Биологический контроль экологической опасности сточных вод различных производств

 

 Есебуа Ε

Главный специалист 

                                                                            Отделения   по  координации  

                                                                            научной  работы,  доктор

                                                                            биологических наук,  

                                                                                    Сухумский государственный   

                                                                                                            университет.

 

 

 

Биологический контроль экологической опасности

сточных вод различных производств

 

При оценке биологической активности химических соединений н их комбинаций, содержащихся в сточных н природных водах, первоочередной задачей является определе­ние «ближних» эффектов (общая токсичность) и их дальних проявлений (канцероген-ность, мутагенность и т.д.). Определение биологической опасности сточных вод имеет первостепенное значение, которое диктуется по крайней мере двумя причинами. Во-первых, возникает опасность их воздействия непосредственно на людей при постоянном контакте в условиях производства Во-вторых, сброс токсических веществ в природные водоемы н водотоки также оказывает негативное воздействие на живые системы.

Проведенные нами ранее исследования о действию сточных вод различных пред­приятий на клетки харовых водорослей выявило их значительные мембранные эффекты [1, 2, 3].

В сточных водах многих предприятий, в частности, связ!шных как с непосредствен­ной переработкой нефти, так и использованием продуктов ее переработки (например, па­рафин) присутствует большое количество многоядерных ароматических углеводородов и других соединений, которые могут обладать канцерогенной и мутагенной активностями [4]. В целях выявления возможных экологических последствий нами проводилась токеи-ко-генетическая оценка промышленных стоков до и после очистки.

 

 

Методика

 

Определение токсико-генетической опасности образцов сточных вод микробиологи­ческого и нефтеперерабатывающего производств проводили по методике, описанной в работах [5, 6]. В качестве тест-объекта используются клетки Chlorella vulgaris штамм А, выращиваемые в лабораторных условиях на среде Тамня [7].

Тестирование общей токсичности проводится по двум тест-реакциям, основанным на регистрации процессов роста и развития при культивировании на поверхности агаризо-ванных сред в течение 24 и 72 часов. Для генетического контроля осуществляется стати­стически достоверный подсчет появления числа колоний водоросли Cnlordla vulgaris А, измененных по морфологии, цвету, размерам и с необычным числом клеток.

 

Результаты и обсуждение

 

Сточные воды завода  белково-витаминных концентратов (БВК) обладают в зависи­мости от степени разбавления различной токсичностью. Так при разбавлении в 103 раз проб общего стока количество единичных клеток составляет 14,8±1,1% по сравнению с 2,4+0,4% в контроле. При увеличении концентрации (уменьшении разбавления) колнчество единичных клеток увеличивается и в неразбавленных образцах составляет 90,5+3,7%, а угнетение репродуктивной способности хлореллы происходит до 20,3±2,1%, при более высоких величинах разбавления эта величина равняется 72,2±8,0%.

Потенциальное генетическое действие по тесту аномальных споруляций проявляется при обработке образцов сточных вод из усреднителя в разбавлении 10 . Количество мик­роколоний с необычным числом клеток составляет 10,0±0,9% от контрольной величины. Дальнейшее повьппение концентрации (уменьшение разбавления) приводит к увеличению этого показателя.

Обработка клеток Chlorella испытуемыми образцами сточных вод микробиологиче­ского производства приводит к выходу колоний с необычным числом клеток и признака­ми угнетения роста и появлению видимых мугантных колоний. Появляется большое ко­личество точечных и карликовых колоний, число последних при действии неразбавленной сточной воды доходило до 69,3+10,9% по отношению к другим «нестандартным» колони­ям.

Образцы проб вод завода БВК, сбрасываемые в водоток (после очистных сооруже­ний) в разбавлениях 104-10° раз, практически не вызывают значительных токсикологиче­ских и генетических эффектов. Сравнение протокола проводимого химического анализа лаборатории завода с данными токсико-генетнческого контроля показывает, что наличие эфирорастворимых и взвешенных веществ, а также железа и цинка в пробах сточной во­ды, вероятно н определяют ее токсичность. Так, снижение содержания этих веществ в во­де после очистки не вызывает значительных токсических и мутагенных эффектов.

Образцы вод нефтеперерабатывающего предприятия до системы очистки содержали около 4-103мг/л нефтепродуктов. Токсический эффект, определяемый по выживаемости (число единичных клеток в колонии) оказывается довольно высоким при разбавлении об­разцов в 102 раз - 30,2±1,9%по сравнению с контролем - 1,2+0,1%. Достоверное измене­ние регистрируемых величин отмечается при разбавлении 104 раз (14,2+2,0%), при раз­бавлении 101 раз число единичных клеток составляет 50,2+4,8% и доходят до 100% при действии неразбавленной сточной воды. Нужно отметить, что в интервале разбавлений 104-102 раз количество единичных клеток меняется мало, и резко увеличивается при раз­бавлении 101 раз. Среднее число автоспор, образованное одной клеткой, стимулируется при обработке клеток сточной водой в интервале разбавлений 104-103 раз, а при действии неразбавленной водой резко падает.

После прохождения очистных сооружений (на сбросе) образцы вод практически не влияют на регистрируемые параметры при разбавлениях 10 -10 раз. В неразбавленных образцах количество единичных клеток и среднее число автоспор, образованное одной клеткой, равняется 49,7+3,1% и 29,8+1,7% соответственно.

Испытуемые сточные воды нефтеперерабатывающего предприятия приводят к на­рушению процесса споруляцин клеток хлорелла Мнкроколонни с необычным числом  клеток регистрировались, хотя и в небольшом количестве (3,9+0,3%), при разбавлении сточной воды в 104 раз. Повышение концентрации сточной воды (до разбавления в 101 раз)мало влияло на данный показатель, который колеблется в интервале 2,1+0,2% -5,0x0,7"/о; при действии неразбавленных проб с ι очной воды количество колонии с не­обычным числом клеток доходит до 6,5+0,9% по отношению к контролю. При учете ви­димых мутантных колоний отмечено образование карликовых, морщинистых, секторных и других колоний водорослей. Уровень мутагенной активности для всех испытуемых проб сточных вод остается достаточно высоким. В образцах сточной воды нефтеперерабаты­вающего предприятия доминировали морщинистые колонии. Их количество соответство­вало 85,0+12,0% - 98,7+11,9% от общего числа выросших.

После очистки воды данного предприятия вызывают небольшие изменения в коли­честве единичных клеток хлореллы (5,5+0,7%), что сравнимо с контрольными показате­лями. Испытуемые неразбавленные образцы вод после очистки все же угнетают репро­дуктивную способность штамма до 16,2+0,7%. хотя эти показатели значительно ниже при разбавлениях 104-102раз.

Количество микроколоний с необычным числом клеток составляет 1,2+0,2% -1,5+0,2% при разбавлениях 10 - 101 раз и возрастает (3,9+0,5%) при обработке клеток неразбавленными пробами после очистки индуцируют выход колоний, измененных по размерам. Как н в предыдущей серии опытов доминировали морщинистые мутантные ко­лонии, хотя их количество значительно ниже по сравнению с водой до очистки.

Таким образом, поступающие на очистные сооружения сточные воды (концентрация нефтепродуктов 4-103мг/л) оказывают выраженное токсическое действие на клетки хло­реллы, что подтверждается величинами всех тестируемых параметров. Помимо токсиче­ского действия? испытуемые сточные воды нефтеперерабатывающего завода обладали достаточно высокой мутагенной активностью и индуцировали определенный спектр му­тационных изменений у хлореллы.

Несмотря на снижение уровня мутагенной активности, полного исключения мута­генных эффектов в очищенных сточных водах не происходит, что подтверждается нали­чием в исследуемых пробах остатков нефтепродуктов, в том числе бензопирена Послед­ний факт требует разработки способов, связанных с удалением бензопирена из компо­нентного состава сбрасываемых в водотоки вод.

 

 

Литература

  1. Мотеюнене Э. Использование биоэлектрических реакций растительных клеток как показателей загрязнения водной среды// Ь сб.: Индикация природных процессов и сре­ды. Вильнюс. 1976. С. 103-105.
  2. Юрин В.М., Боброва Л.Α., Желяева Т.Г. Экспрессное тестирование сточных и при­родных вод по электр о физиологической реакции клеток Nitella // Химия и технология воды. 1981. Т. 3. С. 455-457.
  3. Oniani J., Yurin V., Chokhonelidze Μ., Kudriashov A. Evaluation of the mechanisms of water samples membranotropic effects as evidenced by the electroplasmographic analysis // Bull. Georg. Acad. Sci. 1997. V. 156. P. 290-292.

4.  Ткнсли И. Поведение химических загрязнителей в окружающей среде. М.: Мир. 1982.280с.

  1.  Тульчинская В.П., Кожанова Г.А., Гудзенко Т.В., Васильева Т.В. Биологический мониторинг нефтяных загрязнителей морской воды // Химия н технология воды. 1984. Т. 6. С. 355-364.
  2. Тульчинская В.П, Васильева Т.В., Кожанова Г.А., Гудзенко Т.В. Использование тест-систем водорослей и культур клеток для оценки токсичности и мутагенного по­тенциала сточных вод высокой цветности // Комплексные методы контроля качества природной среды. Черноголовка 1986. С. 181-182.
  3. Tamiya H.'Synchronous culture of algae // Ann. Rev. Plant Physiol. 1966. V. 17. P. 1-21.