Изучение токсичности нефтепродуктов методом биотестирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Забайкальский государственный университет

ИЗУЧЕНИЕ ТОКСИЧНОСТИ НЕФТЕПРОДУКТОВ МЕТОДОМ БИОТЕСТИРОВАНИЯ

Гизатулина Е.Е., Кушенко А.М.

Современными экологами уже давно отмечается особая роль нефтепродуктов в загрязнении окружающей среды. В настоящее время данная проблема стоит на первом месте, поскольку нефтяные продукты относятся ко второму классу опасности, их попадание в живую среду приводит к большим потерям для экологической системы, нарушает гомеостаз представителей флоры и фауны. Это связано с крайней токсичностью компонентов «черного золота». Нефть - это вязкая маслянистая жидкость, имеющая темно-коричневый цвет и обладающая слабой флуоресценцией. Химический состав представлен преимущественно насыщенными алифатическими, циклическими и ароматическими углеводородами. Попадая в природную среду, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде продукты - тяжёлые фракции нефтепродуктов, осевшие на дно вещества и т.д. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость, уменьшается количество кислорода и среда (вода, почва, воздух) приобретает токсические свойства, представляя угрозу для человека и для биоты в целом [3, 4, 6].

Проблема загрязнения окружающей среды нефтепродуктами наиболее характерна для областей так или иначе связанных с нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностью, однако в последнее время данный вопрос стал актуальным для всех крупных городов. Это связано с ростом количества автомобильного транспорта и автоматических заправочных станций. Так, в Забайкальском крае по данным Федеральной службы государственной статистики число автомобилей на 1000 человек населения за последние 20 лет выросло более чем в три раза [www.gks.ru]. Данная тенденция характерна для России в целом (рис. 1), что приводит к неизбежному загрязнению атмосферы, почв, грунтов, поверхностных и подземных вод нефтепродуктами и является основной экологической проблемой.

Рисунок 1 Динамика роста количества транспортных средств в РФ за 2004-2012 гг.

Данный вид поллютантов в первую очередь влияет на биологические свойства природных объектов. Изменяется общая численность микроорганизмов, их качественный состав, структура микробоценозов, падает интенсивность основных микробиологических процессов и активность ферментов [5, 6].

В современной системе экологического мониторинга все большую популярность приобретают методы биотестирования, позволяющие дать первичное заключение о токсичности вещества. По чувствительности, оперативности, биологической значимости и экономичности они существенно превосходят инструментальные методы [1, 2, 5, 8].

Целью работы было исследование токсических свойств нефти и продуктов ее переработки с помощью различных методов биотестирования.

Материалы и методы: степень токсичности органических веществ (нефть, бензин, керосин, дизельное топливо и масло, моторное масло) определяли по отношению к дрожжам Saccharomyces cerevisiae [1, 2, 7]. Для статистической обработки применяли пакет программ Statistica 5.0.

Токсичность нефтепродуктов оценивали двумя способами. Согласно первому методу, описанному А.И. Нетрусовым [7], исследуемое вещество (в объеме 0,1; 0,2; 0,5 и 1 мл) добавляли непосредственно в процессе приготовления суспензии дрожжей. Второй метод, предложенный Вятчиной О.Ф. с соавт. [2] основан на тест-реакции пенообразования микроорганизмами S. cerevisiae при добавлении глюкозы к культуре.

Результаты и обсуждение: проведенные исследования по методу № 1 показали, что наибольшую подавляющую активность на метаболизм микроорганизмов оказывает бензин. Его токсичность проявлялась на всех этапах воздействия, превышая контрольные цифры в 6 раз (рис. 2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 Степень токсичности исследуемых веществ по методу А.И. Нетрусову (100 % - контроль)

нефть нефтепродукт токсический биотестирование

Влияние на подъемную силу дрожжей нефти, дизельного топлива, моторных масел было сходным. Их агрессивное действие регистрировалось меньше, чем у бензина в 2-3 раза.

Таким образом, согласно данному методу наибольший токсический эффект оказывает бензиновая фракция нефти, что может быть связано с этилированием горючего материала, приводящего к синергическому действию углеводородов и свинца.

При определении отравляющего эффекта нефти и продуктов ее переработки по методу № 2 наибольшую подавляющую активность проявляли бензин, нефть и керосин (рис. 3). Причем, более высокий негативный эффект регистрировался у бензиновой фракции (в концентрации 1 мл жизнедеятельность сахаромицетов снижалась до нуля). Менее агрессивны по отношению к микроорганизмам дизельное топливо и масла, но с повышением концентрации данных нефтепродуктов их токсичность также выражена и сходна с другими исследованными веществами.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3 Степень токсичности исследуемых веществ по методу Вятчиной О.Ф. и соавт. (100 % - контроль)

Таким образом, данная методика подтвердила наибольший токсический эффект бензина; в целом полученные результаты отражают общую тенденцию негативного влияния нефти и продуктов ее переработки на метаболизм Saccharomyces cerevisiae.

Выводы: апробированные биотесты являются сопоставимыми; они удобны и надежны для экспресс-анализа токсичности нефти и продуктов ее переработки в природной среде; могут применяться в лабораторном практикуме студентов. Данные, полученные методами биотестирования, дают возможность экстраполяции результатов на человека и другие живые организмы, что позволяет предсказывать возможную физиологическую активность и разрабатывать механизмы защиты от данного вида поллютантов.

Литература

1. Вятчина О.Ф., Жданова О.Ф., Стом Д.И. Использование дрожжей Saccharomyces cerevisiae для биотестирования нефтезагрязнений // Известия Иркутского государственного университета. 2008. Т.1, № 1. С. 14-17.

2. Вятчина О.Ф., Жданова О.Ф., Стом Д.И. Некоторые особенности реакции пенообразования в суспензии сахаромицетов // Сибирский медицинский журнал. 2010. № 2. С. 34-36.

3. Галишев М.А., Пак О.А., Грошев Д.В. Методы контроля экологической и промышленной безопасности при загрязнении окружающей среды нефтепродуктами // Вестник Санкт-Петербургского ин-та гос. противопожарной службы. Санкт-Петербург, 2005. № 4. С. 72-75.

4. Кимова Е.В. Проблема диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами // Экологическая безопасность в АПК. Реферативный журнал. 2005. № 2. С. 289.

5. Можаров А.В. Изучение параметров тест-объектов при использовании методов биотестирования // Вестник ТГУ. 2011. Т. 16, Вып. 2. С. 624-626.

6. Носенко М.О., Шевцов М.Н. К вопросу о загрязнении окружающей среды нефтепродуктами // The new Ideas of New Century: The International Scientific Conference Proceedings of FAD PNU. 2006. Т. 1. С. 430-432.

7. Практикум по микробиологии: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений; под ред. А.И. Нетрусова. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 608 с.

8. Саксонов М.Н., Балаян А.Э., Бархатова О.А. Определение класса опасности отходов методами биотестирования // Стратегические направления устойчивого развития Байкальского региона: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Иркутск, 2010 г.: в 3 ч. Иркутск, 2010. Ч. 3. C. 229-233.

Размещено на Allbest.ru