Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Токсикогенетическая оценка сточных вод газоперерабатывающей промышленности

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Токсикогенетическая оценка сточных вод газоперерабатывающей промышленности"

- G Ур гг

u I . . ! i -

На правах рукописи

Гарипова Розалия Фановна

ТОКСИКОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СТОЧНЫХ ВОД ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

11.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Оренбург - 1998

Работа выполнена в Оренбургском государственном аграрном

университете

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных

наук, профессор, А.Ж. Калиев

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор биологических наук, профессор Г.Н. Соловых кандидат биологических наук, И.Б. Ивановская

Оренбургский государственный педагогический университет

Защита диссертации состоится «_//_»оил^лМХ 998 г. в /Л часов на заседании диссертационного совета К 064.64.02 при Оренбургском государственном университете, по адресу: 460352, г. Оренбург, проспект Победы, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургского государственного университета

Автореферат разослан « -/У » алМ^Яй. 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор географических наук, профессор — ^ычко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Среда обитания человека постоянно пополняется вредными факторами физической, химической и биологической природы. Последствия воздействия новых факторов должны быть изучены с тем, чтобы оградить человека от влияния агентов, вызывающих как наследственные изменения, так и патологии в течение жизни одного человека. Прежде всего, система генетического мониторинга предполагает выявление мутагенов, воздействующих на человеческую популяцию, с целью профилактики наследственных заболеваний. Ряд тест-систем позволяют оценить эффект антропогенного фактора как слабый, средний, сильный мутаген. Большее внимание уделяется результатам, полученным по средним и сильным мутагенам. Однако большинство населения промышленных городов оказывается под хроническим воздействием веществ, представленных в малых концентрациях и выявляемых как мутагены малой интенсивности. Эти вещества из самых различных источников насыщают атмосферу, воду, почву, сельскохозяйственную продукцию и т.д. и комплексно влияют на здоровье человека. Следовательно, мутагены малой интенсивности должны быть учтены в свете проблемы здравоохранения населения. Поэтому необходимо разработать особые способы оценки эффектов малых доз, в частности, все большую актуальность приобретает проблема отдаленных последствий воздействия мутагенов малой интенсивности на различные живые объекты. Это касается не только вопросов увеличения числа онкозаболеваний среди населения, но и большого числа неопухолевых форм отдаленной патологии (развитие катаракты, пневмо- и нефросклероза, ослабление эластичности кожи, различные нейродистрофические расстройства), в том числе и нарушений нейроэндокринной регуляции, снижающих адаптивные возможности организма. На уровне эмбриональных клеток даже одиночный клеточный дефект может привести к нарушениям развития, тератогенезу. Данная проблема связана и с ускоренным старением, бесплодием, смертью в первом поколении.

Настоящая работа посвящена токсикогенетической оценке сточных вод Оренбургского газоперерабатывающего комплекса (ОГПК) как возможного источника микроэлементного загрязнения окружающей среды. В процессе исследования, наряду с традиционными методами оценки на мутагенность, применили принципиально новый подход к оценке опасности загрязняющих агентов, выявляемых как слабые мутагены и способных индуцировать отдаленные эффекты воздействия.

Общая проблема изучения сточных вод газоперерабатывающей промышленности на живые объекты связана с тем, что опыта использования этих вод на земледельческих полях орошения (ЗПО) в нашей стране и за рубежом неизвестно (патентный поиск 1991 г.). В процессе переработки газа на ОГПК образуется до 4 млн. м3 биологически очищенных сточных вод, которые используются для орошения на площади 1670 га. Утилизация сточных вод на ЗПО является одним способов защиты водоисточников от загрязнения.

Цель и задачи исследовании. Целью исследований являлось изучение мутагенной активности сточных вод ОГПК и способности их индуцировать отдаленные последствия воздействия на организмах различного уровня организации.

В задачи исследований входило:

1. Подбор блока тест-систем для первичного скрининга генетически активных химических веществ.

2. Разработка способа оценки потенциальной способности вещества вызывать отдаленные последствия воздействия.

Научная новизна исследовании. В результате проведенных исследований установлена генетическая активность сточных вод газоперерабатывающей промышленности. Впервые в практике ток-сикогенетических оценок использовано явление наследуемых кле-точно-летальных эффектов на дрожжах-сахаромицетах для определения потенциальной способности вещества вызывать отдаленные последствия воздействия; в качестве тест-объектов для выявления

вторичных дистрофических процессов на многоклеточных организмах использованы растения и лабораторные животные. Принцип оценки антропогенного фактора как источника отдаленных патологий позволяет дать более полную характеристику объекту исследования и прогнозировать последствия загрязнения агентами слабой интенсивности.

Практическая значимость. Полученные результаты выделили сточные воды ОГПК в число источников мутагенного загрязнения окружающей среды. Разработанный способ оценки мутагенов малой интенсивности рекомендован для биотестирования антропогенных факторов.

Внедрение результатов работы в практику. Материалы научно-исследовательской работы в составе Отчетов по НИР хоздоговорной тематики (Гос. регистр. № 0293002109) учтены при разработке рекомендаций по эксплуатации ЗПО. Использованные методы оценки внедрены в учебный процесс кафедры селекции, хранения и переработки продукции растениеводства Оренбургского государственного аграрного университета на уровне студенческих научно-исследовательских работ.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Мутагенность сточных вод ОГПК.

2. Генетическая активность компонентов сточных вод ОГПК.

3. Отдаленные последствия воздействия сточных вод на уровне микроорганизмов, растений и животных.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на региональных конференциях молодых ученых и специалистов (Оренбург, 1995, 1997); на научно-практической конференции «Сертификация и управление качеством экосистем на Южном Урале» (Оренбург, 1997).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы - 212 наименований, из них 92 иностранных, приложения - 16 вспомогательные таблиц и один рисунок. В основном тексте - 15 таблиц, 10 рисунков и одна фотография.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано краткое содержание проблемы, цель и задачи исследований.

Первая глава содержит описание опыта использования земледельческих полей орошения как способа утилизации хозяйственно-бытовых и промышленных стоков; исследований реакций микроорганизмов, растений, лабораторных животных на загрязнение продуктами газопереработки (по компонентам сточных вод); принципов биотестирования мутагенности антропогенных факторов окружающей среды.

Во второй главе представлены материалы и методы исследований. Экспериментальная работа выполнена в 1989 - 1993 гг. Анализ химического состава сточных вод, почв, растений выполнен в лабораториях «Оренбурггеология» и «Волгогипрозем». Бактериальный тест Эймса сальмонелла/микросомы - в лаборатории физи-ко-химии биомембран МГУ. Цитогенетические и морфофизиологи-ческие исследования на растениях, проведение микробиологических исследований на дрожжах-сахаромицетах, патолого-анатоми-ческое вскрытие лабораторных животных и экспертиза - в лабораториях Оренбургского государственного аграрного университета.

Химический состав сточных вод определяли перед поливами на участки ЗПО по методике Лурье Ю.Ю. и Рыбниковой Л.И. (1966).Отбор проб на спектральный анализ проводили в трехкратной повторности через 10 см до глубины 30 см. В образцах воды, почв, растений определяли содержание редких и тяжелых металлов атомно-эмиссионным методом (Канякин A.B., Грибовская И.Ф., 1979).

Определение мутагенной активности сточных вод проводили с помощью модифицированного полуколичественного теста Эймса с

метаболической активацией in vitro (Фонштейн Jl.M.; Ames et al., 1975). Использованы штампы Salmonella typhimurium ТА 98 и ТА 100. В качестве контрольного промутагена использовали 2 - амино-антрацен. Для метаболической активации использовали постмито-хондриальный супернатант (фракцию S-9).

Повреждения митотических хромосом и нарушения митоза на корешках лука Allium сера L. исследовали в соответствии методиками Паушевой З.П. (1988). Дополнительно учитывали: время, необходимое для мацерации 10% раствором HCl, количество ядрышек в ядре клеток.

В качестве тест-систем, определяющих частоту соматических мутаций и рекомбинаций у дрозофилы, использовали гомозиготные виргинные самки линии mwh ju и гетерозиготные самцы линии DP (103) SEU; flr/TM 1, Meri Sbd2. Исследования проводили по методике Lindsley, Grell (1968 ). Соматические мутации и кроссинговер учитывали по появлению одиночных и двойных пятен на крыле, фе-нотипически проявляющихся в изменении формы и числа щетинок.

Для учета сцепленных с полом рецессивных летальных мутаций (СПРЛМ) применили методику Меллер-5. В опыте использовали две линии дрозофилы: дикая Д-32, линия Меллер-5 (по Орловой H.H. ,1991).

Потенциальная способность сточных вод вызывать отдаленные последствия комплексно оценивалась на уровне гаплоидных и диплоидных клеток дрожжей, растениях и животных.

На дрожжах-сахаромицетах использованы методы выявления стохастических и нестохастических наследуемых клеточно-леталь-ных эффектов по описаниям Бычковскои И.Б. (1986).Исследования проводились на гаплоидном штамме Saccharomyces cerevisiae, интро-дуцированном из природной популяции, и его у-мутанте, диплоиде.

Частоту морфофизиологических аномалий оценивали на фасоли и пшенице. По общепринятым методикам определяли всхожесть семян. В опыте на фасоли исследованы 600 растений, культивируе-

мых в стеклянных ёмкостях со сточной водой до фазы 1 листа, затем растения отсаживали и дальнейшее развитие продолжалось в отстоявшейся водопроводной воде. В контроле на 450 растениях определили фоновый уровень морфозов и химер. В фазе 1-3 листа по весу зеленой массы на одно растение определили признаки соматической стимуляции. В основном эксперименте на пшенице использовали по 500 семян в опыте и контроле, в модельном по 50 для каждого из вариантов. Семена выдерживали в течение 19 часов в исследуемом растворе, затем сливали раствор и проращивали в чашках Петри на фильтровальной бумаге в условиях смачивания исходным раствором. Помимо всхожести семян и соматической стимуляции, наблюдали особенности развития колеоптиля и первого настоящего листа. В качестве контроля в основном эксперименте использовали отстоявшуюся водопроводную воду, в модельном - дистиллированную.

Эксперименты по выявлению отдаленных эффектов воздействия вещества проведены на китайских хомячках в репродуктивном возрасте, весом 100 - 110 граммов. В организм самцов и самок сточные воды вводили с пищей, ежедневно, из расчета 0,2 мл/кг массы животного в двух экспозициях - 10 и 29 дней. В процессе эксперимента учитывали особенности внешних изменений, отклонения в поведении, характер летальности. Животных после гибели вскрывали для паталого-анатомической экспертизы. Действие сточных вод на репродуктивность самок наблюдали после проверки на плодовитость. Количество особей в каждой группе - не менее трех (по Иванову Ю.И., Погорелюку О.Н., 1990).

Статистическая обработка результатов заключалась в вычислении средней арифметической, ее стандартной ошибки, / -критерия, г -критерия или критерия Колмогорова-Смирнова для выборки сгруппированной в классы по методикам, предлагаемым Ивановым Ю.И. и Погорелюком О.Н. (1990) и Леоновым В.П. (1990) для обработки экспериментальных данных медико-биологических исследований на программируемых калькуляторах.

Результаты исследований изложены в трех главах.

Химический состав сточных вод и содержание микроэлементов в почвах и растениях ЗПО. В избытке в сточных водах ОГПК присутствуют ионы Na и С/", наблюдается колебание показателей минерализации, содержания нитратов и сульфатов по годам в сторону превышения ПДК. По результатам спектрального анализа превышения концентраций металлов для поливных вод нет. Сточные воды ОГПК токсичны для обитателей пресных водоемов (по ПДК для рыборазведения). В течение 11 лет орошения с 1980 по 1991 гг. в почвах ЗПО увеличилось содержание цинка в 2 раза, свинца в 3 раза, концентрации остальных металлов снижены или изменились незначительно. Относительно фона в почвах 1991 года наблюдается накопление цинка, свинца, хрома, олова, бария. Содержание никеля превосходит ПДК, остальные элементы находятся в пределах норм. В 1980 году содержание МЭ в растениях на 1-3 порядка ниже содержания в почвах, а в 1991 г. - выше на 2 порядка по большинству МЭ. Все показатели входят в нормы ПДК фитотоксичности. Практически все МЭ превосходят фоновые значения или близки к этому.

Коэффициент биологического поглощения (КПБ) наибольший у меди, свинца, молибдена и стронция в 1980 году. В 1991 г. КПБ увеличен у всех элементов, в наибольшей степени у меди, цинка, молибдена, никеля, бария. Зависимость валового содержания Си, Zn, Pb, Ni, Cr, Mrt, Mo в кормах ЗПО ОГПК от их концентрации в почве выражается коэффициентом корреляции равным 0,83.

Изучение мутагенной активности сточных вод и их компонентов. По результатам двух опытов в бактериальном тесте Эймса сальмонелла /микросомы сточные воды, отобранные из емкости сезонного регулирования (ЕСР), проявили слабую мутагенную и недостоверную промутагенную активность на штамме S. typhimurium ТА 98. Сточные воды, поступающие в ЕСР, не проявили ни мутагенной, ни промутагенной активности. Тип генной мутации, индуцируемой пробами воды из ЕСР - сдвиг рамки считывания генетического кода.

На корешках лука А. сера L. сточные воды не вызывали грубых хромосомных аномалий; увеличивали количество клеток с нарушениями в митозе, а также значительно изменяли показатель ми-тогенности относительно контроля (табл. 1).

Таблица 1. Действие сточных вод Оренбургского газоперерабатывающего комплекса на корешки лука Allium сера L.

М1,%0 Ml, относительно контроля, % Число клеток с нарушениями на 1000 клеток * Проанализировано клеток

к« пробы сточные воды контроль

полиплоидных отставания хромосом хромосомные аберрации в контроле в опыте

I 132,74 34,53 384,42 нет нет нет 1390 527

2 192,30 97,02 196,02 2,28 4,55 нет 1613 879

3 139,50 28,60 487,76 1,32 2,63 нет 569 760

*В контроле клеток с нарушениями не обнаружено

Показатель митогенности в различных пробах варьирует в зависимости от общего содержания микроэлементов в сухом остатке. Последнее подтверждает значимость суммы минимальных концентраций МЭ в формировании биологической активности сточных вод.

В модельном эксперименте использованы соли, меди, никеля, цинка в дозах в 1000 раз превосходящих концентрации в сточных водах: карбонат меди - 5 мг/л; карбонат никеля - 7 мг/л; хлорид цинка- 10 мг/л. В результате эксперимента не выявлены хромосомные и геномные нарушения по исследованным компонентам сточных вод. По снижению показателя митотического индекса и по увеличению числа ядрышек в ядре клеток определили, что все модельные растворы проявляют токсичность на уровне нарушения баланса цитоплазма - ядро. Нарушение избирательного поглощения ионов клеточной мембраной и усиление токсического эффекта наблюдали при комплексном взаимодействии меди, никеля и цинка. В варианте -соль меди - время, необходимое для мацерации наименьшее, в этом отражается

особая способность меди разряжать ткань. В комбинации трех компонентов это свойство преобладало над реакцией уплотнения ткани корня при воздействии никеля или цинка (табл. 2).

Таблица 2. Структура реакции А. сера Ь. на воздействие сточных вод Оренбургского газоперерабатывающего комплекса и солей никеля, меди, цинка

Вариант Время, необходимое для мацерации 10 % раствором НС1 М1,%0 Количество клеток с ядрышками более двух на 1000 клеток

Контроль 3' 15 "— 3'20" 111,52 2,19

Проба № 2 4'05" — 4'10" 68,44 25,07

Проба № 3 3'10" — 3'15" 58,10 21,80

Соль никеля 10'45"— 10'50" 52,40 28,57

Соль меди 2'35"- 2'40" 78,19 18,45

Соль цинка 3'40" - 3'45" 89,12 30,99

Комбинация -

соли никеля,

меди, цинка 2'25" - 2'30" 38,40 42,18

Комбинация -

соли никеля,

меди 5'35" - 5'40" 66.92 24,03

В тесте на соматический мозаицизм по крыловым маркерам у дрозофилы, который заключался в учете частоты одиночных и двойных пятен, фенотипически проявляющихся в изменении формы и числа щетинок, сточные воды индуцировали увеличение числа пятен на крыло за счет одиночных Яг-пятен. Определен тип нарушения - нерасхождения хромосом. Слабый положительный эффект. В модельном эксперименте использованы соли никеля, меди, олова в отдельности и сумме трех компонентов, в концентрациях не превышающих содержание в сточной воде, превышающих концентрацию в 10 и 100 раз.

Во всех вариантах, с превосходящими в какой-либо степени контроль увеличение числа пятен на крыло происходило за счет одиночных пятен типа Лг, аналогично варианту со сточными водами. Лишь в сумме трех компонентов в дозе в 100 превосходя-

щей концентрацию в сточной воде обнаружены статистически достоверные изменения.

Те же варианты оценивались в тесте на выявление частоты сцепленных с полом рецессивных летальных мутаций у дрозофилы. Сточные воды проявили слабую генотоксичность (1 балл). При совместном действии трех компонентов - меди, никеля, олова, в концентрациях не превосходящих концентрации в сточной воде, наблюдали слабый положительный эффект. Никель и медь в дозах, превосходящих концентрацию в сточной воде в 10 раз, также индуцировали СПРЛМ, при этом соль никеля проявляла большую активность, чем соль меди. В таблице 3 приведены результаты тестирования на мутагенность.

Таблица 3. Мутагенность сточных вод Оренбургского газоперерабатывающего комплекса в различных тест-системах

Тип нарушения Система проверки Наличие эффекта

Генные мутации Бактериальный тест Эймса

сальмонелла/микросомы без +

метаболической активации

при метаболической актива-

ции -

Сцепленные с полом рецес-

сивные летальные мутации +

на дрозофиле

Хромосомные

аберрации Тест на корешках лука

Геномные мутации Соматический мозаицизм

по крыловым маркерам на

дрозофиле +

Тест на корешках лука +

Сточные воды ОГПК в системе оценок на мутагенность определены как слабые мутагены, с тенденцией усиления эффекта повреждающего действия по мере концентрации составляющих компонентов. Основу мутагенной активности сточных вод ОГПК несут соли меди и никеля. Роль олова отразилась лишь в формировании общего токсичного фона, на основе которого происходят мутации.

Изучение сточных вод как фактора окружающей среды, способного индуцировать отдаленные последствия воздействия у микроорганизмов, растений и животных. Для оценки токсичности сточной воды на организмы различной генетической организации использовали дикий штамм дрожжей Хасскаготусеь сегех'тае - гаплоид и его у - мутант - диплоид. Наблюдали выживаемость, обработанных клеток и особенностей колониеобразования по диаметрам макроколоний. По результатам эксперимента сточные воды токсичны для дрожжей-гаплоидов, так как летальность клеток достигает 47,7 %, а также наблюдается сокращение размеров колоний, что свидетельствует о летальности в поколении. По отношению к дрожжам-диплоидам сточные воды малотоксичны, так как выживаемость снижена незначительно (97,59 %), но имеет место эффект увеличения размера колоний - начальное изменение в морфологии колониеобразования при летальности в поколении у диплоидных дрожжей, вызванном мутагеном. Сточные воды индуцируют нестохастический клеточно-летальный эффект, что определяет потенциальную способность вещества вызывать отдаленные последствия воздействия (вторичные дистрофические изменения органов) на многоклеточных организмах.

Результаты исследований на семенах фасоли и пшеницы по оценке последствий воздействия сточных вод предложены в таблице 4.

Таблица 4. Действие сточных вод Оренбургского газоперерабатывающего комплекса как фактора, усиливающего частоту мор-фофизиологических аномалий у растений

Объект Варианты Всхожесть в% к контролю Кол-во растений с морфоза-ми, % Кол-во химерных растений, % Вес зеленой массы на одно растение, в % к контролю

Фасоль Контроль 100 2,0 ± 0,5 0,66 ±0,1 100

Опыт 63,3 7,4 ± 0,3 1,96 ±0,2 127,3

Пшеница Контроль 100 нет нет 100

Опыт 88,2 1,7 ± 0,1 нет 52,9

Типичные морфофизиологические изменения, наблюдаемые у растений фасоли: прекращен верхушечный рост побега, короткие междоузлия на стебле, наличие некротических образований - коричневые, бурые пятна, расположенные в порядке убывания к молодым листочкам, поражение стебля, листовые пластинки аномальной формы, абсолютное или частичное отсутствие пигментации листа, усиление пигментации при нормальном жилковании, при учащении жилкования. Химерные растения вместо 4 имели 5 ортостих и развивали 3 первичных листа. Растение пшеницы под действием сточной воды формировало единственный морфоз - нарушение синхронного развития колеоптиля и первого настоящего листа.

Модельный эксперимент на проростках пшеницы, проведенный с целью выявления компонентов сточной воды, участвующих в формировании морфозов, определил особую активность солей меди в индукции необратимых (летальных) морфофизиологических нарушений и функцию солей цинка и никеля - ингибировать развитие колеоптиля. Соль меди проявляла наибольшую токсичность на ранних фазах развития проростка из семени (выживаемость семян относительно контроля снижена на 12%; количество морфозов, связанных с гибелью точки роста -13% от общего числа проросших растений). Соли никеля и цинка вызывали лишь обратимые морфозы аналогично пробам сточной воды. Аддитивное взаимодействие солей никеля, меди, цинка в формировании повреждающего действия на проростки пшеницы не обнаружено. В комбинации трех компонентов снижена токсичность относительно варианта - соль меди (выживаемость семян выше на 6%, летальных морфозов не наблюдали, количество обратимых морфозов приближено к фону).

Исследование отдаленных последствий воздействия сточных вод на организм китайских хомячков проводили в трех опытных группах. В первой опытной группе животных, состоящей из трех самок и трех самцов, подкормка сточными водами продолжалась 29 дней. В первые две недели с начала эксперимента у животных

наблюдали хороший аппетит, некоторую сонливость, повышение густоты шерсти; в последующие дни вплоть до летальности -дерматит (чесотка), возбудимое состояние, умеренная агрессивность, по-редение шерсти (взъерошенная шерсть) .Через 16 дней после прекращения подкормки фиксирована гибель первого животного, в течение недели погибло 75% особей. Смерть наступала внезапно, обычно в момент сна, сопровождалась слизистыми кровяными выделениями из обонятельной и ротовой полостей, слезотечением, гиперемией носа. Патолого-анатомическое вскрытие показало наличие отека, застойной гиперемии легких, диффузной дистрофии почек, печени, миокарда. Летальность 100% животных наступила на 57 день о момента окончания подкормки. В отдельных случаях гибель наступала в результате септикопиемии (предполагалась изначальная локализация в печени, гнойный лимфоденит). Подсаживание интактного самца к экспериментальным самкам не привело к результатам - самки оказались стерильными.

Во второй опытной груше животных три самки получали сточные воды в тех же условиях, но при длительности подкормки 10 дней. Через 2,5 месяца после окончания подкормки провели скрещивание с интактными самцами. Наступившая беременность завершалась гибелью самок в момент родов. При вскрытии обнаруживались плоды без патологии.

В третьей опытной группе три самца получали сточные воды в режиме второй опытной группы. Скрещивание с интактными самками проводилось также спустя 2,5 месяца после прекращения приема сточных вод. Каждый самец скрещивался с тремя самками. Детеныши рождались и развивались в период лактации без особенностей, в полуторамесячном возрасте молодые особи изолировали от самки. Потомство отличалось повышенной смертностью (табл. 5) .Средние значения по всем показателям, представленным в таблице 5 рассчитаны по последним трем семьям самок. Проанализировано 19 особей в контроле и 41 особь в опыте.

Таблица 5. Показатели жизнеспособности потомства полученного от скрещивания интактная самка х экспериментальный самец

Вариант Кол-во новорожденных особей Кол-во выживших особей Отношение кол-ва выживших особей к количеству новорожденных особей,%

к 1-му месяцу к 3-му месяцу к 5-му месяцу

к 1-му месяцу к 3-му месяцу к 5-му месяцу

Контроль 6,33 ± 1,73 4,67 4,33 4,33 73,78 68,40 68,40

±0,67 ±0,67 ± 0,67

Опыт 4,56 ± 0,35 3,89 2,44 1,22 85,31 53,51 26,75

±0,51 ± 0,66 ± 0,43

В % к

контролю 72,04 83,30 56,35 28,18 116,09 78,23 39,11

В норме гибель маложизнеспособных новорожденных особей прекращалась к третьему месяцу существования, в опыте - гибель животных продолжалась и после трехмесячного возраста. В эксперименте относительно контроля количество новорожденных особей сокращено, в течение первого месяца жизни интенсивная летальность не наблюдается. Разница в показателях количества выживших особей к первому месяцу жизни между контролем и опытом статистически не существенна. Таким образом, период лактации в опытной группе проходит относительно благополучно. Однако после прекращения периода лактации наблюдали, что потомство ослаблено и не приспособлено к существованию в условиях оптимального рациона для животного данного возраста. Потомство отличалось прогрессирующим истощением отсутствием аппетита, проявлением депрессии, слабой иммунной защищенностью. В результате к пятому месяцу смертность превзошла контроль на 41,6%.

Таким образом, в экспериментах наблюдали патологические изменения в организме животных, вызванные хроническим воздей-

ствием сточных вод ОГПК в течение короткого времени. Полученных доз было достаточно для индукции необратимых нарушений, приводящих к истощению и скорой гибели животных. Кроме того, наблюдалось отражение токсического эффекта на уровне потомства. Сточные воды ОГПК вызывали отдаленные последствия воздействия на животных, что прогнозировалось в предыдущих экспериментах на дрожжах-сахаромицетах и растениях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. По результатам наших исследований сделаны следующие выводы: 1. Сточные воды ОГПК обладают слабым мутагенным эффектом: -в тесте сальмонелла/микросомы Эймса индуцируют генные мутации - типа сдвига рамки считывания генетического кода;

-в тесте на корешках лука - геномные мутации - типа полиплоидии и отставаний хромосом;

-в тесте на соматический мозаицизм у дрозофилы - геномные мутации - типа нерасхождений хромосом;

-в тесте на сцепленные с полом рецессивные летальные мутации у дрозофилы выявляется слабый положительный эффект.

2 .Сточные воды ОГПК индуцируют отдаленные последствия воздействия:

-на дрожжах-сахаромицетах вызывают наследуемые клеточ-но-летальные эффекты;

-у растений фасоли и пшеницы - морфофизиологические аномалии;

-у китайских хомячков - вторичные дистрофические изменения тканей органов, снижение репродуктивной активности, общее истощение организма, повышение смертности в потомстве 3.Модельные эксперименты показали:

-медь и никель несут основу мутагенной активности сточных вод ОГПК; аддитивное влияние этих микроэлементов можно наблюдать при увеличении их концентрации относительно содержа-

ния в сточных водах в 100 раз при выявлении соматического мо-заицизма, без увеличения концентрации при выявлении СПРЛМ у дрозофилы;

-из трех МЭ - медь, никель, цинк - наибольшую токсичность по отношению к семенам и проросткам пшеницы проявила медь; медь обладает свойством повышенной проникающей способности; нарушает барьерную функцию клеточной мембраны в концентрации карбоната меди - 5 мг/л у растений;

-аддитивное влияние меди, никеля и цинка на уровне ингиби-рования митотического деления и усиления белкового синтеза наблюдается в корешках растений при увеличении концентрации этих МЭ в 1000 раз относительно их содержания в сточных водах.

"Оренбурггазпромэнерго" при эксплуатации ЗПО и Оренбургскому газоперерабатывающему комплексу при очистке сточных вод рекомендуется обратить особое внимание на содержание никеля и меди, как основных источников мутагенности сточных вод ОГПК, а также на общую концентрацию солей, составляющих фон генетической активности изученного фактора.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Гарипова Р.Ф., Киляков В. Исследование мутагенной активности стоков Оренбургского газоперерабатывающего завода на растительных объектах // Тезисы докладов к 47-й итоговой научно-практической конференции СНО им. Ф.М. Лазаренко. Оренбург, 1992.

2. Гарипова Р.Ф., Ибрагимов Ф.Ф., Калиев А.Ж. Использование охранной зоны Оренбургского газоперерабатывающего комплекса для производства кормов. Инф. Листок Оренбургского ЦНТИ, 1993. №78.

3. Гарипова Р.Ф., Ибрагимов Ф.Ф., Калиев А.Ж., Ярцев Г.Ф. Использование охранной зоны Оренбургского газоперерабатывающего комплекса для производства кормов // Отчет по НИР. Гос. Регистр. № 0293002109.

4. Гарипова Р.Ф., Калиев А.Ж. Влияние атмосферных выбросов Оренбургского ГПК на почву и растения. Инф. Листок Оренбургского ЦНТИ, 1993. № 208.

5. Гарипова Р.Ф., Калиев А.Ж. Действие сточных вод Оренбургского ГПК на живые организмы. Инф. листок Оренбургского ЦНТИ, 1993. № 279

6. Гарипова Р.Ф., Калиев А.Ж. Способ оценки эффекта малых доз мутагена среды. Инф. листок ЦНТИ, 1993. № 280.

7. Гарипова Р.Ф., Калиев А.Ж. Действие сточных вод и солей никеля, меди, цинка на рост и развитие проростков пшеницы. Инф. листок ЦНТИ, 1995. № 4.

8. Гарипова Р.Ф., Калиев А.Ж. Действие сточных вод и солей никеля, меди, цинка на корешки лука. Инф. листок ЦНТИ, 1995. № 5.

9. Гарипова Р.Ф., Бигалиев А.Б., Калиев А.Ж. Солевой режим южных черноземов при длительном орошении сточными водами газоперерабатывающей промышленности // Известия НАН РК. Серия биологическая. Алматы, 1995. № 3.

10. Гарипова Р.Ф., Бигалиев А.Б., Калиев А.Ж. Оценка общетоксического действия и генотоксичности выбросов газоперерабатывающего комплекса в эксперименте // Известия HAH PK. Серия биологическая. Алматы, 1995. № 3.

11. Гарипова Р.Ф. Влияние сточной воды Оренбургского ГПК и ее компонентов на частоту соматических мутаций и рекомбинаций у дрозофилы // Тезисы докладов региональной конференции молодых ученых и специалистов. Оренбург, 1995.

12. Гарипова Р.Ф. Мутагенность сточных вод Оренбургского газоперерабатывающего комплекса в краткосрочных тестах // Тезисы докладов региональной конференции молодых ученых и специалистов. Ч. 2. Оренбург, ОГАУ, 1997.

13. Гарипова Р.Ф., Калиев А.Ж. К вопросу о мутагенности сточных вод газоперерабатывающей промышленности // Сертификация и управление качеством экосистем на Южном Урале. Тезисы докладов. Оренбург, ОГУ, 1997.

14. Гарипова Р.Ф., Калиев А.Ж. Прогноз влияния выбросов газоперерабатывающей промышленности на окружающую среду // Сертификация и управление качеством экосистем на Южном Урале. Тезисы докладов. Оренбург, ОГУ, 1997.

Лицензия № ЛР020716 от 02.02.93.

Сдано в набор 4.03.98 Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. 1,25 Тираж 100 Заказ 2007

Отпечатанно в Оренбургском государственном университете. 460352, г.Оренбург, ГСП, пр. Победы, 13. ИПК ОГУ