Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Токсикологические особенности воздействия шестивалентного и трехвалентного хрома на гидробионтов

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Токсикологические особенности воздействия шестивалентного и трехвалентного хрома на гидробионтов"

На правах рукописи

Кункн Алексей Максимович

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО И ТРЕХВАЛЕНТНОГО ХРОМА НА ГИДРОБИОНТОВ

Специальность 03.00.18. - гидробиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

м

Москва 2001

Работа выполнена в Московской государственной технологической академии (МГТА)

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Симаков Ю Г,

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Кузнецов А П.

кандидат биологических наук Николаева Л.Ф.

Ведущая организация:

Всероссийский научно -исследовательский институт пресноводного рыбного хозяйства (ВНИИПРХ)

Защита состоится "4 "¿йодя 2001г. в 16 часов на заседании диссертационного совета ¡К ^2,122.03 при Московской государственной технолог чехсй академии (МГТА) по адресу: 113149,Москва,ул. Еолетг.л.'геясхая, д. 15. ; '

хЪ- ■11

С диссертацией можно ознакомит^*:? р я-збт&гфг}

государственной технологической ак^' ¡«к.: (МГТА)/

- ■ //

Автореферат разослан " "ию^/жю! г/ / //;

Ученый секретарь ,,:

диссертационного совета, (I! / / кандидат бяо логических - г ц !: Ч

:овской

Николаева ИФ.

Общая характеристика работы

■ Актуальность проблемы. Наибольшую потенциальную опасность для окружающей среды представляют такие загрязнители как нефть, тяжелые металлы: ртуть, свинец, кадмий, медь, цинк, хром. Тяжелые металлы (в т.ч. и хром), попадая в водоемы со сточными водами промышленных предприятий, вызывают необратимые изменения природных экосистем (Грушко, 1972; Renhwoldt, 1973; Патин. 1974; Израэль, 1984). Для тяжелых металлов в принципе не существует механизмов самоочищения. Никаноров A.M. и Жулидов А,0,(1991) отмечали, что тяжелые металлы не подвергаются трансформации, как это свойственно органическим соединениям, и, попав в биохимически К цикл, они крайне редко покидают его. В результате этих свойств металлов н вследствие бесконтрольного загрязнения водной среды происходят массовые отравления людей и гибель организмов. Металлы в естественных условиях не разрушаются, а меняют форму нахождения и физико-химическое состояние (Патин, 1988). Изучение восьми металлов (в т.ч. к хрома) выделено Агентством по охране окружающей среды как ;' приоритетное. .. -

. Среди группы тяжелых металлов важное значение придается соединениям _ хрома, которые широко используются в промышленности. Дж.В. Мур и С. Рамамурти (1987) отнесли хром к наиболее опасным загрязняющим веществам водной среды. Загрязнение окружающей среды соединениями хрома может быть потенциально опасно для человека it других биологических видов. Чрезвычайно широкое применение хрома почти во всех отраслях химической, металлургической: промышленности. обусловливает необходимость углубленного изучения его вредного влияния на живые организмы. ^ В настоящее время имеется пятьдесят отраслей промышленности,, где человек контактирует с соединениями хрома. Хром стал в последние десять лет одним из основных факторов, определяющих антропогенный фон загрязнения биосферы (Патин, 1987). К настоящему времени накопились, данные, свидетельствующие о том, что соединения хрома оказывают не только общетоксическое,; но мутагенное (Виталиев, 1977; Пашни, 1981) и канцерогенное действие на человека и животных (Движков, Федорова, 1967). Такое разностороннее вредное действие соединений хрома на организм человека и животных вынуждает предъявлять повышенные требования к уровню его содержания в водоемах (Грушко, 1964).

Вместе с тем в специальных-исследованиях очень часто : говорят о вредности соединений ; хрома,. не разделяя их на трехвалентные и шестивалентные. В литературе имеется мало ■ работ, касающихся гетеровалентных соединений хрома. Оценка токсичности соединений хрома определяется, в основном, по выживаемости биологических объектов, которая - сама ПО себе мрнрр uyi»frriitrTftnt.HUu nrwq-lilTf ч™ ||

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЛУЧПАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. сельскохоз. акэр

эмбриогенез, обеспечивающие дальнейшее существование гидробнонтов на более поздних этапах онтогенеза. " ;

Цель работы: выявление закономерностей токсического воздействия малых концентраций соединений шестивалентного и трехвалентного хрома на представительных животных-гндробионтах модельного биоценоза и - их сравнительный а нал из. Для выполнения поставленной цели необходимо было решить ряд задач:" ' - '

1 Провести сравнительный анализ воздействия соединений Cr44 и Сг+3 на выживаемость, эмбриогенез, плодовитость, качество потомства у дафний как наиболее чувствительные интегрирующие биологические показатели; ,

2 Изучить особенности выживания и влияния бнхромата калия и азотнокислого хрома на оогенез дрейссены.

3 Определить наличие или отсутствие мутагенного эффекта на хромосомном уровне в результате воздействия Cr'6 и Cr13 у личинок хнрономид.

4 Изучить особенности выживания н влияния на оогенез Brachydarúo mío! бихромата калия и азотнокислого хрома.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. Проведен сравнительный анализ токсического и тератогенного действия соединений шестнвалентного и трехвалентного хрома на наиболее чувствительные биологические показатели у Daphnia magna и выявлен парадоксальный эффект действия малых концентраций. Установлена высокая чувствительность к гетеровалентным соединениям хрома у Dreissena polymorphe и Brachydanio rerio при предэародышевом развитии - во время оогенеза. Впервые показано мутагенное действие соеднненнй Сг*й и Cr'3 на пол)ггенные хромосомы личинок хнрономид.; Полученные данные позволили установить высокую токсичность соединений Сг+* н Cr*3, что позволяет по другому относиться к этим соединениям с токсической точки зрения.

Практическая ценность работы. Выявленные наиболее чувствительные показатели (оогенез дрейссены, оогенез Brachydanio reno, изменения в полнтенных хромосомах личинок хнрономид) могут найти применение в биотесгированин, биомоннторниге, при установлении ОБУВ и ПДК для соединений хрома. Предлагается ужесточить контроль за содержанием этих соединений в водоемах. Полученные данные могут быть использованы в учебном процессе при чтении курсов водной токсикологии и гидробиологии.

Выявленный эффект стимуляции процесса оогенеза дрейссены в малых концентрациях, способствующий ее единовременному икрометанию, может быть использован в борьбе с обрастаниями этого вида в водоемах. Дд1Н?5шца.рабо1ы, :

Материалы диссертации докладывались на 6-оЙ Международной научно-практической: конференции "Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия" (Москва, 2000 г., МГТА), на Международной конференции "Водные экосистемы н организмы — 2" (Москва, 2000 г., МГУ), на Международной научной конференции-"Проблемы гндроэколопш на рубеже

веков" (Санкт — Петербург, 2000 г.. Зоологический институт РАН), на научных коллоквиумах кафедры Биоэкологнл к нхтнолопш МГТА (1998 — 2001 г.)

Пубдцкдпкц, По теме диссертащш опубликовано 4-е научные работы.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, основных выводов и приложения. В рукописи 151 страница машинописного текста, 14 таблиц, 5 рисунков. Слисок литературы включает перечень из 168 работ, 64 до которых на иностранных языках.

Глава 1. Обзор литературы

В главе дается критический обзор литературы по токсическому действию шести валентных и трехвалентных соединений хрома. Рассматриваются особенности распространения хрома в природных водах, сравнивается токсическое действие шести- м трехвалентных соединений хрома, приводятся данные по мутагенной активности соединений хрома, полученные на лабораторных млекошгтающих и политенкых хромосомах личинок хирономкд, оценивается действие бихромата и азотнокислого хрома на представительных гидробнонтов модельной пищевой цепи. Отмечена недостаточная изученность токсического действия соединений Сг+6 п Сг+1 на гидробнонтов, а также противоречивость сведений по токсичности этих соединений.

Глава 2. Материал и методика исследований

Представленная работа, выполнена автором экспериментально. Распределение экспериментального материала представлено в таблице 1.

/ Все эксперименты были проведены в трехкратной повторное™. В опытах концентрации токсикантов брались по хрому. Материал подвергался статистической обработке с использованием достоверности разницы средних по критериям Стыодента. Результаты подвергались статистической обработке с использованием достоверности Стьюдента по программе Microsoft - Statgraf ~

В качестве токсикантов мы брали бихромат калия, используемый как эталонный токсикант в одно видовых бнотестах и азотнокислый хром из-за его хорошей растворимости в воде.

"■-'i:-". ;v - ■ '.' Таблица 1

Распределение экспериментального материала.

Объект Материал исследования Основные показатели Количество животных

Дафния Daphnia . magna Straus Взрослые особи второго поколения Выживаемость, аномалия карапакса, работа грудных ножек, наполненне кишечника, эмбриогенез 550

Дрейссена Dreissena polymorphe L. ■ Взрослые животные. Яичник* Выживаемость - гистологические исследования 225 135 ^ (препаратов)

Хирономнды Chironomus plumosus Meig Chironomus thummi Kleff Личинки хпрономнд. Политенные -хромосомы Выживаемость Хромосомные аберрации, пуффин г при метаморфозе 300 135' (препаратов)

Данио Brachydanio rerio Взрослые особи. Яичник Выживаемость гистологические исследования 150 135 (препаратов)

: Одним из тест-объектов токсической оценки соединений Сг6 и Сг+3 была -Daphnia magna. Для каждого вещества исследовались концентрации 1,0, 0,1; 0,01 и 0,001 мг/л. Эти кон центра кип были выбраны нами на основе многочисленных данных, полученных в острых опытах, в которых была установлена ЛК» , вызывающая гибель 50 % дафний (Патин, 1988; Исакова, Колосова, 1989). Опыты сопровождались контрольным вариантом без введения токсиканта. Культивирование дафний в лабораторных условиях проводили : согласно методическим указаниям по установлению эколого - . рыбохозяиствеиных нормативов ПДК и ОБУВ (1998),

Длительность хронических опытов на дафниях составляла 21 сутки. Дафний содержали а химических стаканах объемом 200 мл. В опытные стаканы и контроль помещали по 10 экземпляров 8-суточных дафний. Замену растворов производили два раза в неделю. В хроническом опыте основным» показателями токсического действия соединении шести- н трехвалентного хрома являлись выживаемость дафний, плодовитость и качество потомства.

Для качественной и количественной оценки токсичности соединений хрома намн были взяты показатели т схемы анализа состояния дафний (Лесников, Мосненко, 1992). Это: деформация карапакса, работа грудных ножек (забивание их слизью), тгтание, эмбриогенез дафний.

Питание рачков оценивалось по шкале оценки степени наполнения кишечника (Лесников, Мосиенко, 1992).

Эмбриогенез дафний описывался по шкале развития партеногенетическнх яиц в выводковой камере в норме и патологии (Лесников, Мосиенко, 1992).

При наблюдении за размножением рачков учитывали время рождения первого помета, количество народившейся молоди в каждом помете. Подсчитывали количество рачков с отклонениями в эмбриогенезе.

. - Общее количество народившейся молоди от одной самки отражало величину фактической плодовитости дафний. >

Продолжительность опытов с каждой генерацией определялась временем появления четырех пометов у контрольных дафний, что составляет обычно 21 ■сутки. ..

Определение генотоксичиости соединений хрома проводили на личинках хнрономид. Растворы бихромата калия и азотнокислого хрома приготовлялись в концентрациях: 2,0; 1,0; 0,1; 0,01 и 0,001 мг/л в трех повторностях. Острые опыты проводили в течение 10 дней без добавления грунта.

Наличие в слюнных железах личинок хнрономид политенных хромосом значительно более высокой степени политекии, чем у дрозофшищ, делаетих незаменимым объектом для изучения многих вопросов, связанных со структурой и функционированием хромосом. Пояитеиные хромосомы — интерфазные хромосомы, которые позволяют наблюдать за дифференциальной активностью генов по пуффннгу, Пуффинг- процесс, отражающий в какой-то мере дифференциальную активность генов. Культивирование личинок хирономид в лабораторных условиях проводили • согласно методическим указаниям по установлению эколого-рыбохозяйственных нормативов ПДК и ОБУВ (1998).

^Перед препарированием слюнных желез личинку отмывали от ила и обсушивали фильтровальной бумагой. Личинку помещали на чистое предметное стекло и у нее отделяли головную часть вместе с передней частью кишечника н слюнными железами. Слюнные железы имеют вид прозрачных крупных образований размером 1-2 мм. Слюнные железы отделяли от личинки и переносили их на чистое, покрытое желатиновой пленкой предметное стекло, в каплю 0,5 % раствора арсеина в 45%-оЙ уксусной кислоте с помощью пинцета.

■ Продолжительность фиксации в 45%-ноЙ уксусной кислоте составляла 1015 мин. По мере испарения добавляли в каплю свежий фиксатор. Стекло накрывали крышкой от чашки Петри для запнгты от пыли.

* .. Каплю фиксатора с железами,накрывали чистым. покровным'Стеклом. ^Г

>.; Препарат помещали ■ на: лист /фильтровальной -бумаги н ••" промокали -г ; *,- .. выступивший из - под - покровного стекла^' фиксатор!;; вторым' "листом < г ..; фильтровальной бумаги. Надавливали на покровное стекло,"1 не допуская . ;

сдвигов в горизонтальном направлении. :> -; ■. ■ ^ ■>:*■:"' ^ ■'' - '1 '' После раздавливания клеток и получения препаратов хромосом наносили / :

по контуру .покровного стекла: слой лака'для предохранения препарата от,

быстрого высыхания. • ■ . ^ ' ..... , *>• • V; '. : ;^

" : ..Токсическое действие соединений бихромата к азотнокислого хрома на . ' , ; . оогенез моллюсков изучали на дрейссене - ОгеЬБепа ро1утогрЬа. Растворы: . -бихромата калия'и азотнокислого хрома приготовлялись в концентрациях 2,0; -.?■ 1,0; - 0,1; г 0,01 ; и 0,001. мг/л в, трех повторкостях. • Продолж1ггельносгь ^

V . /хронических опытов составила 21суткн. В лабораторных условиях дрейссену

,: . культивировали согласно рекомендациям,- имеющимся в работе Гальпериной Г.Е., ЛьвовоП-Качаиовой А:А. (1972). - - - . ■ : ■ :'

'".'.:■ ^ Для исследования гонад по окончании хронического опыта отбирали по 10 , ,, самок ■ дрейссен нз< каждой концентрации.; Гонады /самок, фиксировали . V * жидкостью Буэна, затем обрабатывали в гистологической проводке, после чего ■ заливали'в ; парафин и резали на микротоме. Срезы толшнноП 5 - 7 мкм ' окрашивали . гемотоксилин-эозином" и - заключали> в : канадский, , бальзам. ■ -. ■ • Применялись стандартные гистологические методики" (Ромейс, 1954; Саркисов

. , иПеров, 1996). • - • = . • •••.. г

у.;: Токсическое действие соединений С г'6 и Сг+3 на оогенез рыб изучали на • ' ВгасЬуёашо гепо. Растворы приготовлялись в концентрациях 2,0; 1,0; 0,1; 0,01 И; 0,001 мг/л. Концентрации устанавливались на основе предварительных острых ., опытов. Продолжительность опытов составляла 14 суток. ;; т.

ВгасЪусЬпю гепо культивировали' в лабораторных' условиях;согласно *,,методическим;, указаниям / по установлению эколого-рыбохозяйсгвениых . V/ нормативов ПДК и ОБУВ (1998). По окончании хронического опыта яичники '. фиксировали в жидкости ; Буэна: в - .течение трех суток,' • подвергали _ ' / V гистологической проводке, затем заливали в парафин и резали на микротоме.'-Срезы толщиной 5 — 7 мкм окрашивали гемотоксил и н-эоз и ном и заключали в '•.ЧГ канадский бальзам (Саркисов; Перов,-1966). Микропрепараты исследовали под / ' / ^/".микроскопом МБИ-3■ при увеличении 40x15 и фотографировали с помощью . 4, I; -. мнкро-фотоустаиовкн на микроскопе МБИ- 18.- . V' : ■ ^ ' . ■■ ■; .1 *,; I ■

^-. 'л'^:/ - V Глава Влияние бихромата калия и азотнокислого хрома на - -

■■. ■'!■; -'V';: ■ V-. Дяфннй V: -."V': / '/'-Ч'.^/^¿¿ц»: ■

В хроническом опыте концентрация: 1,0 мг/л оказала на дафний острое : „ |

V ■/ летальное действие: отмечена 100-процентная гибель рачков. Концентрации 0,1

_ - и 0,01 мг/л являются близкими к мед панно-летальным (выживание составило ; ' -. / соответственно 53,3 % и 50 %). В концентрации 0,001 мг/л выжило 93,3 %

рачков (таблица 2)/.;'; - ,-т '.* .■ ' ■ - .. '■

" ;;;.■' ; •' ' V ."■■'■.'■. Таблица№2

Выживаемость дпфшш в растворах бихромата калия (в % от посадки).

Концентращш вмг/л" контроль 1,0 и 0,1 (л 0,01 и 0,001

выживаемость в% 93,3 о ' 53,3* 3,0 50* 4,13 93,3

'.■'■ Р = 0,05; к» 4; *=2,78; ; * - достоверность разности средних. Данные хронических опытов по . изучению зависимости биологических -показателей дафний от концентрации бихромата показывают, что деформация ■ V карапакса, работа грудных ножек; питание и эмбриогенез, дафний тесно связаны с концентрацией токсиканта: процент аномалий;этих,показателей '■■': .'V■*., уменьшается с уменьшением концентраций (рис 1, 2,3,4).' ' \;;Ч

Рис. 4. Влияние бихромата калня и азотнокислого хрома на % эмбрионов с аномалиями.

Фактическую плодовитость дафнии оценивали по общему количеству народившейся жизнеспособной молоди от одной самки. Продолжительность хронического опыта для каждого поколения составила 21 день. За это время учитывали количество пометов н молоди в каждом помете в контроле и концентрациях 6i[хромата.; Плодовитость исходных дафний увеличивается параллельно с уменьшением концентрации бихромата. Количество молоди, выметанной исходными самками в концентрациях бихромата и в контроле, отличается в 6 — 7 раз. Количество молоди, приходящееся на 1 исходную самку в концентрациях бихромата, было ниже, чем в контроле (таблица 3).

^ : J t. "■ ' * Таблица 3

Плодовитость дафний в бихромате калия и контроле. . . - -

Оцениваемое - : . КОНЦЕНТРАЦИИ i ■ . ' ■

.поколение"< j-.;■ ■ - -Учитываемые пометы,■

Г.- J ■■■ " ' 1,0 м|Ул. "0,1 мг/л 0,01 мг/л 0,001 мг/л контроль

Fисходное. потомства не было.: F\le« 3 F НИ В 13 ' 19 FU-32 F^x-26 г иск" 6 ■ F'mi " 6 V F V«м 20 FU-34 F'e« = 116. F*Bt,= 4 У F Bcx" 132 F\„=I38 Fj«ck =,45

Сумма, молоди от-' исходных ";.' самок •о ~ 70 - ' V- 7° ' . 474

Количество молоди на 1 самку - ■ ■ ' ' о . 1,8 ±0,1 10,3 ±0,2 12,4:1:0,8 15,8 ± 1,4

- г г Диапазон действия • Сг+3, оказывающие! летальное действие па дафнии, находится в пределах от 0,01 до 1,0 мг/л (таблица 4)^ Концентрации 0,01 н \ "1|0; мг/л близки; к меднанно-летальным. В■ концентрации 1,0 мг/л. погибло " *:: 63,3 % особей,: в 0,01 мг/л погибло 60 % рачков. Эти концентрации близки к ' меднанно-летальным. В - концентрации> 0,001: мг/л ■ почти не\проявилось ч ; токсическое действие хрома (выживание составило 96,6 %). Эту концентрацию' ; - . 1 . можно считать максимально допустимой. . .Х;-- ;; ' ^

". ;. ,■■ - . 4 . • ' .'■ ' .т■ ? -ч■/■ ■■ < Таблица4

'■■.' : . ■ Выживаемостьдафннй в растворах азотнокислого хрома (в % от посадки). ■;"'

Концентрации в мг/л . контроль 1,0 td .; о*1 и , 0,0 Г td 0,001 •• '„ ' «i

Выживаемость. в% ■■■■■ i . •- 1 . '.*' , ". *» 93,3 63,3* 4,68 40* 4,41 60*" 3,17 96,6 0,68

Р.™0,05; k и„4; t« ™ 2,78; J * -достоверность разницы средних. ' :

- Данные хронических опытов по изучению>зависимости биологических ■ - показателей дафний от дозы азотнокислого хрома позволяют утверждать, что для четырех , показателей: деформация карапакса, работа грудных ножек,

■■:% питание и эмбриогенез существует обратная зависимость процента аномалий от. концентрации^ токсиканта: с ■ уменьшением концентрации,' аномалии?-( увеличиваются (рис. I;2, 3,4)..........л. • .■ •' ■■■■'..

- , Токсическое действие; Сг+3; на ; плодовитостьу дафний выразилось в'■.>■■ • • снижении плодовИТОСТ11 по сравнению с контролем в; 5 — 6 раз (таблица 5)."; ■ . Количество молоди, .приходящейся на - 1 исходную самку в растворах '^.'Ч азотнокислого хрома, так же ниже в несколько раз по сравнению с контролем ■ / '(таблица 5). V ':." ' "•••' ■■". ■ ; ■..-Л ;' ■ ■."'"'^ //■'■

4 г : С - Выявлена ; еще одна важная закономерность! В отлнчне от растворов ' дихромата в азотнокислом хроме плодовитость исходных дафний уменьшается' ; . с уменьшением концентраций токсиканта (таблица 5).". •..; , ,

О •• - - Таблица 5 >

- .'■■■:::■ Плодовитость дафний в азотнокислом хроме. ;: - *: ! * /

•4 , Оцениваем ^: - КОНЦЕНТРАЦИИ ; 1,

V: поколение - ■ / Учитываемые поколения; • • ■ ;■:

f " ■-. ■'-■ 1,0 мг/л _ . 0,1 мг/л- ; 0,01 мг/л 0,001 мг/л контроль ;

- ■ Р исходное Р«*' «23 Рве*' -22 Рви - " 6 - Рис*' - 9; • Риск' "Мб

■ (кол-во ■'.. Р«*2 "г 17, Р.С*1 =24 Рнех1 =27- : К1, Р«*1-43 Г ! н • -у."

особей) ; Р*с,3 - 20 - ^^ -11 р»^3 "20 : Рве* 132";

Р«/ - 37 р«,4 -22 Рис/-138.

»-С / ; у

Сумма ' **■ -'Г "■''.■■■:*."чг - '■■■ V ; \ 1

молоди от 77 V:"- :'■ -75 . г 9 ; - 474

исходных. ■ ^.' ■11." - -' 1 - I Ч > _ ; % _ - • . V' ' ^ ' ' *

самок - - -* - ■ . . .■

Количестве - • ' .

молоди на 9,2 + 0,28 - 6,6 ±0,23 ; 5,5 ±0,22 1,1 ±0,12" 15,8 ±1.4

1 самку .. .

' ;; - Для нашего ' исследования -важным >;вопросом является;;сравнение ■ ■:■■"'.." токсичности действия на гндробнотов соединений Сг*6 и Сг+5. Уч|1Тывая, что в ' "" трех концентрациях 1,0; 0,01; 0,001 мг/л выживаемость дафний в азотнокислом ■ ' ' V хроме* выше, чем в - бнхромате(таблнца ,-- 2нЗ) (разница статистически' * I'_■" достоверна), можно считать, что азотнокислый хром оказал на выживаемость ,' Г ~" дафний менее токсическое действие,'чем бихромат. ;^ .';. .'Г

■ Оценивая токсическое действие бихромата калия и азотнокислого хрома в 'Ь-; ч на биологические показагтели дафннй, следует отметить," что в концентрации; У- 1,0 мг/л токсическое действие Сг*6 на деформацию карапакса, работу грудных

' ножек,: питание ■ дафний.эмбрногенез ^дафний проявилось " сильнее, чем в ; растворах! азотнокислого - хрома/ * В . концентрации - 0,00мг/л Сг° сильнее „-действовал^ на/эпг.показатели,чем ^бихромат^ калия,'- что указывает, на. ;* проявление парадоксального эффекта , малых- концентраций-трехвалеш-ного ■ хрома (рнс.1, 2, 3. 4), Плодовитость исходных дафний в растворах бихромата-;

- увеличивается ; с. уменьшениемконцентраций,: а ,в азотнокислому хроме, ' наоборот, уменьшается (таблицы 3, 5). ;. : - '■-■.у, V1 Г ■ ■ . ; Г - * 'Г

Глава 4. Влияние шестивалентного и трехвалентного хрома на '; ■'"■■.'■"" выживаемость н гяметогенеэ дрейссемы ОгеЬзепа ро1утогпЬа '..

;; Бихромат калпя-'в:конце11трац11ях -2,0 и 1,0 ;мг/л оказал на дрейссену -

- сильное! токсическое действ не:, в том и другом случае погибла большая часть •' моллюсков (66,7 %), В : концентрациях , 0,1 н 0,01 мг/л гибель' дрейссен-:

; 'составила соответственно 13,4 и 17,3%. В концентрации 0,001 мг/л выживание: : моллюсков было высоким и составило 93,3 % (таблица 6).- л ,; л*-;:' V. . Также проявилось токсическое действие в концентрациях азотнокислого ; хромав В концентрациях 2,0 и 1,0 мг/л гибнет большая часть моллюсков (в том и другом случае 62 %). В концентрациях 0,1; 0,01; 0,001 мг/л в азотнокислом7 ::г хроме выживает большая часть моллюсков от 76,6 до 82,2 % (таблица 6), * V г

;;'Сравненне^токсического действия Сг^, и СгМ показывает,^ что в более ; высоких4 концентрациях 2,0 и; 1,0 мг/л бнхроматтоксичнее азотнокислого хрома, , а в концентрациях 0,1; 0,01 и 0,001С мг/л бихромат, наоборот, по токсическому действию уступает Сг*1, (таблица 6). у ^ - - ; - . - ■

--."Г-- ':.:. !л "•'. Г ' ••' ! •;.. ' Таблицаб • :. . ,:.

" 1 > Выживаемость дренссены под воздействием бихромата и \ - . , . . * * азотнокислого хрома в хроническом опыте (21 день), в %. . . '¡.; ' I

Концентрация ■> вещества в мг/л Среднее значение выживших особей г \ в бихромате калия,;. в % • и.и ' Среднее значение■ выживших особей •. в азотнокислом. , хромей в %

- 2,0 мг/л' ■ 33,3» • 12,8 37,8* * 15,3

- '1,0 мг/л . - ' - 33.3» 12,8 ' 44.5* 13,3

0,1 мг/л / 86,6 • - 0,13 V ■ 76,6* 3,06

0,01 мг/л - "82,2* - - 1,70, : ..-.-.76.7* 5.45

- 0,001 М1Ул :.■.- .. 93,3т - 1.04 ' : 82.2 ■ - 1,70

" контроль ■'■

0,05; к = 4; !я, = 2,78;

достоверность разности средних .

>. В, концентрации 0,00): мг/л - токсическое действие бихромата калия и азотнокислого хрома на оогенез дрёйссеныНе проявилось. Развитие ооцитов в

ацинусах гонады сходно с контролем. Гонады находились в Ш стадии зрелости, '..-; Просветы ацинусов' заполнены крупными; ооцнтамн,/ соединенными, со 1 стенками ацинусов тонким к '"ножками, Ацннусы гонад на""этой' стадии ; ' достигают максимальных размеров. ," 'г _ ; - ^ ' - ' ' ~

т V; - * ß концентрации 0,01 мг/л токсическоедействие шести валентного < и трехвалентного хрома оказало на оогенез дрейссены прямо противоположное .' действие. D бнхромате количество созревших оощггов в ацннусе было в 5 раз . - меньше по сравнению с контролем: в большинстве ацинусов имелось лишь по ' "одному крупному ооцту (в то времянках в контроле отмечено>5 крупных 1 . оощггов).' В ; азотнокислом " хроме,. наоборот/, в- ко к центрацим .0,01 мг/л

проявилось сильное стимулирующее действие на оогенез дрейссены; в каждом . . 'ацннусе количество созревших оощггов было в 3 раза больше по сравнению с''"" *' - контролем (14 ооцитов наацинус, а в контроле 5 ооцитов). . ' : ■

В концентрации 0,1 мг/л в бнхромате калия у 50 %'ооцитов отмечены'- ' : : цитологические^ аберрации,1" выражающиеся;'• в ячеистости структуры: цитоплазмы, распаде ядрышка' в ядре; деформации ооцнта... Такие же . . '-'-'_ цитологические нарушения в морфологии 'ооцитов в концентрации 0,1 мг/л

' "были выявлены у дрейссены при действии азотнокислого хрома. Кроме топ), в . --.. • . этой концентрации в азотнокислом хроме отмечено подавление оогенеза. Это . . v вырази лосьв уменьшении количества созревших ооцитов, В каждом ацннусе имелось по 1 созревшему ооцнту (в контроле таких ооцитов отмечено 5).: '. • U концентрации 1,0 мг/л : , в бнхромате калия . отмечены те же . -. у~ цитологические аберрации,''что и ~ в- концентрации . 0,1 мг/л. В " этой же

концентрации • в азотнокислом хроме обнаружено,' что в гонадах дрейссены . " преобладают мелкие ооцнты, прилегающие большей часгыо своей поверхности ' \ к стенке ацинусов, и ооцнты средних размеров, у которых ядро находится в >; • проксимальной части клетки вблизи стенки ацикуса. В ацинусах нет крупных. ооцитов с ядром в центральной части. На основании сказанного можно считать, - - что развитие оощггов задержалось на стадии протопл&зматнческого роста. ; ' . ;' В концентрации бихромата 2,0 мг/л в гонадах дрейссеныобнаружено V1 резкое сокращение количества созревших ооцитов,- В ацинусах имеется по 1 . крупному ооциту по сравнению;с 5" »контроле. У большинства ооцитов< ■ отмечено нарушение их структуры, выражающееся в изменении формы ооцнта, " ' ' ячеистости цитоплазмы, ее деструкции. . ; . г ;; " .; , " * ■:"'■. . ' :

В азотнокислом хромев концентрации 2,0 мг/л отмечены пустые ацинусы,' . в которых нет ооцитов, а имеются оогонип, не тронувшиеся в рост. Отсутствие - ' i ооштгов на разных фазах развития свидетельствует,-что в этой концентрации^ подавлен не только трофобластический рост, но и протон лазматическнЙ рост " [■'■ оошгтов.. ч--.-. :' .".*?_■ • • •• ' i.-У •-■'-'.■' ■-"-■'■ '■■'" ; ■■- - V ■

; ^ г- Сравнивая-токсическое действие г соединений г. Cr4* и Сг41 • на. оогенез дрейссены, можно прийти к заключению, что в концентрации 0,001 мг/л это Г действие не проявилось; в 0,01 мг/л токсиканты оказали на оогенез дрейссены

прямо противоположное действие: в бнхромате калия в ацннусах количество созревших ооцнтов было в 5 раз меньше нормы, а Сг>} оказал, наоборот, стимулирующее действие на оогенез дрейссены (созревших ооцнтов было в 3 раз больше нормы).

В высоких концентрациях 1.0 и 2,0 мг/л азотнокислый хром оказался токсичнее бихромата калия. В концентрации 1,0 мг/л в азотнокислом хроме у ; ооцнтов был нарушен трофоплазматическнй рост, а в концентрации 2,0 мг/л был нарушен и протоплазматическнй рост ооцнтов.

Глава 5, Влияние бихромата калия к азотнокислого, 1рош ня личинок шрономид

За десять дней экспозиции в растворах бихромата калия было установлено, что к концу опыта в концентрациях 2,0 и 1,0 мг/л выжило 50 % личинок СЫгопотиз рЬмпоздз (таблица 7). Высокая гибель до 40 % отмечена в ■ концентрациях 0,1 и 0,01 мг/л. В, концентрации 0,001 мг/л погибло 30 % - личинок. В контроле отход был небольшой и составил 3 В отношении СЫгопоти$ р1ишо5из можно отметить, что выживание особей этого вида увеличивается с уменьшением концентрации бнхромата калия. '

Ни одна из взятых концентраций бнхромата калия не может считаться максимально допустимой для личинок хнрономид О1.р1ито5и5.

■..'..-> Таблица 7

Выживаемость С1|.р1итозиз под воздействие бихромата и : азотнокислого хрома в остром опыте (10 дней).

Концентрация Среднее значение Среднее значение

вещества в выживших особей выживших особей

мг/л в бнхромате калия, *<1 в азотнокислом 'а

в% хроме, в %

2,0 мг/л 50* 4,6 -

1,0 мг/л ' 50* 4.6 30* 13,07

0,1 мг/л 60* 4.7 48* 7,82

0,01 мг/л 62* 5.2 75 2,04

0.001 мг/л 70* 4,4 87 1,48

контроль 96 96

Р = 0,05; к => 4; I» =" 2,78 ; . * - достоверность разности средних.

Токсичное действие азотнокислого хрома (то же время экспозиции) в концентрациях 1,0 н 0,1 мг/л на личинок Ch.pl ито$из проявилось сильнее, чем . в бнхромате. В этих концентрациях в азотнокислом хроме выжило меньше

личинок," чем; в бнхромате:? соответственно 30 _ н 48 % (таблица 7). В концентрациях 0,01* и;- 0,001: мг/л, наоборот,- токсическое ■ действие Сг+,> проявилось слабее, чем в бнхромате (таблица 7). 4 ;„■""' ^; ' * '

При оценке генотоксического действия соединений- Сг+6 н. Сг*3 на- . полIпенные хромосомы, следует отметить следующие моменты:" ' ; ■'V

* :: В концентрациях -0,001 н 0,01 мг/л токсическое действие бихромата и > азотнокислого хрома не отразилось на структуре хромосом у Chironomus plumosus ;н Ch. thummi. В этих. концентрациях количество j пуффов ' и их -структура у представителей исследованных видов была близка к норме.' .'.

В концентрации' 0,1 мг/л соединения 'Сг16 ir Cr+i оказали с!шьное- . токсическое действие на структуру хромосом . В бнхромате это проявилось в.. образовании перетяжек хромосом у CturoiKwmis ptumosus. ay Ch. thummi в их дсспиралшашш. '/■'■''■..г -V" ■■'■■'-'■■: '

-" В азотнокислом хроме •у . личинок Chironomus plumosus' нарушения ' пуффинга не наблюдалось, а у Ch. thummi были обнаружены серьезные: ■ изменения в структуре хромосом. 'выразпвшиеся в iix деструкции, поражении " : дисков и междпсков.' ■ -■ 'Ч**

;. В концентрации 1,0' и 2,0 мг/л воздействие бихромата - на полнтенные . хромосомы представителей обоих видов проявилось в увеличении расстояний у между дисками - в* Г и 111 хромосомах, деструкции - конца II' хромосомы, ' раздвоении [V хромосомы. У Ch. thummi, кроме того," а концентрации 1,0 мг/л наблюдаласьдеспирализацияхромосом. . ; ■"' Г i

, В азотнокислом хроме с концентрацией 1,0 мг/л у Chironomus ptumosusr обнаружено = неблагоприятное воздействие , на структуру хромосом. Видны '.:■' ' большие расстояния между дисками н междискам]I, наблюдается деструкция С' хромосом.,Во всех хромосомах происходит выпадение некоторых дисков. : -Пуффы не видны. У Ch. thummi в этой же4 концентрации на I хромосоме = обнаружено выпадение дисков в семи локусах, на II хромосоме — выпадение дисков а трех локусах, отмечаются перетяжки на хромосомах.' "

■/■ В V концентрации: 2,0 мг/л Ch. thummi были обнаружены , большие ■ \ промежутки между дисками и перетяжки на хромосомах: Отмечено нарушение ;' пуффинга.' В хромосомах появляются - гомогенные участки,- пуффы ярко '

- окрашены/;' .у " к; У у ',. у .■; ;;-

Таким; образом, разницы? в воздействии соединений Сг^ н Cr+i на1

- структуру политенных хромосом личинок хирономнд в концентрациях 0,01 и . 0,001 мг/л не обнаружено. В концентрации 0,1 мг/л генотоксическое действие . сильнее проявилось у Ch. thummi в азотнокислом хроме, чем в бнхромате. Это ~

- выразилось в деструкции хромосом, нарушенин пуффинга, поражении дисков и ' междпсков. ■■'■ ;".*>:.. .'■" ;'".' V- . :■■'"-.-■..'' : - .'- "У''-

В : концентрации- бихромата 1,0 мг/л генотоксическое действие, на структуру пол)ггенных хромосом проявилось сильнее, чем в азотнокислом

хроме. Это выразилось у Chironomus plumosus в деструктированин конца II хромосомы, а у Ch. thumnii в деспирализацил хромосом .

В концентрации 2,0 мг/л генотоксическое действие Cí*3 было сильнее, чем у Сг*6, У Ch. lliumini отмечено нарушение пуффнига.

Глава б. Влияние бихромата калия и азотнокислого хрома ил выживаемость н оогепез Urachydanio rerio.

Оценивая результаты хронического опыта по такому показателю, как выживание Brachydanio rerio в растворах солей бпхро мата калия и ■ азотнокислого хрома, можно считать, что Brachydanio rerio оказались наиболее устойчивым звеном в модельной пищевой цепи к воздействию соединений хрома. .■■;'■ .

. - : Таблица 8

Выживаемость Brachydanio rerio в растворах бихромата калия и азотнокислого хрома в % от посадки (14 дней).

Концентрации в мг/л Конт роль 2,0 V 1,0 tj 0,1 U 0,01 0,001

Выживаемость в бихромаге калия,в(%) 96,7. 63,4* 7,5 70* 4,06 90 . 2,0 100 100

Выживаемость в азотнокислом хроме, в(%) 96,7 73,3* 5,22 76,7* 4,54 86,7 2,27 100 100.

Р = 0,05; к = 4; t^ = 2,78 ; * - достоверность разности средних.:

Наибольшая гибель рыб отмечена в растворах бихромата с концентрациями 2,0 и 1.0 мг/л, в которых погибла приблизительно третья часть подопытных рыб (таблица 8).

В концентрации 0,1 мг/л погибло 10% подопытных рыб. В концентрациях 0,01 и 0,001 мг/л выжили все рыбы.

Приблизительно такие же данные были получены по выживанию Вгас(1у(1ашо гепо в растворах азотнокислого хрома (таблица К). В концентрации 2,0 мг/л погибло 26,7 % рыб. При концентрации 1,0 мг/л гибель рыб составила 23,3 %. В концентрациях 0,01 и 0,001 мг/л действие трехвалентного хрома не проявилось» выживание составило 100%.

' При действии * растворов бнхромата калия и;азотнокислого хромана ' оогенез :ВгасЬуйато .геНо было 'выявлено/ что - в? концентрации; бнхромата " ;^

■ • 2,0 мг/л - ■ произошло поражение .. ооцитов 1 на стадии ' вителлогенеза, "г

заключающееся в разрыве: оболочек-ооцнтов.' Количество-таких; ооцитов с Л . разрывом оболочю1 было 46,5 % (в контроле 1,85 %). В этой же концентрации - '„' 'обнаружили нарушение процессов трофоплазматнческого роста ооцнтов. Число .,* ооцитов трофоплазматического роста составило всего 15,5% (в контроле 51,9).' _ . В концентрации бнхромата 2,0 мг/л подавлен,также и протоплазматическнй " -\ рост ооцитов: Число ооцитов протоплазм атического роста составило 13,2% (в ; , контроле45,3 %). ; " '■'."'■''. ■'.■:> ; 'V . ■'■■■'.;*■■■. '.

• ■ В' концентрации азотнокислого- хрома:. 2,0 _ мг/л. ооциты ; *:,трофопл аз магического ? роста: имели г сильно; извитую оболочку. Число таких У . ооцитов 61,7 % от числа ооцитов трофоплаэматического роста. В контроле ооциты с И381П-ОЙ оболочкой не обнаружены. - ,. '" : . - '¡. ^. *

V; :. В; концентрации ? бнхромата калия ■ 1,0 мг/л в ядрах ооцитов с ~ протоплазматическим ростом, отмечен сильныйразброс ядрышек- по всей;. ' кариоплазме. "Рассеянные" ядрышки были обнаружены у46,7% ооцнтов с протоплазматическим* ростом,; В;;контроле- ооцитов- с "рассеянными*,' ; ядрышками¡. не; было. В этой концентрации г отмечено; уменьшение: размера V ■. ооинтов в период вителлогенеза. Средний размер таких ооцитов 0,40 мм,- в ] контроле средний размер ооцитов на стадии вителлогенеза 0,53; мм. Разница ^ - ^ ; - статистически достоверна ^ »2,65 (при Р«0,05); " 2,06; ^ > ^ / ,

Г . : В концентрации азотнокислого. хрома : 1,0 мг/л в период вителлогенеза . ; ; ооциты имели извитую оболочку .'Доля таких ооцитов составила 70,4 %,„

- - В концентрации ^,) мг/л в бихромате отмечена деформация ооцитов в - * период вителлогенеза; Число таких ооцитов сиз витой оболочкой 65,2%. В-.;■ этой же концентрации подавлен трофоплазматнческнй рост ооцнтов. На стадии .> . ' трофоплаэматического роста находилось 40,9 % оошггов(в контроле 51,9%). \ ■лВ концентрации азотнокислого хрома 0,! м(/л токсическое действие было -- та кое ^ же, что и в; предыдущих концентрацчях.Чнсло" ооцитов с извитой - ^ оболочкой составило 50 % от числа оощгтов с трофоплазматическнм ростом. - . ;,. В концентрациях бнхромата и азотнокислого хрома-0,01 и 0,001 мг/л 7 ■ г состояние ооцитов ВгасЬус)ато гегю было близко к контролю и отклонений в : ; строении ооцитов не было. -; ^ т- - ; -■■ > • ••• V :"

. . . ■ Сравнивая токсическое действие бнхромата калия и азотнокислого хрома .

■ , на ВгасЬу<1ато гегю, следует отметить, что более сильное токсическое действие -

. проявилось в растворах бнхромата калия. Это выразилось: ■■/.'. ■■ ;< " ■; .

■ - .1 В концентрациях бнхромата калия 2,0 и 1,0 мг/л выжило меньше рыб, чем в .- ' азотнокислом хроме. . .-. ^ ..-'■. ', ■

,'.',' 2 В подавлении - протоплазматнческого и трофо плазматического роста в — * ? растворах бнхромата калия с концентрацией 2,0 мг/л н отсутствии подобного -проявления в такой же концентрации в азотнокислом хроме. -, -

20' . . :■ .х" "

3 В уменьшении числа генеративных клеток в концентрации 2,0 мг/л в гонадах в эти периоды в 3 раза по сравнению с контролем и отсутствии этого явления в

'растворах Сг+3. V : -"=; .-Г^'- 'V '-,■ '.:.у/'.

4 В уменьшении размера ооцнтов в концентрации бихромата 1,0 мг/лв период в1Ггеллогеиеза до 0,40 мм и отсутствии подобного действия в растворах Сг+3. В растворах азотнокислого хрома с конце1гграцнямн\2,0;/1,0 и 0,Г мг/л были обнаружены только нарушенияV в' морфологии; ооцитов, выразившиеся в образовании у них извитой оболочки. ;.;: ■"-.-'*■< ■...;»"у-'г-^""^'' _ \ ! " -

~ Основные выводы. ■ ■" '

1. .Установленный/нами; в - хронических опытах на: дафниях,1 диапазон конце!пграций бихромата:калия и азотнокислого хрома;от 0,001 "до 1,0 мг/л показывает, что пороговой концентрацией для этих соединений следует считать 0,01 мг/л. Но токсическое действие бихромата на выживаемость дафннй в указанных концентрациях проявилось сильнее, чем-действие азотнокислого хрома. ' -:■.''.*■ .*■'.;" ,' -- V1 ■ '-'у V • 1 "■■:■'.■■'

2. Сравнение токсичности бихромата калия и азотнокислого хрома показывает, что при концентрации 1,0 мг/л бихромат оказывает на дафний более сильное токсическое действие по таким показателям,- как деформация каранакса, работа грудных ножек, питание, эмбриогенез, плодовитость. * ■ ""*■'■ • •'•

0 более низкой концентрации 0,001 мг/л бихромат- по токсическому действию на эти же признаки уступал азотнокислому хрому, ; ■

-. '' - При нщкнхг- -концентрациях ;; трехвалентный : хром - проявляет парадоксальный эффект. • : ' : ; ■;■■*.'; - . " ' ' Ч' ^ ' ; •3. Токсическое действие бихромата калия 'на выживаемость дрейссены в высоких концентрациях ^,0 и 2,0. мг/л * проявляется : сильнее, чем у азотнокислого хрома," а в меньших 'концентрациях 0,1;;0,01; 0,001 мг/л бнхромат менее токсичен, чем азотнокислый хром. ; - ^ ■ •; , - ■ - : ■-><■'. * -Паши данные показывают, что в сравнительно короткий срок (21 день) и в низких .-концентрациях (начиная * с 0,01" мг/л) было отмечено воздействие соединений г. Сг^" и; Сг? ■ на оогеиез дрейссены. ' выразившееся, 'как . в цитологических аберрациях,', так и; уменьшении количества созревающих ооцитов.у \ \' '.''■ ;"•""•' • ' : ~ ' •• С. у' • •• . ' •' • л..'-.

В высоких концентрациях 1,0 и 2,0 мг/л Сг*1 оказался более токсичным при действии на оогёнез дрейссены, чем бнхромат калия. В концентрации 1.0 мг/л подавлен трофоплазматический рост, а при повышении концентрации до 2,0 мг/л нарушается и протоплазматнчсскни рост. ' . *

•, - Сказанное свидетельствует, что оогеиез дрейссены может быть использован как чувствительный . тест оценки, токсичности -/соединении хрома для двустворчатых МОЛЛЮСКОВ.. . ; ; , . * '' ■■>';..- "

4. Наши данные свидетельствуют о высоком мутагенном потенциале не только' соединенийшестивалентного, но и трехвалентного хрома, установленном на полнтеиных хромосомах личинок хнрономнд. В концентрации 2,0 мг/л

генотоксическое действие Сг° оказалось сильнее, чем у Сг^. При этом у Ch. (huiram отмечено нарушение пуффинга.

В концентрации 1,0 мг/л генотоксическое действие на структуру политениых хромосом проявилось сильнее в бихромате калия, чем в азотнокислом хроме, а при уменьшении концентрации до 0,1 мг/л, наоборот, азотнокислый хром оказался более токсичным. Это выразилось в деструкции хромосом, нарушении пуффннга, нарушении структуры дисков и междисков.

5. Рыбы Brachydanio rerio оказались самым устойчивым звеном Из исследованных объектов. В концентрациях 2,0 и 1,0 мг/л выжило 60 - 70 % подопытных рыб.

При действии соединений Сг** и Сг*э на оогенез Brachydanio rerio токсическое действие проявилось сильнее в растворах бихромата калия. Это выразилось в подавлении протоплазматического и трофо плазм этического " роста, в уменьшении числа генеративных клеток в гонадах. Подобных изменений в гонадах рыб при действии растворов азотнокислого хрома не

наблюдалось. >

> l ■ г ■

Список работ опубликованных но теме диссертации

1 Куннн A.M. Хромосомные аберрации личинок хироиомид в растворах бихромата калия и азотнокислого хрома // Тез. докл. на Конф. Водные экосистемы и организмы-2.-М.: МГУ, 2000,-С. 51.

2 Кунин A.M. Воздействие шестивалентного и трехвалентного хрома на представительных гндробнонтов модельной пищевой цепи // Тез. докл. на Конф. Проблемы гндроэколопш на рубеже веков. С.П.; Зоол. ин-т РАН, 2000,-С. 228-229.

3 Симаков Ю.Г., Куннн А.М, Влияние шести валентного и трехвалентного хрома на оогенез дреЙссены (Dreissena polymorphs) // Материалы Конф. Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия. М.; МГТА, 2000. Вып. 5.- С. 216-217. ;.,.<» •

4 Симаков Ю.Г., Кунин А.М. Влияние бихромата калия и трехвалентного хрома , на политенные хромосомы личинок хироиомид // Материалы Конф. Пищевая

промышленность на рубеже третьего тысячелетня. М.: МГТА, 2000. Вып.5,-С.230 - 231. ;

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Кунин, Алексей Максимович

Введение.

Глава 1. Токсическое действие шестивалентных и трехвалентных соединений хрома (литературный обзор)

Глава 2. Материал и методика исследований.

Глава 3. Влияние бихромата калия и азотнокислого хрома на дафний.

Глава 4. Влияние шестивалентного и трехвалентного хрома на выживаемость и гаметогенез дрейссены.

Глава 5. Влияние бихромата калия и азотнокислого хрома на личинок хирономид.

Глава 6. Влияние бихромата калия и азотнокислого хрома на выживаемость и оогенез Вгас1тус1ашо гепо.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Токсикологические особенности воздействия шестивалентного и трехвалентного хрома на гидробионтов"

Наибольшую потенциальную опасность для окружающей среды представляют такие загрязнители как нефть, тяжелые металлы: ртуть, свинец, кадмий, медь, цинк, хром. Тяжелые металлы, попадая в водоемы со сточными водами промышленных предприятий, вызывают необратимые изменения природных экосистем (Грушко, 1972; Патин, 1974; Израэль, 1984; Renhwoldt, 1973). Достаточно сказать, что для тяжелых металлов в принципе не существует механизмов самоочищения. Они лишь перемещаются из одного природного резервуара в другой, взаимодействуя с различными группами живых организмов (Мур и Рамамурти, 1987).

Никаноров A.M. и Жулидов A.B. (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.

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 (Патин, 1988). Влияние восьми металлов (в т.ч. и хрома) выделено Агентством по охране окружающей среды как приоритетное.

Специалистам по охране окружающей среды при организации мониторинга и оценке вредного воздействия на организм придется иметь дело именно с этой группой металлов.

Загрязнение тяжелыми металлами стоит в одном ряду с такими острыми проблемами как: эвтрофирование водоемов, влияние кислотных дождей, загрязнение химическими веществами и радионуклидами. Среди группы тяжелых металлов важное значение 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 все возрастает и достигает уровня, опасного для жизнедеятельности организмов.

Чрезвычайно широкое применение хрома почти во всех отраслях химической, металлургической промышленности обусловливает необходимость углубленного изучения его вредного влияния на живые организмы.

В настоящее время имеется пятьдесят отраслей промышленности, где человек контактирует с хромом (Виталиев, 1979).

Хром стал в последние десять лет одним из основных факторов, определяющих антропогенный фон загрязнения биосферы (Патин, 1987).

К настоящему времени накопились данные, свидетельствующие о том, что соединения хрома оказывают не только общетоксическое (Беляева, 1962; Грушко, 1964; Шабанова, 1966), но мутагенное (Виталиев, 1973, 1977; Пашин, 1981) и канцерогенное действие на человека и животных (Движков, Федорова, 1967).

Такое разностороннее вредное действие соединений хрома на организм человека вынуждает предъявлять повышенные требования к его содержанию в водоемах (Грушко, 1964).

Поступающие в водоем продукты деятельности человека создают новые гидрохимические условия для жизнедеятельности водных животных, вследствие чего снижается видовое разнообразие и численность планктонных и бентосных животных (Брагинский, 1972,1979; Федий и Мисюра, 1975). Эти изменения далеко не безразличны для человека.

Загрязнения отходами промышленности - это процесс, ведущий к коренным сдвигам в самой структуре биосферы (Камшилов, 1968).

Вопрос о биологических последствиях и допустимых пределах изменения химического состава водной среды становится главным в водной токсикологии.

Вместе с тем в специальных исследованиях очень часто говорят о вредности соединений хрома, не разделяя их на шестивалентные и трехвалентные. В литературе имеется не так много работ, касающихся гетеровалентных соединений хрома. В сравнительной оценке токсичности соединений Сг+6 и Сг+3 много противоречий, касающихся разной чувствительности биологических тест - объектов и силы действия на них этих соединений.

Очень часто оценка токсичности соединений хрома основывается на выживаемости биологических объектов, которая сама по себе является менее чувствительным показателем, чем оогенез, эмбриогенез, которые программируют дальнейшее существование гидробионтов на более поздних этапах онтогенеза.

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

В нашей работе токсическому воздействию подвергались Daphnia magna, личинки хирономид Chironomus plumosus, Ch. thummi, дрейссена (Dreissena polymorpha) и Brachydanio rerio.

Токсикантами служили бихромат калия, используемый как эталонный в одновидовых биотестах и азотнокислый хром из-за его хорошей растворимости в воде.

Цель работы: выявление закономерностей токсического воздействия малых концентраций соединений шестивалентного и трехвалентного хрома на представительных животных-гидробионтах модельного биоценоза и их сравнительный анализ. Для выполнения поставленной цели необходимо было решить ряд задач: /* | О

1. Провести сравнительный анализ воздействия соединений Сг и Сг на выживаемость, эмбриогенез, плодовитость, качество потомства у дафний как наиболее чувствительные интегрирующие биологические показатели.

2. Изучить особенности выживания и влияния бихромата калия и азотнокислого хрома на оогенез дрейссены.

3. Определить наличие или отсутствие мутагенного эффекта на хромосомном уровне в результате воздействия Сг и Сг у личинок хирономид.

4. Изучить особенности выживания и влияния на оогенез Brachydanio rerio бихромата калия и азотнокислого хрома.

Научная новизна и теоретическая значимость работы.

Проведен сравнительный анализ токсического и тератогенного действия соединений шестивалентного и трехвалентного хрома на наиболее чувствительные биологические показатели у Daphnia magna и выявлен парадоксальный эффект действия малых концентраций. Установлена высокая чувствительность к гетеровалентным соединениям хрома у Dreissena polymorpha и Brachydanio rerio при предзародышевом развитии во время оогенеза. Впервые показано мутагенное действие соединений Сг*6 и Сг+3 на политенные хромосомы личинок хирономид. Полученные данные позволили установить высокую токсичность соединений Сг+6 и Сг+3, что позволяет по другому относиться к этим соединениям с токсической точки зрения.

Практическая ценность работы.

Выявленные наиболее чувствительные показатели (оогенез дрейссены, оогенез ВгасЬуёашо гепо, изменения в политенных хромосомах личинок хирономид) могут найти применение в биотестировании, биомониторинге, при установлении ОБУВ и ПДК для соединений хрома. Предлагается ужесточить контроль за содержанием этих соединений в водоемах. Полученные данные могут быть использованы в учебном процессе при чтении курсов водной токсикологии и гидробиологии.

Выявленный эффект стимуляции процесса оогенеза дрейссены в малых концентрациях, способствующий ее единовременному икрометанию, может быть использован в борьбе с обрастаниями этого вида в водоемах.

Апробация работы.

Материалы диссертации докладывались на 6-ой Международной научно-практической конференции "Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия" (Москва, 2000 г., МГТА), на Международной конференции "Водные экосистемы и организмы -2" (Москва, 2000 г., МГУ), на Международной научной конференции "Проблемы гидроэкологии на рубеже веков" (Санкт - Петербург, 2000 г., Зоологический институт РАН), на научных коллоквиумах кафедры Биоэкологии и ихтиологии МГТА (1998-2001 г.)

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 4-е научные работы.

Автор выражает благодарность научному руководителю док. биол. наук, проф. Ю.Г. Симакову, зав. кафедрой "Биоэкологии и ихтиологии" МГТА, к. б. наук А. Л. Никифорову-Никишину и всем сотрудникам кафедры "Биоэкологии и ихтиологии" МГТА за оказанную помощь.

Заключение Диссертация по теме "Гидробиология", Кунин, Алексей Максимович

Основные выводы.

1. Установленный нами в хронических опытах на дафниях, диапазон концентраций бихромата калия и азотнокислого хрома от 0,001 до 1,0 мг/л показывает, что пороговой концентрацией для этих соединений следует считать 0,01 мг/л. Но токсическое действие бихромата на выживаемость дафний в указанных концентрациях проявилось сильнее, чем действие азотнокислого хрома.

2. Сравнение токсичности бихромата калия и азотнокислого хрома показывает, что при концентрации 1,0 мг/л бихромат оказывает на дафний более сильное токсическое действие по таким показателям как, деформация карапакса, работа грудных ножек, питание, эмбриогенез, плодовитость.

В более низкой концентрации 0,001 мг/л бихромат по токсическому действию на эти же показатели уступал азотнокислому хрому. При низких концентрациях трехвалентный хром проявляет парадоксальный эффект.

3. Токсическое действие бихромата калия на выживаемость дрейссены в высоких концентрациях 1,0 и 2,0 мг/л проявляется сильнее, чем у азотнокислого хрома, а в меньших концентрациях 0,1; 0,01; 0,001 мг/Л бихромат менее токсичен, чем азотнокислый хром.

Наши данные показывают, что в сравнительно короткий срок (21 день) и в низких концентрациях (начиная с 0,01 мг/л) было отмечено воздействие соединений Сг*6 и Сг+3 на оогенез дрейссены, выразившееся, как в цитологических аберрациях, так и уменьшении количества созревающих ооцитов.

В высоких концентрациях 1,0 и 2,0 мг/л Сг оказался более токсичным при действии на оогенез дрейссены, чем бихромат калия. В концентрации 1,0 мг/л подавлен трофоплазматический рост, а при повышении концентрации до 2,0 мг/л нарушается и протоплазматический рост.

Сказанное свидетельствует, что оогенез дрейссены может быть использован как чувствительный тест оценки токсичности соединений хрома для двустворчатых моллюсков.

4. Наши данные свидетельствуют о высоком мутагенном потенциале не только соединений шестивалентного, но и трехвалентного хрома, установленном на политенных хромосомах личинок хирономид. В концентрации 2,0 мг/л генотоксическое действие Сг оказалось сильнее, чему

Сг+6. При этом у СИ. Шипит отмечено нарушение пуффинга.

В концентрации 1,0 мг/л генотоксическое действие на структуру политенных хромосом проявилось сильнее в бихромате калия, чем в азотнокислом хроме, а при уменьшении концентрации до 0,1 мг/л, наоборот, азотнокислый хром оказался более токсичным. Это выразилось в деструкции хромосом, нарушении пуффинга, нарушении структуры дисков и междисков.

5. Рыбы ВгасЬуёашо гепо оказались самым устойчивым звеном из исследованных объектов. В концентрациях 2,0 и 1,0 мг/л выжило 60 -70 % подопытных рыб.

При действии соединений

Сг и Сг на оогенез ВгасЬуёап1о гепо токсическое действие проявилось сильнее в растворах бихромата калия. Это выразилось в подавлении протоплазматического и трофоплазматического роста, в уменьшении числа генеративных клеток в гонадах. Подобных изменений в гонадах рыб при действии растворов азотнокислого хрома не наблюдалось.

Заключение.

Нами уже было отмечено выше, что в последние десять лет хром стал одним из основных факторов, определяющих антропогенный фон загрязнения биосферы. К настоящему времени накопились данные, свидетельствующие, что соединения хрома оказывают не только общетоксическое (Грушко, 1964; Шабанова, 1966), но мутагенное (Виталиев, 1979; Пашин, 1981; Michailova, Petrova, Lillian, 1996; Wulker, 1996; Шобанов, 1999) и канцерогенное действие на человека и животных (Движков, Федорова, 1967; Пашин, Козаченко, 1983; Lehman, 1984). Такое разностороннее вредное действие соединений хрома на организм человека вынуждает предъявлять повышенные требования к его содержанию в водоемах.

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

Полученные нами данные по токсическому действию малых концентраций соединений шестивалентного и трехвалентного хрома на некоторые биологические показатели гидробионтов: выживание, плодовитость, оогенез, структуру политенных хромосом позволяют сделать некоторые выводы о вредном влиянии гетеровалентных соединений хрома на чувствительные биологические показатели гидробионтов модельной пищевой цепи.

Установленный нами в хронических опытах диапазон концентраций бихромата калия от 0,01 до 1 мг/л, оказывающий летальное действие на дафний, показывает, что наиболее низкой пороговой концентрацией для шестивалентного хрома следует считать 0,01 мг/л.

Наши данные отличаются от литературных. Так, по Грушко Я.М. (1964), диапазон действия бихромата калия шире от 0,01 до 2,0 мг/л. Наиболее низкие пороговые концентрации бихромата калия по нашим данным находятся не в пределах 0,02 - 0,05 мг/л (Патин, 1987), а в пределах 0,01-0,1 мг/л.

Учитывая приведенные нами данные нельзя, очевидно, рекомендовать ПДК бихромата калия на уровне 0,01 мг/л, как это делали Грушко Я.М. (1964), Rambou, Sylvester (1967) и Патин С.А. (1987), рекомендовавший снизить ПДК бихромата калия до 0,02 мг/л, так как по нашим данным, концентрация бихромата 0,01 мг/л является медианно летальной.

Для азотнокислого хрома установлен такой же диапазон концентраций, как и для бихромата калия, с летальным действием на дафниях от 0,01 до 1 мг/л. Исходя из этого, мы считаем неприемлемой ПДК трехвалентного хрома, установленной "Правилами охраны поверхностных вод" - 0,07 мг/л.

Указанный диапазон концентраций с летальным действием на дафниях от 0,01 до 1,0 мг/л показывает, что наиболее чувствительным звеном в модельной пищевой цепи являются дафнии. У них этот диапазон значительно ниже, чем у моллюсков, личинок хирономид и рыб.

Более устойчивыми, чем дафнии являются личинки хирономид. У них диапазон действия концентраций на выживание составляет от 0,01 до 2,0 мг/л (Chironomus thummi).

Несколько выше находится диапазон концентраций с летальным действием у дрейссены - от 1,0 до 2,0 мг/л. Наиболее токсикорезистентным звеном в модельной пищевой цепи оказались рыбы - Brachydanio rerio. У них в указанном диапазоне концентраций от 0,001 до 2,0 мг/л выживала большая часть подопытных рыб.

Очень важным является вопрос о сравнении токсичности соединений шестивалентного и трехвалентного хрома. В литературе данные по этому вопросу весьма противоречивы. Многие авторы исходят из положения, что чем выше валентность элемента, тем выше его токсичность. Поэтому многие авторы признают большую токсичность соединений шестивалентного хрома (Туребеков, 1969; Мур и Рамамурти, 1987). Другие авторы считают, что соединения трехвалентного хрома более ядовиты (Anderson, 1948; Pickering, Henderson, 1966).

То же самое в отношении мутагенного действия соединений шестивалентного и трехвалентного хрома.

Виталиев А.Б.(1979) отмечал, что при всех изученных концентрациях шестивалентные соединения оказались более мутагенными, чем трехвалентные. Этот же автор считал, что чем выше валентность соединений хрома, тем больше генетических последствий можно ожидать.

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 > К2Сг04 > Сг(СН3СОО)3 > Cr(N03)3 > СгС13.

Учитывая наши данные по токсическому и генотоксическому действию соединений бихромата калия и азотнокислого хрома на чувствительные показатели гидробионтов модельной пищевой цепи, мы считаем необходимым отметить по этому вопросу следующее: существует таксономическая специфичность различных гидробионтов в отношении резистентности к соединениям Сг+6 и Сг+3.

По нашим данным, в более высокой концентрации 1,0 мг/л бихромат оказывает на дафний более сильное токсическое действие, в частности: на деформацию карапакса, работу грудных ножек, питание, эмбриогенез, плодовитость.

В более низкой концентрации 0,001 мг/л бихромат по токсическому действию на эти же признаки уступал азотнокислому хрому.

По действию на оогенез дрейссены токсическое действие азотнокислого хрома проявилось сильнее, чем у бихромата калия в высоких концентрациях 2,0 и 1,0 мг/л. В концентрации 1,0 мг/л в азотнокислом хроме у ооцитов был нарушен трофобластический рост, а в концентрации 2,0 мг/л нарушен и протоплазматический рост.

При действии на оогенез рыб (Brachydanio rerio) соединениями шестивалентного и трехвалентного хрома более сильное токсическое действие проявилось в растворах бихромата калия во всех изученных концентрациях от 0,001 до 2,0 мг/л. Это выразилось 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 соединений Сг+6 и Сг+3 на структуру полигенных хромосом у личинок хирономид.

В самой высокой концентрации 2,0 мг/л генотоксическое действие проявилось сильнее в растворах Сг+3 (нарушение пуффинга, пуффы ярко окрашены). В концентрации 1,0 мг/л генотоксическое влияние на структуру хромосом сильнее проявилось в бихромате (у Ch. plumosus отмечено "расплавление" конца II хромосомы, раздвоение IV хромосомы, а у Ch. thummi - деспирализация хромосом).

Учитывая сказанное, нельзя считать однозначно, что соединения трехвалентного хрома уступают по токсичности шестивалентному хрому. В каждой таксономической группе: ракообразные, моллюски, личинки хирономид, рыбы - существуют свои закономерности по /Г I о токсикорезистентности к соединениям Сг и Сг .

-132

Во всяком случае, спектр токсического и генотоксического действия соединений трехвалентного хрома весьма широк и совпадает со спектром действия шестивалентного хрома, отличаясь в частных случаях.

Попадание в водоем соединений трехвалентного хрома так же опасно, как и шестивалентного хрома. Оба этих соединения оказывают резко отрицательное воздействие на гидробионтов даже в небольших концентрациях 0,01 мг/л, 0,1 мг/л, не говоря уже об 1,0 и 2,0 мг/л. В растворах Сг+6 и Сг+3 сокращается продолжительность жизни гидробионтов, нарушаются генеративные показатели, проявляется генотоксичность. Все это свидетельствует о необходимости регламентирования к попаданию гетеровалентных соединений хрома в наши водоемы. В отношении практической значимости работы следует отметить необходимость /• | л уточнения норм ПДК для соединений Сг иСг .

Изученные нами биологические показатели: оогенез дрейссены и Brachydanio, мутагенез политенных хромосом личинок хирономид могут быть использованы для биотестирования природных и сточных вод при изучении токсического действия соединений хрома и других металлов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кунин, Алексей Максимович, Москва

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

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

3. Беляева Л.Н. Клиника профессиональной интоксикации соединениями хрома и течение ее после прекращения контакта с хромом // Медицина. 1962.С. 245-250.

4. Виталиев А.Б., Елемесова MILL, Шпак Н. Действие солей хрома на хромосомы крыс // сб. Вопросы экспериментальной и клинической медицины. 1973. С. 30 32.

5. Виталиев А.Б., Елемесова М.Ш., Бигалиева Р.К. Хромосомные аберрации в соматических клетках млекопитающих, вызванные соединениями хрома // Цитология и генетика. Т. 10. №3. 1976. С.222 224.

6. Виталиев 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.

7. Виталиев 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.

8. Виталиев 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.

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

10. Ю.Брагинский Л.П. Реакции пресноводного фито-зоопланктона на воздействие пестицидов // Изв. АН СССР. сер. биологич. №4. 1979. С. 599-600.

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

12. Брахманова И.Г. Токсичность порошков металлов и их соединений. Киев: Наукова думка. 1971. С. 166- 170.

13. Бумбу Я.В. О влиянии некоторых микроэлементов в развитии планктонных водорослей // сб. Водоросли водоемов Молдавии. Вып.1.№7. 1973. С.11-14.

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

15. 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.

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

17. 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.

18. Герасимов П.А. О влиянии сернокислой меди на водоросли группы Protococcales //Микробиология. Т.6. Вып.1. 1937. С. 46-49.

19. Гольдблатт С.И. Правила безопасности при производстве хромовых соединений // Химия. 1972. С. 25 27.

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

21. Грибель С.И. Свободные аминокислоты сыворотки крови и мочи при остром отравлении бихроматом калия в эксперименте // сб. Вопросы гигиены труда и профзаболеваний рабочих химической промышленности. 1974. С. 135 139.

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

23. Грушко Я.М., Желвакова JI.H. 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.

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

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

26. Гршцанкова Л.Н., Саенко Г.Н. Концентрация некоторых металлов в водорослях Японского моря // Океанология. №13. 1973. С.206 210.

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

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

29. Жизнь животных. М.: Просвещение. 1968. Т.1. С.216. Т.4.318 с.

30. ЗО.Зарубин С.Л., Цветков И. Л., Урванцева Г.А., Шляпникова H.A.

31. Исследование индуцированной резистентности Daphnia magna к длительному воздействию хлорида хрома // Биолог. Исслед. в Ярославск. гос. ун-те. Сб. тезисов конф. 29 ноября, 1996. С 70 71.

32. Иванов М.В. О закономерностях развития яйцевых клеток рыб // Вестник ЛГУ. №9. 1951. С.59-76.

33. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат. 1984. 289 с.

34. Израэль Ю.А. Антропогенная экология океана. Л.: Гидрометеоиздат. 1989.529 с.

35. Исакова Е.Ф. Реагирование некоторых низших ракообразных на химическое загрязнение воды // Автореф. дисс. канд. биол. наук. М.: МГУ. 1982. 34 с.

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

37. 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.

38. Капков В.И. Исследование альгицидного действия комплексных соединений меди // Автореф. дисс. канд. биол. наук. М.: МГУ. 1971. 28с.

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

40. Кикнадзе И.И. Функциональная организация хромосом // Л.: Наука. 1972. 137 с.

41. Кикнадзе И.И., Колесников H.H., Лопатин O.E. Хирономус Chironomus thummi Kieff (лабораторная культура) // Объекты биологии развития. М.: АН СССР. 1975. С. 95- 125.

42. Кикнадзе И.И., Андреева E.H. Кариофонд голарктической хирономиды Glyptotendipes barbipes // Цитология. Т.40. № 10. 1998. С. 900 912.

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

44. Климахин. H.A. 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.

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

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

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

48. Корсак М.Н. Воздействие цинка, хрома, кадмия на некоторые функциональные и структурные показатели фитопланктона и бактериопланктона// Автореф. дисс. канд. биол. наук. М.: МГУ. 1976. 32 с.

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

50. 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.

51. 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.

52. Куперман Э.Ф. О нормировании шестивалентного хрома в атмосферном воздухе // Гигиена и санитария. № 11. 1963. С. 9 16.

53. Лазарев Н.В. Вредные вещества в промышленности // Л.: Химия. 1977. С.488 -493.

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

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

56. Лебедева Л.И., Карташева Н.В. Структура и численность зоопланктона Рыбинского водохранилища в зависимости от концентраций соединений цинка и хрома // Гидробиологический журнал. Т. 17. №2. 1981. С.76 82.

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

58. Левина Э.Н. Общая токсикология металлов // Л.: Медицина. 1972. С.82 -87.

59. 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.

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

61. 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.

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

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

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

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

66. Мейен В.А. К вопросу о годовом цикле изменений яичников костистых рыб // Изв. АН СССР. Сер. биолог. №3. 1939. С.389 420.

67. Методические рекомендации по установлению ПДК загрязняющих веществ для воды рыбохозяйственных водоемов // М. 1985. 285 с.

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

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

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

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

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

73. Никаноров A.M., Жулидов A.B. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах//Л.: Гидрометеоиздат. 1991. 210 с.

74. 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.

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

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

77. Патин С.А. Влияние загрязнения на биологические ресурсы и продуктивность Мирового океана // М.: Пищевая промышленность. 1979. 172 с.

78. Патин С.А. Методические рекомендации по экспрессному биотестированию природных и сточных вод с использованием замедленной флуоресценции одноклеточных водорослей // М.: 1987. 30 с.

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

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

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

82. Петкевич Т.А. Микроэлементы в органах и тканях некоторых планктоноядных и бентосоядных рыб // В кн.: Обмен веществ и биохимия рыб. М. 1967. С. 279 283.

83. Покровская Л.В., Шабынина Н.К. О канцерогенной опасности на производстве хромовых ферросплавов // Гигиена труда и профзаболевания. № 10. С. 23 36.1973

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

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

86. Ромейс Б. Микроскопическая техника. М.: Изд-во иностран. литературы. 1954.718 с.

87. Рощин A.B. Токсикология металлов и профилактика профессиональных отравлений // Журнал Всесоюз. хим. общ. им. Д.И. Менделеева. №19. 1974. С.186 192.

88. Рощин A.B. К вопросу о судьбе хрома в организме // Гигиена труда и профзаболевания. № 9. 1982. С. 14-17.

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

90. 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.

91. Симаков Ю.Г., Кунин A.M. Влияние бихромата калия и трехвалентного хрома на политенные хромосомы личинок хирономид // Материалы Конф. Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия. М.: МГТА, 2000. Вып.5,- С.230 231.

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

93. Травкина Г.Л. Некоторые данные о динамике развития ооцитов и роли гонадотропинов гипофиза в ее регуляции у ерша // В сб.: Экологическая пластичность половых циклов и размножения рыб. Л. С. 66 72.1975

94. 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.

95. 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.

96. Файдыш Е.В. Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М. 1954. 93 с.

97. Филенко О.Ф. Токсикология. Черноголовка. 1998. 155 с.

98. 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.

99. Хоботьев В.Г. Детоксикация вод, содержащих тяжелые металлы, хлорококковыми водорослями // В сб.: Биологическое самоочищение и форм1фование качества воды. М.: Наука. 1975. С. 111-114.

100. 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.

101. 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.

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

103. 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.

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

105. 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.

106. Anon. Manual on industrial water // A.S.T.M. Spes. tech. publication. № 148-B. 1956. P.l 11-114.

107. Bandoum M.F. Acute toxicity of various matais of freshwaters Zooplankton // Bui. Environ. Contam and Toxicol. V. 12. № 6.1974. P. 410-416.

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

109. Beiras Ricardo, His Edouard. Effects of storage temperature and duration on toxiaty of sediments assessed by Crassostrea gigas oyster embryo bioassay //Environ. Toxicol, and Chem. V. 17. № 10. 1998. P. 2100-2105.

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

111. Berland B.R., Bomin D.L. Action toxique de quatre mtaux lourds sur la croissance d ' alques unicellulaires marines // C. R. Acad. se. Paris, t. 282.1976

112. Bertine K.K. and Goldberg E.D. Trace elements in clams, mussels, and shrimp H Limnology and Ocenography. V.17. 1972. P.877 884.

113. Bervoets Lilven, Romero Ana Maria, Andre Paul. Trace metal levels in chironomid larvae and sediments from a Bolivian river // Ecotoxicol : and Environ. Safety. V. 41. № 3. 1998.

114. Bollinger James E., Bundu Kirk. Bioaccumulation of chromium in red swamp Crayfish//J. Hazardous Mater. V. 54. № 1. 1997. P. 1 13.

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

116. Borowicz Bogustaw P. Isolation of the DNA fragment reflecting the open reading frame 1 of 1 18 gene of Chironomus tentans by the polymerase chain reaction //Pr. nauk. Instit. oehr. rose. V. 36. № 1.1996. P.69 - 76.

117. Brien D. Hasall K. Loss of cell potassium by Chlorella vulgaris after contact with toxic amounts of copper sulphate // Physiol. Plant. V. 18. № 4. P. 76 84.1965

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

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

120. Claxton L.D. Genotoxicity of industrial wastes end effluents // Environ, and Mol. Mutagenes. V. 29. № 28.1997. P.l 60.

121. Dowden 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.

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

123. Eisenhauer J., Broun B., Sallivan K. Responce of genotypes of Hyalella azteca to chromium toxicity // Bull. Environ. Contam and Toxicol. V. 63. №1. 1999. P.125 132.

124. 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.

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

126. Frank and Robertson. The influence of salinity on toxicity of cadmium and chromium to the blue crab, Cailinectes sapidus // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. Y.21. 1979. P.74 78.

127. Fromm P., Stores R.J. Water pollut. contr. feder. V.34. № 11. 1962. P.l 151.

128. Gooding G. Air and water pollution control methods used in Sweden pulp mills // Paper trade j. V. 156. № 3. 1954. P. 156 170.

129. Grogan C. Treatment of chemical plant effluents // Effluents wat. treatm. j. V. 7. № 10. 1957. P.610-615.

130. He Hong, Liao Ching. Centromere 3 specific repeat from Chironomus pallidivittatus // Chromosoma. V. 107. № 5. 1998. P. 304 -310.

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

132. 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.

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

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

135. Kronfeld J., Navrot J. Transition metal contamination in the Qishon River system// Israel. Environmental Pollution. V. 6. 1974. P. 281 -288.

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

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

138. Lencione Valeria. Chironomidi: Important! Sentinelle ecologiche // Natura alp. V. 48. № 3. 1997. S. 275 283.

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

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

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

142. 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.457.

143. Michailova Paraskeva, Petrova Ninel, Ramella Lillian. Cytogenetic characteristics of a population of Chironomus riparius from a polluted Po river station // Genetica. V. 98. № 2. 1996. P. 161 178.

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

145. 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.

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

147. 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. 117126.

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

149. 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.

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

151. 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.

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

153. Salomons W., Mook W.G. Trace metal concentrations in estuarine sediments: mobilization mixing or precipation // Netherlands journal of sea Research. V.ll. 1977. P. 119- 129.

154. 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.

155. Samitz M., Gross S. A laboratory Introduction to animal ecology and taxonomy //. V.29. № 12. 1962. P.427 434.

156. Schafer H.A. Characteristics of municipal Waster water discharges // Annual Report, Southearn California Coastal Water Research Project. 1976. P.57-60.

157. Sivalingam P.M. Biodeposited trace metals and mineral content studies of some tropical marine algae // Botanica Marine. V.21. P.327 330.1995

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

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

160. Uma Devi V., Prabhakara Rao. 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.

161. Wilber W.G. The impact of urbanization on the distribution of heavy metals in bottom sediments of the Saddle River // Water Resources Bulletin. V.15. 1982. P.790 800.

162. 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.

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

164. Рис. 3. Дафнии. Сг+6 ; 1,0 мг/л .

165. Рис. 9. Дафнии. Сг+3 ; 0,1 мг/л .i *

166. Рис. 11 Дрейссена. Контроль.

167. Рис. 13 Дрейссена. Сг+6, 0,01 мг/л.

168. Рис. 15 Дрейссена. Сг+6, 1,0 мг/л.

169. Рис. 16 Дрейссена. Сг+6, 2,0 мг/л.

170. Рис. 17 Дрейссена. Cr , 0,01 мг/л.