Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Токсикологическая оценка влияния пестицидов карбофурана и карбосульфана на рыб Trichogaster trichopterus в пресноводных экосистемах Таиланда

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Канджанасири Вираекха

Введение

Глава 1. Оценка, .воздействия. пестицидов. карбофурана и карбосульфана на рыб.

1.1. Место и роль экотоксикологии в системе экологических наук

1.2. Классификация ядовитых веществ. Их использование в Таиланде

1.3. Воздействие пестицидов на живые организмы, включение в пищевые цепи

1.4. Система контроля качества вод в России и в Таиланде

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Токсикологическая оценка влияния пестицидов карбофурана и карбосульфана на рыб Trichogaster trichopterus в пресноводных экосистемах Таиланда"

В течение десятков лет пестициды используются по всему миру в качестве инсектицидов, гербицидов, фунгицидов, нематоцидов и др. Для этих целей в странах Юго-Восточной Азии и, в частности, в Таиланде широкое применение находит карбофуран и его производные. Тем не менее, в стране до сих пор отсутствуют утвержденные законом нормы по использованию пестицидов, а специальные токсикологические исследования на водных объектах крайне редки.

Одной из начальных ступеней системного подхода к изучению водоемов является первичное диагностирование состояния водных экосистем.

Системный подход к познанию закономерностей функционирования гидросферы требует определения экологической емкости составляющих ее водных объектов. При этом максимальная антропогенная нагрузка падает на внутренние пресноводные водоемы. Вот почему токсикологические исследования, ориентированные на благополучие организмов всех трофических уровней водоема, приобретают первостепенное значение в прикладной экологии.

Актуальность работ по токсикологической оценке влияния пестицидов на водоемы в целом не вызывает сомнения. Такая оценка возможна в результате решения двух важнейших задач: познания аутэкологических особенностей видов-индикаторов и сведений о кумуляции загрязнителей внутренними водоемами, как элементами геосистемы.

Целью настоящей работы являлась токсикологическая оценка влияния пестицидов карбофурана и карбосульфана на рыб Trichogaster trichopterus в пресноводных экосистемах Таиланда. Достижение поставленной цели стало возможным на основании решения следующих задач:

1. Имитации экологической катастрофы: токсикологической оценки влияния на рыб экстремальных концентраций карбофурана и карбосульфана через показатели смертности и поведения.

2. Определения летальных концентраций (ЛЕС-50) этих веществ в острых опытах. г

3.Определения летальных ■ концентраций карбофурана в хронических опытах.

4. Решения вопроса о кумуляции пестицидов группы карбофурана пресноводными экосистемами Таиланда.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые применен экосистемный подход к оценке последствий загрязнения пестицидами внутренних водоемов Таиланда.

На основании аутэкологических исследований массового вида эндемичных рыб получены сведения о летальных концентрациях наиболее часто применяемых в сельском хозяйстве пестицидов - карбофурана и карбосульфана.

Установлен нервно-паралитический характер воздействия этих ядов на живые организмы.

По соотношению ЛК-50 в хроническом и остром опыте на рыбах рассчитан коэффициент кумуляции карбофурана для региональной геосистемы. Карбофуран отнесен к группе пестицидов с умеренной кумуляцией, то что характеризует незначительную степенью передачи пестицидов его группы по трофическим цепям.

Практическая значимость проведенного исследования состоит в том, полученные автором результаты призваны послужить отправной точкой для установления предельно допустимых концентраций на выбросы пестицидов группы карбофурана в водоемы. Отсутствие законодательных актов по нормированию загрязнений пестицидами в Таиланде придает дополнительную ценность представленным сведениям.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседании кафедры Экологических основ природопользования Санкт-Петербургского государственного технического университета (май 2000 г.), на 3 научно-практической конференции аспирантов, молодых ученых РАН и высшей школы «Социально-экономическое развитие и экологическая безопасность регионов России» (проходила в рамках Федеральной целевой программы «Интеграция» в Институте проблем региональной экономики РАН в октябре 2000 г.), на расширенном заседании кафедры Промысловой океанологии и охраны природных вод Российского государственного гидрометеорологического университета (ноябрь 2000 г.), на Итоговой Сессии Ученого Совета РГГМУ (январь 2001 г.).

П у б л и к ад и и. По .материалам диссертации опубликовано 6 работ, из них 2- на русском языке и 4- на тайском.

Объем и структура р а б о т ы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, практических рекомендаций, выводов, списка литературы и приложения. Основной текст изложен на Я! страницах, иллюстрирован. 19 рисунками. h габлиц со статистическими показателями даны в приложении. Список литературы включает 68 работ.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Канджанасири Вираекха

ВЫВОДЫ

1. Диагностика состояния водных экосистем предполагает изучение биогеохимических циклов важнейших загрязнителей, в частности, пестицидов. Их влияние следует оценивать, как с позиций аутэкологии, то есть через реакцию тест-огранизмов, так и по их воздействию на внутренние водоемы - важнейшие элементы геосистемы.

2. Региональные исследования, касающиеся токсикологической оценки пестицидов с целью выработки природоохранного законодательства Таиланда, проведены впервые.

3. Токсикологическая оценка влияния пестицидов карбофурана и карбосульфана на рыб Trichogaster trichopterus сделана на основании трех взаимосвязанных серий экспериментов: a) имитации экстремальных ситуаций; b) острых опытов; c) хронических опытов.

4. Описанные реакции рыб на экстремальные дозы карбофурана и карбосульфана позволяет отнести эти пестициды к группе нервно-паралитических веществ.

5. В острых опытах установлена J1K-50 по карбофурану, равная 0.122 ± 0.022 мг/л и JIK-50 по карбосульфану, равная 0.225 £ 0.045 мг/л. Показана достоверность различий между этими дозами.

6. По соотношению ЛК-50 карбофурана в хроническом и остром опыте на рыбах рассчитан коэффициент кумуляции, равный 4.9. Это позволяет отнести карбофуран к группе пестицидов с умеренной кумуляцией, то есть незначительной степенью передачи карбофурана и других пестицидов его группы по трофическим цепям.

8 5

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

При отсутствии законодательных актов по нормированию загрязнений пестицидами в Таиланде, полученные результаты призваны послужить отправной точкой для установления предельно допустимых концентраций для их выброса в водоемы. Конечно, при этом данных, касающихся лишь звена консументов второго порядка (рыб), окажется недостаточным. Потребуются эксперименты для звена продуцентов (фитопланктон), консументов первого порядка (зоопланктон) и редуцентов (бактериопланктон). В этом деле аппробированные в отношении рыб токсикологические .методики и установленные значения летальных и безопасных концентраций сыграют важную роль.

Кроме токсикологических опытов понадобятся долговременные эксперименты, чтобы установить регенерационные потенции рыб и других гидробионтов после прекращения воздействия на них пестицидов. Следует оценить полноценность воспроизводительной системы и здоровье потомства в нескольких генерациях, поскольку известно, что после попадания в незагрязненную воду, гурами часто не способны к откладке икры.

Только собранные воедино данные по аутэкологии всех звеньев биологического круговорота пестицидов группы карбофурана в водоемах, и, сопоставленные с кумуляционными возможностями самих водоемов, позволят выработать единый критерий экологической безопасности для пресноводной экосистемы Таиланда Получив законодательное подтверждение на региональном уровне, такой критерий будет способствовать устойчивому развитию геосистемы Восточной Азии.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Канджанасири Вираекха, Санкт-Петербург

1. Алексеев. С.В. Экология. С-ГТетербург, " Симо- пресс", 1997. - Т.9, 320с.

2. БеленькийM.JI. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. JL, "Медгиз", 1963. 152 с.

3. Волков И.В., Заличева И.Н., Шустова Н.К., Ильмаст Т.Б. Некоторые экологические аспекты рыбохозяйственных ПДК // Проблемы экологической токсикологии. Петрозаводск, 1998. С. 8 -18.

4. Дмитриев В.В. Диагностика и моделирование водных экосистем. С.Петербург, 1995. 215 с.

5. Каган Ю.С. Общая токсикология пестицидов. Киев, "Здоров'я", 1981. 176.С.

6. Канджанасири В.П. Эффект некоторых красок на клетки костного мозга мышей // Биотоксикология. Бангкок. Казетзат Университет, 1986. 87 с. (на тайском языке).

7. Канджанасири В.П. Окружающая среда. Питзнулок, Технический Институт, 1996. 225 с. (на тайском языке).

8. Канджанасири В.П. План работы преподавателя по экологии. Питзнулок, Технический Институт, 1996. 65 с. (на тайском языке).

9. Канджанасири В.П. Влияние пестицидов группы карбофурана на рыб (Blue gourami) // Журнал здоровой кафедры. Вып. 4. Бангкок, 2000. С. 1-17 (на тайском языке).

10. Канджанасири В.П. Влияние пестицида карбофурана на рыб. "Региональная Экология" 2000, N 3-4 (15): 30- 36.

11. Кормилипын В.И. и др. Основы экологии. Учебное пособие. М, МПУ, 1997. 386 с.

12. Кубряшева З.Н., Ганжина А.В. Пособие по биологии для поступающих в вузы. Минск. 1974. С. 151-154.

13. Перевозников М.А. Ихтиоцидные свойства карбофоса // Труды Гос-НИОРХ. Л., 1970. Вып. 146.

14. Петров K.M. Общая экология. Взаимодействие общества и природы. С. Петербург, 1998. 252 с.

15. Полянский Ю.И. и др. Общая биология. 21-е изд. М., "Просвещение", 1991. 287 с.

16. Ревелль П., Ревелль Н. Почвенные микроорганизмы и пестициды // Среда нашего обитания: в 4-х книгах, кн. 1. Народонаселение и пищевые ресурсы. Пер. с англ. М," Мир", 1994. 340 с.

17. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь справочник. М., 1990.

18. Строганов Н.С. (ред.) Методика биологических исследований по водной токсикологии. М., "Наука", 1971. 300 с.

19. Федоров М.П., Шилин М.Б., Ролле Н.Н. Экология для гидротехников. Учебное пособие. С- Петербург, 1992, 80 с.

20. Шилин М.Б., Канджанасири В.П7 Токсикологическая оценка влияют пестицидов карбофурана и карбосульфана на рыб Trichogaster trichovterus \\ Итоговая сессия Ученого Совета РГТМУ, тез. док., СПб 2001, изд-во РГТМУ: 144- 146.

21. Штудюк А.В. Химические средства защиты растений // Защита растений от вредителей и болезней. М., 1988. С. 30-70.

22. Экология России. Хрестоматия. Сост. В.Н. Кузнецов. М., АО "МДС", 1996. 320 с.

23. Bocquene G. and Galgani F. Acetylcholinesterase activity in common prawn (Palaemon serratus) contaminated by Carbaryl and phossalane, choice of a method for detection of effects //' Ecotox. Environ. SafEty. 1991. V. 22: 337-334.

24. Chatteijee A. et al. Impact of carbofuran in the oocyte maturation of cattfish (Heteropennstes fossilis. Block.) // Arch. Environ. Contam. Toxicol, 1997. V. 33:2925. Chandurwar R.D. and Karranjkar R.R. Seed Res. New Dellhi. 1979, p. 734.

25. Duane F. et. al. Evaluation of solid state fermentation technique to dispose of Atrazine and Carbofuran // J. Environ. Qual., 1993 V. 22: 366-374.

26. Felsot. A.S. et. al. // J. Econ. Entomol, 1975. V. 78, p. 45.1. S7

27. Flaherty M., Szuster В., Miller P. Low Salinity Inland Shrimp Fanning in Thailand // AMBIO, 2000. V. XXIX, N. 3: 174-179.

28. Francis. В. M. Toxic substances in the environment / Bettina Magnus Francis // Environmental science and technology. New York and etc. "John Willey & Sons", Inc. 1994. 360 p.

29. Geno P.W. et al. Handwipe sampling and analysis procedure for the measurement of dermal contact with pesticides // Arch. Environ. Contam Toxicol., 1996. V. 30: 132-138.

30. Goral K. and Ram M. Alteration in the neurotransmitter levels in the brain of the fresh water snakehead fish (Channa punctatus) exposed to carbofuran // Eco-toxicology, 1995. V. 4: 1-4.

31. Harding J.P. The use of probability, paper for the graphical analysis of polymodal frequency distribution // J. Mar. Biol. Ass. U.K., 1949. V.28, N.l.

32. Hassal K.A. The biochemistry and uses of pecticides : structure, metabolism, mode of action, and use in crop protection. 2-nd Edition, " Weinheim and etc." 1990. 536 p.

33. Houx N. W. H. et al. Acute toxicity test for terrestrial hazard assesment with exposure of Folosomia Candida to pesticides in an aqueous medium // Arch. Environ. Contam. Toxicol., 1996. V. 30: 9-14.

34. Jash N. В and Bhattachraya S. Delayed toxicity of carbofuran in freshwater teleost Channa punctatus // Indian J. Exp. Biol, 1983. V. 17: 693-697.

35. Kallander D.B. et al. Recovery following pulsed exposure to organophos-phorus ana carbamate insecticides in the midge, Chironomns riparius // Arch. Environ. Contam. Toxicol., 1997. V.33, N. 1: 29-33.

36. Koterba M. T. et al. Pesticides in shallow ground-water in the Delmaroa Peninsura // J. Environ. Qual., 1993. V. 2, N 3: 500-518.

37. Marshall Т. C. and Dorough H. W. // Pestic Biochem. Physiol., 1979. V. 11, N. 56.

38. Michae D. et al. A phased approacn to the evolution of environmental chemicals for mutagenesis and presumtive carcinogenesis. // In Vitro toxicity testing of environmental agents. NATO conference series. 1 PartB. 1983.: 417-421.

39. NATO conference series. 1. Part A. 1983.

40. NATO conference series 1. Part B. 1983.

41. NRC Canada. Carbofiiran : Criteria for interpretting the effects of its use on environmental quality. National Research С ouncil of Canada, Associated Committee on Scientific Criteria for Environmental Quality. 1979.

42. Oman S. et al. Trap. Pest Managem., 1987. V. 33, N. 17.

43. Ou L. T. et al. Influence of soil temperature and soil moisture on degradation and metabolism of carbofuran in soils // J. Environ. Qual. 1982. V. 11: 293-298.

44. Parson J.T. and Scirgeoner G.A.Acute toxicities of permethrin, fenitrothion, carbaryl and carbofuran to mosquito larva during single- multiple pulse exposures //Environ Toxicol Chem., 1991. V. 10: 1229-1223.

45. Paschke A.M. and Burger A. E. C. Risk assessment as management tool use in pesticides use in an irrigation system , sistem, situated in semi-desert region // Arch. Environ. Contam. Toxicol., 1997. V. 32, N. 1: 42-49.

46. Resources and Environment in Asia's Marine Sector. Edited by J.B. Marsh. Taylor & Francis, Washington Philadelphia - London, 1992, 457 p.

47. Richter H.-J. Das Buch der Labyrmthfische. Neumann Verlag, Leipzig, 1979: 95 107.

48. Rose R.L. and Brindley. W.A. // Pestic. Biochem. Physiol. 1985. V. 23, N.74.

49. Saglio P.et al. Behavioral effects of waterbone carbofuran in gold fish // Arch. Environ. Contam. Toxicol., 1996. V. 31: 232-238.

50. Smith-Sonneborn. Use of a ciliated protozoan as a model system to detect toxic and carcinogenic agents // In Vitro toxicity testing of environmental agents. NATO conference series 1 Part A, 1979: 113-118.

51. SuetD.L. Crop. Prot., 1986 V.5, p.165.

52. Trotter D.M. et al. Aquatic fate and effect of carbofuran // Critic Res. Environ. Contr., 1991 V. 21:137-176.

53. Turk A. et al. Ecology Pollution Environment. Philadelphia-London-Toronto. W.B. Sounders company, 1972. 215 p.sg9

54. Зияй аийУЯи. ihr/ltn^lijn. n?HVW-\ U VI"! П Г1П at1 in lr FW1 r) (?! f ■ 980.

55. ЗУУГШЧ ri'^^r^ci. uuruin^luii~n rnb swr,nn v.anrj?. ПУ<ПУПЧ1. ty^vcjvf У1глыя:г/г«вг. 1987.