвеси хроматов показывает, что при концентрации 0,25 мг/л, которая является нормативом превышения взвеси в открытых водоемах, хромат свинца, хромат стронция и хромат цинка вызывают гипертрофию и перерождение опорных клеток жаберных лепестков.

5. Добавление тонкодисперсных нерастворимых хроматов в ил с культивируемыми личинками хирономид показывает, что два исследованных вида (СЫгопотш р1итовш и СЫгопотш &итт!) оказались примерно одинаково чувствительными к действию нерастворимых хроматов, осевших в грунт, что связано с пропусканием ила личинками через пищеварительную систему и непосредственным контактом тонкодисперсных частиц с кишечным эпителием.

6. Наши данные свидетельствуют о наличии мутагенного эффекта у тонкодисперсной взвеси нерастворимых или малорастворимых хроматов. Мутагенность устанавливается как в тесте Эймса, так и на политенных хромосомах личинок хирономид. Генотоксичность проявляется как на генном, так и на хромосомном уровне.

7. Рыбы по выживаемости оказались наиболее устойчивым звеном к действию взвеси тонкодисперсных хроматов. Оогенез у данио не оказался более чувствительным биологическим показателем, чем выживаемость взрослых рыб, и токсическое действие взвеси тонкодисперсных хроматов проявилось только при концентрации 0,25 мг/л.

8. В результате проведения работы установлено, что наиболее чувствительными организмами к тонкодисперсным частицам являются организмы-фильтраторы и представители инфауны (личинки хирономид). Токсическое воздействие взвеси тонкодиспергированных хроматов, сопровождаемое мутагенным эффектом, заставляет по-новому подойти к нормированию токсичных взвесей и устанавливать эколого-рыбохозяйственные ПДК или ОБУВ для взвеси каждого токсического вещества в целом, а не на ионную форму загрязнителя, как это делалось раньше. Нормативы для взвешенных веществ, превышающих фоновое загрязнение на 0,25 и 0,75 мг/л, могут применяться только к нетоксичным взвесям.

Работы, опубликованные по теме диссертации

1. Баньков B.C. Действие тонкодисперсных частиц нерастворимых хроматов на личинок хирономид. // Научно-технический бюллетень кафедры «Биоэкологии и ихтиологии» МГТА. -М.: МГТА, 2003. №3. -С.93-98.

2. Симаков Ю.Г., Баньков B.C. Тонкодисперсные нерастворимые фракции хроматов и оогенез дрейссены. // Научно-технический бюллетень кафедры «Биоэкологии и ихтиологии» МГТА. -М.: МГТА, 2003. №3. -С.86-93.

3. Баньков B.C., Влияние тонкодисперсных нерастворимых хроматов на выживаемость и оогенез рыб (Brachydanio rerio). // Вестник Московского государственного университета технологий и управления. Сер. «Биология». -М.: МГУТУ, 2004. Вып.1. -С.29-34.

4. Баньков B.C. Влияние нерастворимых хроматов на дафний (Daphnia magna). // Вестник Московского государственного университета технологий и управления. Сер. «Биология». -М.: МГУТУ, 2004. Вып.1. — С.51-57.

5. Баньков B.C., Симаков Ю.Г. Оценка генотоксичности тонкодисперсных нерастворимых хроматов на генном и хромосомном уровне у гидробионтов. // Вестник Московского государственного университета технологий и управления. Сер. «Биология». -М.: МГУТУ, 2004. Вып.1. -С.24-29.

МГУТУ. Заказ 1349. Тираж 100 экз.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Баньков, Валерий Семенович

Введение.

ГЛАВА 1. Токсикологические особенности воздействия растворимых и нерастворимых соединений хрома на гидробионтов обзор литературы).

1.1. Действие взвешенных тонко дисперсных частиц на гидробионтов.

1.2. Непосредственное влияние взвешенных твердых веществ.

1.3. Взвеси и воспроизводство.

1.4. Влияние на различных гидробионтов.

1.5. Общее влияние взвесий на пресноводных рыб и других гидробионтов.

Ф 1.6. Критерии качества воды по содержанию взвесей.

1.7. Распределение соединений хрома в водной среде.

1.8. Токсическое действие растворимых и тонкодисперсных фракций хрома.

1.9. Мутагенная и канцерогенная активность соединений хрома.

1.10. Действие хрома на гидробионтов.

ГЛАВА 2. Материал и методика исследований.

2.1. Нерастворимые соединения хрома, используемые в экспериментах на гидробионтах.

2.2. Дафнии.

2.3. Хирономиды.

2.4. Оценка генотоксичности.

2.5. Данио.

2.6. Дрейссена.

2.7. Метод исследования нерастворимых хроматов с помошью электронного микроскопа и рентгеновского спектрального микроанализа.

2.8. Методы гистологической обработки материала.

ГЛАВА 3. Результаты исследований.

3.1. Микроскопический и микрорентгеновский спектральный анализ тонко дисперсных нерастворимых хроматов.

3.2. Действие нерастворимых хроматов на дафний (Daphnia magna).

3.3. Влияние тонкодисперсных фракций нерастворимых хроматов на выживаемость и гаметогенез дрейссены (Dreissena polymorpha).

3.4. Влияние тонкодисперсных частиц нерастворимых хроматов на жаберный аппарат дрейссен.

3.5. Действие тонкодисперсных частиц нерастворимых хроматов на личинок хирономид.

3.6. Оценка генотоксичности тонкодисперсных хроматов на генном уровне у гидробионтов.

3.7. Структурная характеристика политенных хромосом и хромосомные аберрации под влиянием тонкодисперсных фракций нерастворимых хроматов.

3.8. Влияние тонкодисперсных нерастворимых хроматов на выживаемость Brachydanio rerio.

3.9. Оогенез Brachydanio rerio в условиях присутствия в воде взвеси нерастворимых хроматов.

Глава 4. Обсуждение результатов.

4.1. Влияние тонкодисперсной взвеси хроматов на биологические показатели у дафний в хроническом опыте.

4.2. Действие тонкодисперсных взвешенных хроматов на биологические показатели дрейссены.

4.3. Изменения в гистологическом строении жаберного аппарата дрейссен при наличии взвеси нерастворимых хроматов.

4.4. Влияние нерастворимых хроматов на гидробионтов через грунт водоема.

4.5. Генотоксические свойства нерастворимых соединений хрома.

-44.6. Обсуждение результатов экспериментов по воздействию тонкодисперсной взвеси хроматов на рыб.

4.7. Оогенез у рыб в условиях загрязнения воды взвесью тонкодисперсных хроматов.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Токсикологические аспекты воздействия тонкодисперсных взвешенных хроматов на пресноводные гидробионты"

Наибольшую потенциальную опасность для окружающей среды представляют такие загрязнители, как нефть и тяжелые металлы. Тяжелые металлы, попадая в водоемы с промышленными сточными водами, вызывают необратимые изменения природных экосистем (Грушко, 1972; Патин, 1974; Renhwoldt, 1973; Агаджанян, 2001). Достаточно сказать, что щ для тяжелых металлов в принципе не существует механизмов самоочищения. Они лишь перемещаются из одного природного резервуара в другой, взаимодействуя с различными сообществами водных организмов (Мур и Рамамурти, 1987).

Особенностью органических соединений является трансформация ^ веществ и непостоянство состава (Патин, 1997, 2001). В отличие от этого тяжелые металлы, и особенно хром, соединения которого применяется для термостабилизации буровых растворов, как ингибиторы коррозии, как желтый пигмент красок для покрытия автомобилей, для создания типографских красок, а также для окраски пластмасс и резины, достаточно ф стабильны. Никаноров A.M. и Жулидов А.В. (1991) отмечали, что тяжелые металлы не подвергаются трансформации, как это свойственно органическим соединениям, и, попав в биогеохимический цикл, они крайне редко покидают его. В результате этих свойств металлов и вследствие бесконтрольного загрязнения водной среды происходят массовые отравления людей и гибель организмов.

Показано, что нерастворимые соединения хрома, например, хромат свинца, хромат цинка и хромат стронция обладают генотоксичностью (Тарусов, 1987). Сорбированные на взвешенных частицах химические примеси усиливают отрицательное действие взвеси за счет токсического воздействия соединений тяжелых металлов и особенно хрома. Они могут вызывать аномалии в тканях гидробионтов (Патин, 1997).

Биологические и экологические последствия таких аномалий не могут не привлекать пристального внимания, так как в отличие от других загрязняющих веществ, металлы в естественных условиях не разрушаются, а меняют форму нахождения и физико-химические состояния. Они могут распространяться в водной среде в виде мельчайших взвешенных частиц (Патин, 2001, Балаба и Светличная, 2003).

Специалистам по охране окружающей среды при организации мониторинга и оценке вредного воздействия на организм придется иметь дело с группой тяжелых металлов, среди которых по токсичности особенно выделяется хром.

Загрязнение толщи воды взвешенными частицами, несущими соединения хрома, стоит в одном ряду с такими острыми экологическими проблемами как: эвтрофирование водоемов, влияние кислотных дождей, загрязнение химическими веществами и радионуклидами. Среди группы тяжелых металлов важная роль придается соединениям хрома, которые широко используются в промышленном производстве. Дж.В. Мур и С. Рамамурти (1987) относили хром к наиболее опасным загрязняющим веществам водной среды. Загрязнение окружающей среды соединениями хрома может быть потенциально опасно для человека и других биологических видов. Количество соединений хрома в окружающей среде постоянно возрастает и достигает уровня, опасного для жизнедеятельности организмов.

Хром стал в последние десять лет одним из основных факторов, определяющих антропогенный фон загрязнения биосферы (Патин, 2001).

К настоящему времени накопились данные, свидетельствующие о том, что соединения хрома оказывают не только общетоксическое (Беляева, 1962; Грушко, 1964; Шабанова, 1966), но мутагенное (Бигалиев, 1973, 1977; Пашин, 1981) и канцерогенное действие на человека и животных (Движков, Федорова, 1967; Тарусов, 1987; Гигиенические нормативы ГН 1.1.725 - 98, 1999).

Поступающие в водоем отходы в виде растворимых и нерастворимых соединений хрома создают новые гидрохимические условия для жизнедеятельности водных животных, вследствие чего снижается видовое разнообразие и численность планктонных и бентосных животных (Брагинский, 1972, 1979; Федий и др., 1975).

Вопрос о биологических последствиях загрязнения водной среды соединениями хрома и допустимых пределах изменения химического состава водной среды под влиянием этих загрязнителей становится главным в прикладной гидробиологии, в той ее части, которая касается методов оценки экологического состояния водных экосистем при загрязнении и теоретических вопросов водной токсикологии.

Очень часто экологическая оценка токсичности тяжелых металлов основывается на изучении выживаемости биологических объектов, которая сама по себе является менее чувствительным показателем, чем оогенез, эмбриогенез, которые программируют дальнейшее существование гидробионтов на более поздних этапах онтогенеза. Именно в этом направлении проводились исследования в данной работе.

Биологические показатели на индивидуальном уровне должны включать морфологические, этологические, биохимические, физиологические и генетические характеристики, специфичные для данного вида (Израэль, 1989).

Цель работы: выявить особенности токсического воздействия тонкодисперсной взвеси нерастворимых соединений хрома на гидробионтов пресноводных водоемов, обитающих в различных биотопах.

Для выполнения поставленной цели необходимо было решить ряд задач:

1. Провести микроскопический и рентгеновский зондовый спектральный анализ взвешенных частиц нерастворимых соединений хрома для выяснения распределения хрома в тонкодисперсной взвеси.

2. Провести сравнительный анализ воздействия взвешенных частиц хромата цинка, храмата стронция и хромата свинца на планктонные организмы-фильтраторы (дафнии).

3. Изучить особенности влияния взвешенных частиц хромата цинка, хромата стронция и хромата свинца на гаметогенез и жаберный аппарат дрейссен, как представителей бентосных фильтраторов.

4. Исследовать воздействие нерастворимых соединений хрома на выживаемость и метаморфоз личинок хирономид, как представителей бентосной инфауны.

5. Оценить генотоксичность взвешенных соединений хрома на генном уровне (тест Эймса) и на хромосомном уровне, используя политенные хромосомы личинок хирономид.

6. Изучить особенности выживания рыб (Brachydanio rerio), как представителей нектона, при наличии в воде взвешенных тонкодисперсных соединений хрома и их влияния на гаметогенез.

Научная новизна и теоретическая значимость работы.

Впервые показано тонкодисперсное распределение нерастворимых соединений хрома в водной среде и электростатическое взаимодействие взвешенных частиц, активно влияющих на эпителиальные ткани гидробионтов.

Впервые проведен сравнительный анализ токсического и тератогенного действия нерастворимых соединений хрома на наиболее чувствительные биологические показатели у представителей пресноводного планктона.

Установлена высокая чувствительность тканей и показано нарушение оогенеза у Dreissena polymorpha и Brachydanio rerio при наличии в водной среде тонкодисперсной взвеси соединений хрома.

Впервые показано мутагенное действие взвешенных в воде соединений хрома для гидробионтов. Генотоксичность выявлена на генном уровне (тест Эймса) и на политенных хромосомах личинок хирономид.

Впервые показано, что тонкодисперсные соединения хрома наиболее опасны для организмов-фильтраторов, у которых они нарушают биологические показатели и вызывают гиперплазию соединительной ткани жабр.

Практическое значение работы.

Проведенная работа может быть использована при нормировании взвешенных веществ в воде водоемов и дает основание для отдельного нормирования токсичных и нетоксичных взвешенных веществ. До этого существовал единый норматив для всех взвешенных веществ. В данном случае предлагается пересмотреть нормативы в открытых водоемах для нерастворимых соединений хрома, широко применяемых в промышленности, так как показана их высокая токсичность и генотоксичность. Выявлено, что нерастворимые соединения хрома наиболее опасны для гидробионтов-фильтраторов, поэтому необходимо запретить сброс тонкодисперсных нерастворимых соединений хрома в водоемы даже в минимальных количествах, предусмотренных Правилами охраны поверхностных вод, которые разрешают превышать имеющийся фон на 0,25 мг/л.

Выявленные наиболее чувствительные показатели к взвешенным нерастворимым соединениям хрома (гаметогенез дрейссены и гистологическое строение жабр, оогенез у Brachydanio rerio, изменения в политенных хромосомах личинок хирономид) могут найти применение в биотестировании, биомониторинге, при установлении ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ) и предельно допустимой концентрации (ПДК) для токсичных тонкодисперсных взвешенных частиц. Предлагается ужесточить контроль над содержанием нерастворимых хроматов в водоемах и сократить их применение в промышленности.

Полученные данные могут быть использованы в учебном процессе при чтении курсов лекций: охрана окружающей среды, водная токсикология, экология и гидробиология.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на IX Международной научно-практической конференции (Москва, 2003 г., МГТА), на Международной конференции «Водные экосистемы и организмы - 5» (Москва, 2004 г., МГУ), на научных коллоквиумах кафедры биоэкологии и ихтиологии МГУ ТУ (2003 - 2004 г.)

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 5 научных работ.

Заключение Диссертация по теме "Гидробиология", Баньков, Валерий Семенович

Основные выводы

1. Применение микроскопического и микрорентгеновского спектрального анализа позволило установить, что хром в тонкодисперсной взвеси хроматов распределен диффузно даже в частицах менее 1 мкм и образует мелкоячеистую сеть, и труднорастворимые хроматы оказывают токсическое воздействие на эпителий гидробионтов.

2. Установленный нами в хронических опытах на дафниях диапазон концентраций от 0,01 до 0,25 мг/л взвеси тонкодисперсных хроматов, содержащих хром и другие металлы, показывает, что дафнии очень чувствительны к пелитовой взвеси хроматов, и биологические показатели у них изменяются в зависимости от химического состава взвеси. Планктонные организмы — фильтраторы являются одной из наиболее чувствительных жизненных форм гидробионтов.

3. Токсическое действие тонкодисперсной взвеси хроматов в хроническом опыте на выживаемость дрейссены по чувствительности сравнима с чувствительностью дафний.

Гистологическое исследование жабр дрейссены после хронического воздействия взвеси хроматов показывает, что при концентрации 0,25 мг/л, которая является нормативом превышения взвеси в открытых водоемах, хромат свинца, хромат стронция и хромат цинка вызывают гипертрофию и перерождение опорных клеток жаберных лепестков.

4. Добавление тонкодисперсных нерастворимых хроматов в ил с культивируемыми личинками хирономид показывает, что два исследованных вида (Chironomus plumosus и Chironomus thummi) оказались примерно одинаково чувствительными к действию нерастворимых хроматов, осевших в грунт, что связано с пропусканием ила личинками через пищеварительную систему и непосредственным контактом тонкодисперсных частиц с кишечным эпителием.

5. Наши данные свидетельствуют о наличии мутагенного эффекта у тонкодисперсной взвеси нерастворимых или малорастворимых хроматов. Мутагенность устанавливается как в тесте Эймса, так и на политенных хромосомах личинок хирономид. Генотоксичность проявляется как на генном, так и на хромосомном уровне.

6. Рыбы по выживаемости оказались наиболее устойчивым звеном к действию взвеси тонкодисперсных хроматов. Оогенез у данио не оказался более чувствительным биологическим показателем, чем выживаемость взрослых рыб, и токсическое действие взвеси тонкодисперсных хроматов проявилось только при концентрации 0,25 мг/л.

7. В результате проведения работы установлено, что наиболее чувствительными организмами к тонкодисперсным частицам являются организмы-фильтраторы и представители инфауны (личинки хирономид). Токсическое воздействие взвеси тонкодиспергированных хроматов, сопровождаемое мутагенным эффектом, заставляет по-новому подойти к нормированию токсичных взвесей и устанавливать эколого-рыбохозяйственные ПДК или ОБУВ для взвеси каждого токсического вещества в целом, а не на ионную форму загрязнителя, как это делалось раньше. Нормативы для взвешенных веществ, превышающих фоновое загрязнение на 0,25 и 0,75 мг/л, могут применяться только к нетоксичным взвесям.

- 132

Заключение

Нами уже было отмечено выше, что в последние годы хром стал одним из основных факторов, определяющих антропогенный фон загрязнения биосферы. За последнее время увеличилось загрязнение водной среды нерастворимыми соединениями хрома, которые дают тонкодисперсные взвеси и ведут себя как пелитовые частицы, оставаясь долгое время в толще воды (Dalen, 1996). Эти соединения находят широкое применение в промышленности, но, попадая в воду в виде взвеси, могут нанести непоправимый вред водным биоценозам, так как могут переноситься токами воды на большие расстояния. Исследования тонкодисперсных частиц с помощью зондовой рентгеновской спектроскопии и электронного микроскопа показали, что пелитовые частицы неделями могут находиться в толще воды, где они образуют своеобразную упорядоченную сеть из мельчайших частиц размером в несколько микрон.

К настоящему времени накопились данные, свидетельствующие, что соединения, хромсодержащие взвешенные частицы, оказывают не только общетоксическое (Грушко, 1964; Шабанова, 1966; Брахманова, 1971), но и мутагенное (Бигалиев, 1979; Пашин, 1981; Michailova, Petrova, Lillian, 1996; Wulker, 1996; Шобанов, 1999) и канцерогенное действие на человека и животных (Войнар, 1953; Движков и др., 1967; Пашин и др., 1983; Lehman, 1984). Такое вредное действие соединений хрома на организм человека вынуждает предъявлять повышенные требования к взвеси тонкодисперсных хроматов в водоемах.

Необходимо отметить, что токсичность тонкодисперсных взвешенных хроматов оценивалась, в основном, по выживаемости гидробионтов. Существует очень мало работ, в которых токсичность соединений хрома оценивалась по влиянию на различные органы, размножение, потомство, мутагенез и оогенез гидробионтов.

Полученные нами данные по токсическому действию различных концентраций трех тонкодисперсных нерастворимых хроматов на биологические показатели гидробионтов: выживание, плодовитость, оогенез, структуру политенных хромосом, строение гонад и гистологию жабр дрейссены, позволяют сделать выводы о вредном влиянии хрома и других тяжелых металлов, всходящих в состав нерастворимого соединения, на гидробионтов.

Установленный нами в хронических опытах диапазон концентраций тонкодисперсной взвеси хроматов от 0,25 до 0,01 мг/л позволил выявить пороговые концентрации, которые колеблются у различных организмов для хромата свинца от 0,1 до 0,05 мг/л, а для хромата стронция и хромата цинка от 0,25 до 0,1 мг/л.

Наши данные отличаются от литературных, которые выполнены в основном на растворимых соединений хрома. Так, по Грушко Я.М. (1964), диапазон действия бихромата калия шире: от 0,01 до 2,0 мг/л. Пороговые концентрации хроматов тонкодисперсных частиц по нашим данным находятся в пересчете на хром в более низких пределах, чем это отмечено в литературе.

Учитывая приведенные нами данные, нельзя рекомендовать ПДК для шестивалентного хрома на уровне 0,01 мг/л, как это делали Грушко Я.М. (1964), Rambou, Sylvester (1967) и Патин С.А. (1987), рекомендовавший повысить ПДК до 0,02 мг/л. Тогда, как по нашим данным, концентрация нерастворимых хроматов 0,02 мг/л может быть принята как максимально допустимая, но не для хрома, в для всего соединения в целом.

Указанный диапазон концентраций с летальным действием на дафний показывает, что наиболее чувствительным звеном в пресноводной модельной пищевой цепи являются дафнии и дрейссены, то есть организмы-фильтраторы.

Близкие к ним показатели при действии нерастворимых хроматов дают личинки хирономид (Chironomus thummi и Chironomus plumosus).

Объяснить это можно тем, что кожные покровы и пищеварительная система хирономид непосредственно контактирует с тонкодисперсными фракциями хроматов. При установлении нормативов инфауна в виде личинок хирономид также должна активно использоваться, так как помимо фильтраторов, концентрирующих взвешенные хроматы в фильтровальном аппарате, в грунте водоема также скапливаются осевшие тонкодисперсные частицы.

Несколько выше находится диапазон концентраций с летальным действием на оогенез и гистологию жабр дрейссены. Наиболее токсикорезистентным звеном среди исследованных гидробионтов оказались рыбы - Brachydanio rerio. У них в указанном диапазоне концентраций взвеси тонкодисперсных хроматов выживала большая часть подопытных рыб, за исключением действия концентрации 0,25 мг/л и 0,1 мг/л хромата свинца.

Бигалиев А.Б. (1979) отмечал, что концентрации хроматов оказались более мутагенными, чем трехвалентные соединения хрома. Этот же автор считал, что чем выше валентность соединений хрома, тем больше генетических последствий можно ожидать. В нашем случае токсичность хрома проявляется при непосредственном контакте с тканями, например в жабрах дрейссены, при этом, возможно, происходит частичное растворение тонкодисперсных хроматов и высвобождается шестивалентный хром, который оказывает непосредственное действие на живые клетки.

Другие исследователи, отмечали, что более сильным мутагенным действием обладают трехвалентные соединения хрома (Гольдблатт, 1960). При использовании лейкоцитов человека как тест - системы установлено (Nakamura, 1978), что цитогенетическая активность соединений хрома уменьшается в следующем порядке:

К2Сг207 > К2СЮ4 > Сг(СН3СОО)3 > Cr(N03)3 > СгС13.

Учитывая наши данные по токсическому и генотоксическому действию нерастворимых хроматов на чувствительные показатели гидробионтов, входящих в модельную пищевую цепь, можно придти к выводу, что существует таксономичная и химическая специфичность действия этих соединений на гидробионтов.

По нашим данным, концентрация взвеси тонкодисперсных хроматов 0,25 мг/л оказывает на дафний достаточно сильное токсическое действие, которое влияет на деформацию карапакса, работу грудных ножек, питание, эмбриогенез, плодовитость. Особой токсичностью отличается хромат цинка.

В более низкой концентрации, 0,1 мг/л, токсическое действие проявляется на те же признаки, только интенсивность аномалий резко снижена.

При действии на оогенез дрейссены наблюдается та же закономерность, и токсичность тонкодисперсной взвеси хроматов сопоставима с действием на биологические показатели дафний.

Под влиянием взвеси тонкодисперсных частиц нерастворимых хроматов нарушается выживаемость и оогенез у рыб (Brachydanio rerio), но более сильное токсическое действие взвесь тонкодисперсных хроматов оказывает на оогенез дрейссены, а не оогенез рыб. Поражение под влиянием тонкодисперсной взвеси хроматов выразились в подавлении протоплазматического и трофоплазматического роста, в уменьшении числа генеративных клеток, в уменьшении размера ооцитов в период вителлогенеза, в большем разнообразии структурных нарушений ооцитов.

Так же неоднозначно проявилось генотоксическое действие взвешенных тонкодисперсных хроматов на структуру политенных хромосом у личинок хирономид.

В самой высокой концентрации 0,25 мг/л генотоксическое действие проявилось наиболее выражено на уровне хромосомных аберраций (нарушение пуфинга, пуфы ярко окрашены). В концентрации хромата свинца 0,1 мг/л генотоксическое влияние на структуру хромосом проявилось в том, что у Ch. plumosus отмечено "расплавление" конца II хромосомы, раздвоение IV хромосомы, а у Ch. thummi - деспирализация хромосом.

- 129В каждой таксономической группе: ракообразные, моллюски, личинки хирономид, рыбы - существуют свои закономерности по токсикорезистентности к взвешенным частицам тонкодисперсным хроматов.

Во всяком случае, принципы токсического и генотоксического действия тонкодисперсных хроматов сходны между собой в различных токсаномических группах гидробионтов, и они совпадают с принципами действия шестивалентного хрома. Видимо, хром является основным тяжелым металлом, определяющим токсичность тонкодисперсных взвешенных частиц нерастворимых хроматов.

Попадание в водоем твердых взвешенных частиц нерастворимых хроматов так же опасно, как и попадание шестивалентного хрома. Эти соединения оказывают отрицательное воздействие на организмы-фильтраторы даже при концентрации 0,25 мг/л, не говоря уже о больших концентрациях взвеси. От токсического воздействия такой взвеси сокращается продолжительность жизни гидробионтов, нарушаются генеративные показатели, проявляется генотоксичность. Все это свидетельствует о необходимости строгого регламентирования попадания тонкодисперсных частиц хроматов в наши водоемы, а, лучше, к запрещению сбрасывания в водоемы сточных вод, содержащих тонкодисперсную взвесь хроматов.

Изученные нами биологические показатели: оогенез дрейссены и Brachydanio, мутагенез политенных хромосом личинок хирономид могут быть использованы для биотестирования не только тонкодисперсных хроматов, но и других взвешенных токсичных веществ, в том числе и в промышленных сточных водах. При этом оценивается токсическое действие не только соединений хрома, но и других тяжелых металлов, образующих соли хроматов. Нами впервые ставится вопрос о эколого рыбохозяйственном нормировании токсичной взвеси веществ. При этом ПДК или ОБУВ, определяется не на ионную форму химического соединения, а на вещество в целом.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Баньков, Валерий Семенович, Москва

1. Агаджанян Н.А. Скальный А.В. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека. М.: КМК, 2001.- 83 с.

2. Айзенштадт Т.Б. Цитология оогенеза. М.: 1984. 428 с.

3. Айла Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. Т.1. 1987. 295 с.

4. Балаба В.И. Светличная Т.В. К вопросу об использовании рыбохозяйственных нормативов при оценке экологической безопасности освоения морских нефтегазовых месторождений// Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа. 2003. - № 2. - С. 44-48

5. Беляева JI.H. Клиника профессиональной интоксикации соединениями хрома и течение ее после прекращения контакта с хромом// Медицина. 1962.С. 245-250.

6. Бигалиев А.Б. Оценка генетической опасности солей тяжелых металлов (на примере хрома) как промышленных загрязнителей окружающей среды// Автореф. дисс. доктора мед. наук. М. 1979. 28 с.

7. Бигалиев А.Б., Елемесова M.LLL, Бигалиева Р.К. Хромосомные аберрации в соматических клетках млекопитающих, вызванные соединениями хрома// Цитология и генетика. Т. 10. №3. 1976. С.222 224.

8. Бигалиев А.Б., Елемесова М.Ш., Шпак Н. Действие солей хрома на хромосомы крыс// сб. Вопросы экспериментальной и клинической медицины. 1973. С. 30 32.

9. Бигалиев А.Б., Туребаев М.Н. Культура клеток как тест-система для исследования потенциальной мутагенной активности промышленных загрязнителей// сб. Генетические последствия загрязнения окружающей среды. 1977. 146 с.

10. Бигалиев А.Б., Туребаев М.Н. Цитогенетическое исследование in vivo мутагенных свойств соединений хрома// В кн.: Генетические последствия загрязнения окружающей среды. М.: Наука. 1977.С.173- 177.

11. Брагинский Л.П. Пестициды и жизнь водоемов. Киев: Наукова думка. 1972. 226 с.

12. Брагинский Л.П. Реакции пресноводного фито-зоопланктона на воздействие пестицидов// Изв. АН СССР. сер. биологич. №4. 1979. С. 599600.

13. Брагинский Л.П., Величко И.М., Щербань Э.П. Пресноводный планктон в токсической среде. Киев: Наукова думка, 1987. 178 с.

14. Бухарицин П. И. Характеристика качества вод низовьев Волги и Северного Каспия// Водные ресурсы. МГУ " 1 .Ежегодник качества морских вод по гидрохимическим показателям за 1989 г. Обнинск. ВНИИГМИ-МЦЦ, 1990, 279 с.

15. Васильев Ю.М., Гельфард И.М. Взаимодействие нормальных и неопластических клеток со средой. М.: Наука. 1981.220 с.

16. Величко И.М. О физиологической активности некоторых ионов по отношению Microcystis// Цветение воды. Т. 2. 1968. С. 17 19.

17. Властов Б.В., Качанова А.А. Диагноз пола у живых дрейссен и некоторые данные по половому циклу у этого моллюска// Зоологический журнал. Т. 38. Вып. 7. 1959. С. 991 1004.

18. Войнар А.О. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. Пищевая пром. 1953. 375 с.

19. Вредные вещества в промышленности. Органические вещества. Справочник. JL: Химия, 1985, 460 с.

20. Гальперина Г.Е., Львова-Качанова А.А. Некоторые особенности размножения Dreissena polymorpha polymorpha и D. polymorpha andrusovi// Комплексные исследования Каспийского моря. Вып.З. 1972. С. 61 72.

21. Гордеев В.В., Лисицын А.П. Микроэлементы// В кн: Химия океана. М. 1978. С. 33 -35.

22. Грушко Я.М. Вредные неорганические вещества в промышленных сточных водах// Химия. 1979. С. 138 142.

23. Грушко Я.М. Соединения хрома и профилактика отравлений ими. М.: Медицина. 1964. 272 с.

24. Грушко Я.М. Ядовитые металлы и их неорганические соединения в промышленных сточных водах// Медицина. 1972. С.138 145.

25. Грушко Я.М., Желвакова Л.Н. Вопросы градостроительства в связи с медико-географическими особенностями района// В кн: Влияние хрома и других химических веществ на организм человека и животных. Алма-Ата. 1969. С.34-37.

26. Движков П.П., Федорова В.И. О бластомогенных свойствах окиси хрома // Вопросы онкологии. № 11. 1967. С.57 62.

27. Жадин В.И. Моллюски пресных и солоноватых вод СССР. М Л.: АН СССР. 1952. 376 с.

28. Зарубин С.Л., Цветков И. Л., Урванцева Г.А., Шляпникова Н.А. Исследование индуцированной резистентности Daphnia magna к длительному воздействию хлорида хрома// Биолог. Исслед. в Ярославск. гос. ун-те. Конф. 29 ноября, 1996. С 70 71.

29. Израэль Ю.А. Антропогенная экология океана. Л.: Гидрометеоиздат. 1989. 529 с.

30. Исакова Е.Ф., Колосова Л.В. Проведение токсикологических исследований на дафниях // сб. Методы биотестирования качества водной среды. М.: МГУ. 1989. С. 1 17.

31. Казанский Б.Н. Особенности функции яичника и гипофиза у рыб с порционным икрометанием // Тр-ды лаб. основ рыб-ва. Т.2. 1949. С.64 120.

32. Карпевич А.Ф. Приспособленность обмена дрейссены северного Каспия к изменению солевого режима // Зоол. ж. Т.26. №4. 1947. С.331 — 338.

33. Кикнадзе И.И., Андреева Е.Н. Кариофонд голарктической хирономиды Glyptotendipes barbipes // Цитология. Т.40. № 10. 1998. С. 900 912.

34. Кикнадзе И.И., Голыгина В.В. Внутрипопуляционная дифференциация цитогенетической структуры у видов рода Chironomus // Генетика. Т.35. №г 3. 1999. С. 322-328.

35. Кикнадзе И.И., Колесников Н.Н., Лопатин О.Е. Хирономус Chironomus thummi Kieff (лабораторная культура) // Объекты биологии развития. М.: АН СССР.1975. С. 95- 125.

36. Климахин. Н.А. Некоторые итоги и ближайшие задачи изучения хрома в биосфере Актюбинской области // В кн.: Влияние хрома и других химических веществ на организм человека и животных. Алма-Ата. 1979. С.56 — 58.

37. Ковальчук А., Брень Н. Содержание тяжелых металлов в тканях• организмов из бассейна Тисы // Наук. BicH. Ужгор. ун-ту. № 6. 1999. С. 70 -74.

38. Кокуричева М.П. О применении гистологического изучения органов и тканей рыб в водной токсикологии // Изв. Госниорх. Т.98. 1974. С. 112 125.

39. Конь И.Я. Хром и его соединения // М.: Центр международных проектов ГКНТ. 1984. 43 с.

40. Корсак М.Н. Воздействие цинка, хрома, кадмия на некоторыефункциональные и структурные показатели фитопланктона ибактериопланктона//Автореф. дисс. канд. биол. наук. М.: МГУ. 1976. 32 с.

41. Кудинский О.Ю., Костылев Э.Ф., Черниева О.Ф. Изменения в гонадах черноморской мидии// Промысловые двустворчатые моллюски мидии. Л.: 1979. 241с.

42. Кунин A.M. Воздействие шестивалентного и трехвалентного хрома на представительных гидробионтов модельной пищевой цепи// Тез. докл. на конф. «Проблемы гидроэкологии на рубеже веков». С.П.: Зоол. ин-т РАН,2000. С. 228-229.

43. Кунин A.M. Хромосомные аберрации личинок хирономид в растворах бихромата калия и азотнокислого хрома// Тез. докл. на конф. «Водные экосистемы и организмы-2». М.: МГУ, 2000. С. 51.

44. Ларин В.Е. Сравнительное исследование токсического воздействия на модельные популяции и сообщества организмов зоопланктона// Автореф. дисс. канд. биол. наук. М.: МГУ. 1994. 28 с.

45. Лебедева Л.И., Карташева Н.В. Структура и численность зоопланктона

46. Рыбинского водохранилища в зависимости от концентраций соединенийцинка и хрома// Гидробиологический журнал. Т. 17. №2. 1981. С.76 82.

47. Лебедева Л.И., Карташева Н.В. Влияние цинка и хрома на сообщество Rotatoria Рыбинского водохранилища// Биологические науки. №6. 1979. С. 27-32.

48. Левина Э.Н. О значении валентности для токсичности металлов// В кн.: Вопросы общей и частной промышленной токсикологии. Л.: Медицина.1965. С. 37-51.

49. Лесников Л.А., Мосиенко Т.К. Приемы биоиндикации при текущем надзоре за загрязненностью водных объектов и выявлении превышения их ассимилирующей способности// Методические указания. С П. 1992. 27 с.

50. Линник П.Н. Содержание и формы миграции хрома в воде водохранилищ Днепра и Днепропетровске Бугского лимана// Гидробиологический журнал. Т. 30. № 2. 1994. С. 97 - 104.

51. Линник П.Н., Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах// Л.: Гидрометеоиздат. 1986. С. 207 -211.

52. Львова А.А., Макарова Г.Е. Гаметогенез, репродуктивный цикл// В кн.: Дрейссена. М.: Наука. 1994. С. 138 149.

53. Львова А.А., Макарова Г.Е. Исследование репродуктивного цикла дрейссены// В кн.: Методы изучения двустворчатых моллюсков. Л. 1990. С. 101 121.

54. Макгрегор Г., Варли Дж. Методы работы с хромосомами животных// М.: Мир. 1986. С. 111-121.

55. Макеева А.П. Эмбриология рыб. М.: МГУ. 1992. 216 с.

56. Методические указания по установлению эколого-рыбохозяйственных нормативов ПДК и ОБУВ загрязняющих веществ для воды, водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение//М. ВНИРО, 1998. 91 с.

57. Михайлова Параскева. Политенные хромосомы представителей разных подсемейств семейства Chironomidae// Нац. научно — техн. конф. по лесозащите, София, 30 марта, 1993. С. 50 54.

58. Михеев М.И. Хром и его соединения// Л.: Химия. Т.З. 1977. С.486 -494.

59. Морозов Н.П. Некоторые итоги биохимических исследований тяжелых и переходных металлов// Всесоюзн. Сов. "Проблемы охраны морской среды". 1977. С. 40-43.

60. Морозов Н.П., Демина Л.Л., Соколова Л.М. Переходные и тяжелые металлы в воде и гидробионтах Балтийского бассейна// Труды ВНИРО. Т. 100. 1974. С. 32-37.

61. Мур Дж.В., Рамамурти С. Хром. Химические свойства//В кн.: Тяжелые металлы в природных водах. М.: Мир. 1987. С.72 87.

62. Напалков Н.П. (ред.) Общая онкология. Л.: Медицина. 1989. 646 с.

63. Никаноров A.M., Жулидов А.В. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. Л.: Гидрометеоиздат. 1991. 210 с.

64. Никаноров A.M., Жулидов А.В., Покаржевский А.Д. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. Л.: Гидрометеоиздат. 1985. 144 с.

65. Новиков B.C. Программированная клеточная гибель. С.Пб. Наука. 276 с.

66. Носов В.Н., Корсак М.Н., Сироткина Н.В. Влияние цинка и хрома на фитопланктон//Гидробиологический журнал. Т.17. Вып. 4. 1981. С.83 86.

67. Патин С.А. Рыбохозяйственное нормирование качества водной среды// сб. научн. тр. ВНИРО. Т.42. 1988. С.5 18.

68. Патин С.А. Нефть и экология континентального шельфа. М.: ВНИРО. 2001.-247 с.

69. Патин С.А. Экологические проблемы освоения нефтегазовых ресурсов морского шельфа. М.: ВНИРО, 1997. - 350 с.

70. Патин С.А., Морозов Н.П., Буянов Н.И. Содержание и распределение микроэлементов в пресноводных рыбах Верхне Туломского водохранилища//Труды ВНИРО. Т. 100. 1974. С. 51-54.

71. Патин С.А., Морозов Н.П. Микроэлементы в морских организмах и экосистемах. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1981. 156 с.

72. Пашин Ю.В., Козаченко В.И. Мутагенная активность соединений хрома//Гигиена и санитария. № 5. 1981. С. 46-49.

73. Пашин Ю.В., Козаченко В.И. Химические мутагены окружающей среды. М.: 1983. 138 с.

74. Подколозин А.А. Гуревич К.Г. Действие биологически активных веществ в малых дозах. М.: КМК. 2002. 170 с.

75. Покровская JI.B., Шабынина Н.К. О канцерогенной опасности на производстве хромовых ферросплавов// Гигиена труда и профзаболевания. № 10. 1973. С. 23-36.

76. Полуконова Н.В. Изучение кариофондов видов Chironomus саратовских популяций первый этап в проведении хромосомного мониторинга// Докл. На 6 Всерос. симпоз. диптерологов. С.П., 21-25 апр. 1997. С. 101-102.

77. Правила охраны поверхностных вод (типовые положения). М.:1991.-35 с

78. Рапопорт И.А., Дроздовская J1.H., Иваницкая Е.А. Вызванные бромом новые пуффы и модификационная локализация гена// Генетика. Т. 7. №8. 1971. С. 57-64.

79. Ромейс Б. Микроскопическая техника. М.: Изд-во иностран. литературы. 1954. 718 с.

80. Рощин А.В. К вопросу о судьбе хрома в организме// Гигиена труда и профзаболевания. № 9. 1982. С. 14-17.

81. Рощин А.В. Токсикология металлов и профилактика профессиональных отравлений // Журнал Всесоюз. хим. общ. им. Д.И. Менделеева. №19. 1974. С.186- 192.

82. Саркисов Д.С., Петров Ю.Л. Микроскопическая техника// М.: Медицина. 1996. 543 с.

83. Симаков Ю.Г., Кунин A.M. Влияние бихромата калия и трехвалентного хрома на политенные хромосомы личинок хирономид//

84. Материалы Конф. Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия. М.: МГТА, 2000. Вып.5.- С.230 -231.

85. Симаков Ю.Г., Кунин A.M. Влияние шестивалентного и трехвалентного хрома на оогенез дрейссены (Dreissena polymorpha)// Материалы Конф. Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия. М.: МГТА, 2000. Вып.5. С. 216 217.

86. Симаков Ю.Г., Никифоров-Никишин A.JL, Кузнецова И.Б. Биотестирование токсичности соединений в водной среде на политенных хромосомах хирономид// Экспериментальная водная токсикология. Вып. 14. 1990. С. 246-250.

87. Тарусов B.C. (ред). Канцерогенные вещества. Справочник. М.: Медицина, 1987. 146 с.

88. Травкина Г.Л. Некоторые данные о динамике развития ооцитов и роли гонадотропинов гипофиза в ее регуляции у ерша // Экологическая пластичность половых циклов и размножения рыб. JI. 1975. С. 66 — 72.

89. Троп Ф.С., Сигова Н.В. К токсичности соединений трехвалентного хрома// В сб.: Влияние хрома и других химических веществ на организм человека и животных. Алма-Ата. 1969. С. 19 24.

90. Туребеков А.А. Некоторые показатели иммунитета кроликов при отравлении трехвалентным хромом// В сб.: Влияние хрома и других химических веществ на организм человека и животных. Алма-Ата. 1969. С. 17 -27.

91. Федий С.П., Мисюра А.В. Влияние промышленных сточных вод на видовой состав, численность и биомассу фитопланктона пресных водоемов //М.: Наука. 1975. С. 85-88.

92. Феклов Ю.А., Полиня А.В. Гистологические и гематологические анализы рыб при разработке ПДК буровых растворов// Международн. научн. конференция «Новые технологии в защите биоразнообразия в водных экосистемах», М., 2002. С. 187.

93. Филенко О.Ф. Токсикология. Черноголовка. 1989. 155 с.

94. Хоботьев В.Г. Накопление водорослями меди из медьсодержащих соединений и влияние этого процесса на их солевой обмен// Гидробиолог, ж. Т. 12. Вып.1. 1976. С. 42-46.

95. Хоботьев В.Г. Детоксикация вод, содержащих тяжелые металлы, хлорококковыми водорослями// В сб.: Биологическое самоочищение и формирование качества воды. М.: Наука. 1975. С. 111 — 114.

96. Шабанова О.М. Спектральное исследование содержания хрома в некоторых органах экспериментальных животных при хромовой интоксикации// Труды 5-йнаучной сессии. Алма-Ата. 1966. С. 9 11.

97. Шобанов Н.А. Кариотип Chironomus fraternus Wulker из бассейна Рыбинского водохранилища// Цитология. Т. 41. № 7. 1999. С. 641 646.

98. Abessa Demis M.S., Sousa Eduinety. Use of the burrowing amphipod Fiburonella viscana as a tool in marine sediments contamination assessment // Braz. Arch. Biol, and Fechn. V. 41. № 2. 1998. P.225 230.

99. Adel Layed, Ferry Norman. Phyto accumulation of trace elements by wetland plants //Environ. Qual. V. 27. № 3. 1998. P. 715 - 721.

100. Anderson B.G. Sublethal effects of zinc and municipal effluents on larvae of the red abalone Haliotis rufescens// Mar. Biol. V. 78. 1948. P. 545 553.

101. Bandoum M.F. Acute toxicity of various metals of freshwaters zooplankton// Bui. Environ. Contam and Toxicol. V. 12. № 6.1974. P. 410 416.

102. Beerman W. Ein Balbiani Ring als locus einer Speicheldrusen - mutation// Chromosoma. V.12/ 1961. P.l -25.

103. Beiras R., His E. Effects of storage temperature and duration on toxicity of sediments assessed by Crassostrea gigas oyster embryo bioassay// Environ. Toxicol, and Chem. V. 17. № 10. 1998. P. 2100 2105.

104. Belabed W., Kestali N., Semsari S. Evaluation de la toxicite de quel ques metaux lourds a laide dutest daphnie// Tech, sei, meth. № 6. 1994. P. 331 335.

105. Bervoets L., Romero A. M., Andre. Trace metal levels in chironomid larvae and sediments from a Bolivian rive// Ecotoxicol : and Environ. Safety. V. 41. № 3. 1998.

106. Borman E. Zur intracellulare Kuplerrachweis mit Swermetallkomplex bildener// Arch. Mikrobiol. № 52. 1965. P. 11 17.

107. Borowicz В., P. Isolation of the DNA fragment reflecting the open reading frame 1 of 1 18 gene of Chironomus tontines by the polymerize chain reaction// Pr. auk. Instate, ochre, rose. V. 36. № 1.1996. P.69 - 76.

108. Brian D., Hassle K. Loss of cell potassium by Chloral vulgarize after contact with toxic amounts of copper sulfate// Physical. Plant. V. 18. № 4. 1965. P. 76 -84.

109. Buikema A.L. Evaluation of Philodina acuticornis (Rotifera) as a bioassay organism for heavy metals// Water Resources Bulletin. № 10. 1974. P. 648 666.

110. Calabrese A.R., Collier, and J.R. Macines. The Toxicity of heavy metals to embryos of the American oyster Crassostrea virginica// Marine Biology. V.18. 1973. P.162- 166.

111. Campbell, H. J. The effect ofsiltation from gold dredging on the survival of rainbow trout and eyed eggs in Powder River. 1954 Oregon. Bull. Ore. St. Game Commit (Processed).

112. Claxton L.D. Genotoxicity of industrial wastes end effluents// Environ, and Mol. Mutagenes. V. 29. № 28. 1997. P.l 60.

113. Dalen J.Jna E., Soldal F.V.,Saetre R. Seismiske undersokelser til havs// Fisken og Havet. -1996. N9.-26 p.

114. Doudoroff В., Katz S. Measures taken against water pollution in the Kraft pulp and paper industry// Pure appl. chemistry, V.7. № 25. 1953. P. 802 804.

115. Dowdenet B.F., Bennet H.J. Control of spillage of hazardous polluting substances// Program 1509. Depart, of interior Teder. water qual. admin., Wash, 1965. P.1308 1314.

116. Feller C., Newman H. Toxicity experiments with fish in reference to trade waste pollution//Frans. Amer. fish. soc. V. 7. № 100. 1951. P. 241 -259.

117. Fraenckel S. Die Arzneimittelsynthese auf grundlagen der Bezieungen Zwischen chemischen// Aufban und Wirkung. Berlin, 1928.

118. Frank H. Robertson J. The influence of salinity on toxicity of cadmium and chromium to the blue crab, Callinectes sapidus// Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. V.21. 1979. P.74 78.

119. Gammon, J. R. The effect of inorganic sediment on stream biota// Environmental Protection Agency, Wat. Pollut. Control Res. Ser., Wash. 1970)(18050 DW С 12-70).

120. Gangmark, H A., Broad, R. D. Further observations on stream survival of king salmon spawn// Calif. Fish Game 1956 42, 37-49.

121. Gangmark, H. A., Bakkala, R. C. A comparative study of unstable and stable (artificial channel) spawning streams for incubating king salmon at Mill Crее// Calif. Fish Game 1960, 46, 151-164

122. GESAMP. Impact of oil and related chemicals and the marine environment. GESAMP. Reports and Studies № 50 . London IMO, 1993. P. 180

123. GESAMP. Review of potentially harmful substances, carcinogens // GESAMP Reports and Studies No.46. Geneva: WHO, 1991. - 57 p.

124. Herbert, D. W. M. And Merkens, J. C. The effect of suspended mineral solids on the survival of trout// Int. J. Air Wat. Poll. 1961, 5, 46-55

125. Herbert, D. W. M. And Richards, J. M. The growth and survival offish in some suspensions of solids of industrial origin// Int. J. Air Wat. Poll. 1963, 1, 297302

126. Herbert, D. W. M. And Wakeford, A. C. The effect of calcium sulphate on the survival of rainbow trout. Wat. Waste Treatm. J. 1962, 8, 608-609.

127. Hirvenoja M., Michailova P. The Karyotipe and morphology of Chironomus brevidentatus sp. n // Entomol., fenn. V. 9. № 4. 1998. P. 225 236.

128. Hudson L.A., Ciborowski J.J. Chironomid larvae as monitors of sediment toxicity and genotoxicity // 37 th Conf. Int. Assoc. Great Lares Res. And Estuarine Res. Fed. Windsor, June 5-9, 1994: Program and Abstr. P. 55 56.

129. Hungerford D.A. Leukocytes cultured from small inoculate of whole blood and preparation of metaphase chromosomes by treatment with hypotonic KCL // Stain Technol., V. 40. № 6. 1965. P. 333 340.

130. Hynes, H. B. N. The ecology of flowing waters in relation to management. J. Wat. Poll. Control Fed. 1970, 42 (3), 418-424.

131. Kemp, H. A. Soil pollution in the Potomac River basin. J. Am. Wat. Wks Ass. 1949,41, 792-796.

132. Kidwai S., Ahmed M. Heavy metal bioassays on selected fauna from the Karachi coast // J. Zool. V. 31.№ 2. 1999. P. 147 157.

133. Lande E. Heavy metal pollution in Frondheimsfjorden, Norway, and the recorded effectson the fauna and flora // Environmental Pollution. V.12. 1977. P. 187 197.

134. Lehmann M. Biotest Stand und Entwicklung : Mutagenitat systeme // Schriftern. Ver. Wasser - Boden - und Lufthyg. № 57. 1984. S. 119 — 126.

135. Lencione V. Chironomidi: Importanti Sentinelle ecologiche // Natura alp. V. 48. №3. 1997. S. 275-283.

136. Lewis, K. The effect of suspended coal particles on the life forms of the aquatic moss Ewhynchium ripariodus (Hedw.) 1. The gametophyte plant// Freshwat. Biol. 1973, 3 (73), 251-257.

137. Lloyd R. The toxicity of zinc sulphate to rainbow trout// Ann. appl. Biol. 1960, 48, -84.

138. Lofroth G., Ames B.N. Environmental Mutagen. Society // Annual Meeting Colorado Spring. 1977. Abst. Aa- 1.

139. Matsui S., Sasaki M. Differential staining of nucleolus organizers in mammalian chromosomes // Nature. 1973. P. 148 150.

140. Mearns A.S. Chromium effects on coastal organism // Journal WPCF. V.48. № 8. 1976. P. 1929- 1939.

141. Melera J. Chamber for holding aquatic micro in vertebrates during toxicity test in a flouthrough diluter System // Progr. Fish -Cult. V. 8. № 4. 1963. P.444-457.

142. Michailova P., Petrova N., Ramella L. Cytogenetic characteristics of a population of Chironomus riparius from a polluted Po river station // Genetica. V. 98. №2. 1996. P. 161 178.

143. Moorhead P.S. Chromosome preparations of a leukocytes cultured from human peripheral blood // Exptl. Cell Res. V. 20. 1960. P. 613 -617.

144. Muncy, R. J. Life history of the yellow perch Perca flavescens in estuarine waters of Severn River, a tributary of Chesapeake Bay. Maryland, Chesapeake Sri. 1962,3. 143-159.

145. Neave, F.Natural propagation of chum salmon in a coastal stream. Prog. Rep. Pacif. Cst. Stns PRP. 1947, 70, p.20-21.

146. Pankow J.F. Analysis of chromium traces in the aquatic ecosystem. 2 A study of Cr (III) and Cr (VI)in the Susquehanna River basin of New York and Pennsylvania // The science of the Total Environment. V. 7. 1977. P. 17 26.

147. Peters. J. C. Effects on a trout stream of sediment from agricultural practices// J. Wildl. Mgmt 1957, 31 (4), 805-812.

148. Petrilli F.L., Floras. Radiological, chemical, and biological evaluations of site opretations at Hanford Washington // Can. Tech. Rep. Fish. Aquat. Sci. V.54. 1978. P.139-141.

149. Pfeiffer W.C., Fiszman M. Fate of chromium in a tributary of the Jraja River, Rio de Janeiro // Environmental Pollution (Series B) V.i. 1980. P. 117 -126.

150. Pickering Q.H., Henderson W. Air an Water Pollution // International journal. V.10. 1966. P.453-463.

151. Placido D, Broods Andrew. Zebra mussels wastes and concentrations of heavy metals on shipwrecks in western Lake Erie // J. Great Lakes Res. V. 25. №2. 1999. P. 330-338.

152. Qixing L. Combined chromium and phenol in a marine prawn fishery // Bull. Environ. Contam. and Toxicol. V. 62. № 4. 1999. P. 476 482.

153. Reich D.J., Piltz F.M., Word J.Q. The effect of heavy metals on laboratory populations of two polychates with comparisons to the waters quality conditions and standards in southern California marine waters // Water Research. V.10. 1976. P.299-302.

154. Renhwoldt R.L., Lacko L. The acute toxicity of some heavy metal ions toward benthic organisms // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. V.10. 1973. P.291 -294.

155. Robertson. M. The effects of suspended materials on the reproductive rate of Daphnia magna//Publ. Inst. Mar. Sci. Univ. Tex. 1957, 4, 265-277.

156. Salomons W., Mook W.G. Trace metal concentrations in estuarine sediments: mobilization mixing or precipation // Netherlands journal of sea Research. V.ll. 1977. P.l 19 129.

157. Samecka Cymerman A., Kempers A.J. Bioindication of heavy metals by Mimulus guttatus from the Czeska Struge stream in the Karkonosze Mountains, Poland // Bull. Environ. Contam and Toxicol. V. 63. № 1. 1999. P. 65 - 72.

158. Simaika, Y. M. The suspended matter in the Nile. Phys. Dep. Pap., Cairo W 1940, №4. P. 43-48.

159. Sivalingam P.M. Biodeposited trace metals and mineral content studies of some tropical marine algae // Botanica Marine. V.21. 1995. P.327 330.

160. Smith C., lloyd 1., J.R., Kramer., R. and Mcleod, J. C. Effects of pulpwood fibres on fathead minnows and walleye fingerlings// J. Wat. Pollut. Control Fed., 1965, 37(1), 130-140.

161. Song Ki Hoon, Breslin Vincent T. Accumulation and transport of sediment metals by the vertically migrating opossum shrimp // J. Great Lakes Res. V. 25.№3. 1999. P. 429-442.

162. Sudo R. and Aiba S. Effect of copper and hexavallent chromium on the specific growth rate of ciliata isolated from activated sludge // Water Research. V. 7. 1973. P. 1301 1307.

163. Swenson, W. A. And Matson, M. L. Influence of turbidity on survival, growthand distribution of larval lake herrings (Coregonus anedii). Trans. Am. Fish. Soc. 1976, 4, 541-545.

164. Todorova J. Cytotoxomic variability of Chironomus riporins from antropogenically influenced region in Bulgaria// Asta zool. Bulg.-2000 52, №2. -p 13-24.

165. Tomasik P. Magadza C. Metal interaction in biological systems // Water , Air and Soil Pollut. V. 82. №3. 1995. P. 695-711.

166. Uma D. V., Prabhakara R. J. Tolerance and respiration a fouling dreissinid bivalve Mytilopsis sallei exposed to chromium at different Salinites // Indian J. Mar. Sei. V. 28. № 4. 1999. P. 413-415.

167. Van der Putte. Effect of pH on the acute toxicity of hexavalent chromium to rainbouw trout // Aquatic Toxicology. V.l. 1982. P. 129 142.

168. Ward, H. B. Placer mining in the Rogue River, Oregon, in its relation to the fish and fishing in that stream// Bull. Ore. Dep. Geol. 1938 10.

169. Wang Wen Xiong, Criscom Sarah B. Bioavailability of Cr (III) and Cr (VI) to marine mussels from solute and particulate pathways // Environ. Sei. and Technol. V. 31. № 2. 1997. P. 603 - 611.

170. Wilber W.G. The impact of urbanization on the distribution of heavy metals in bottom sediments of the Saddle River // Water Resources Bulletin. V.l 5. 1982. P.790 800.

171. Wulker W. Chironomus plumosus Fabricius in fennoscandian reservoirs // Aquat. Insects. V. 18. № 4. 1996. P. 209 221.

172. Wynarovich, E. Erbrutung von Fischeiern im Spriihraum// Arch. Fisch-Wiss. 1959, 13, 179-189.