WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

Распределение значений ЛД50 в пробах с доминированием цианобактерий Aphanizomenon flos-aquae отличалось от других. На рисунке 6 мы видим наличие отдельных массивов данных, один из которых характеризуется низкой токсичностью, а другой – высокой. При детальном анализе проб было выявлено, что низкая токсичность (ЛД50 выше 300 мг/кг) наблюдается в тех пробах, где присутствуют признаки деградации цианобактерий. Таковыми являлись: полное разрушение трихомов Aphanizomenon flos-aquae на отдельные клетки, случаи регистрации голубой окраски массы цианобактерий при отборе проб, наличие синих гранул в клетках, которые сигнализируют о разрушении пигментного аппарата.

Рис. 6. Распределение ЛД50 (мг/кг) проб цианобактерий Шершневского водохранилища с доминированием цианобактерий Aphanizomenon flos-aquae

Таким образом, можно сделать вывод, что снижение жизнеспособности цианобактерий приводит к уменьшению их токсичности. В связи с этим, мы приняли решение исключить данные пробы из последующего анализа влияния различных факторов на токсичность цианобактерий.

Среднее значение ЛД50 в пробах с отсутствием признаков деградации 86 мг/кг (95% доверительный интервал 67-110 мг/кг), на основании этого пробы цианобактерий с доминированием Aphanizomenon flos-aquae и отсутствием признаков деградации клеток могут быть отнесены к высокотоксичным в соответствии с классификацией ВОЗ.

В случае кодоминирования нескольких родов цианобактерий в пробе среднее ЛД50 составило 117 мг/кг (95% доверительный интервал 93-150 мг/кг). Таким образом, в среднем пробы с доминированием нескольких родов цианобактерий могут быть охарактеризованы по классификации ВОЗ как умеренно токсичные.

При сравнении 95% доверительных интервалов средних значений ЛД50 цианобактерий разных родов видно (без учета проб Aphanizomenon с признаками деградации), что все они перекрываются со средними значениями других родов цианобактерий. Следовательно, можно сделать вывод, что цианобактерии Шершневского водохранилища родов Microcystis, Aphanizomenon, Oscillatoria и Anabaena сопоставимы между собой по токсичности.

Влияние различных факторов на токсичность цианобактерий

При оценке влияния факторов на токсичность цианобактерий с использованием регрессионного анализа было выявлено, что в пробах, взятых из районов образования нагонных явлений, токсичность цианобактерий снижена. Необходимо отметить, что даже с учетом некоторого снижения токсичности цианобактерий, при образовании нагонных явлений создается высокая опасность для здоровья населения из-за огромной концентрации клеток цианобактерий в воде, а также выделения цианотоксинов непосредственно в воду.

При проведении регрессионного анализа не было выявлено следующих влияния факторов на токсичность цианобактерий: температуры воды (во время отбора); температуры воздуха (среднемесячной); среднего количества солнечных дней (за неделю, предшествующую отбору пробы); средней солнечной активности по числам Вольфа (за неделю, предшествующую отбору пробы); средней скорости ветра (за неделю, предшествующую отбору пробы); среднемесячного количества осадков; содержания биогенных веществ (P, N, N/P); проточности, численности и биомассы цианобактерий в воде в день отбора; качественного состава концентрированных проб цианобактерий.

При проведении многофакторного дисперсионного анализа была выявлена следующая модель, включающая в себя факторы, оказывающие совместное влияние на токсичность цианобактерий Шершневского водохранилища. Характеристики модели приведены в таблице 5.

Таблица 5

Характеристики модели влияния факторов на ЛД50 цианобактерий Шершневского водохранилища

Фактор

Коэффициент b

Статистика Вальда

Значимость

Солнечная активность

- 0,9 ± 0,5

3,9

0,048

Проточность

1,7·102± 0,7·102

5,6

0,018

Количество солнечных дней

- 12± 6

3,8

0,050

Примечание - коэффициент правдоподобия модели 9,9; р =0,019

Наиболее сильное влияние на токсичность цианобактерий в рамках данной модели оказывает среднемесячная проточность Шершневского водохранилища (статистика Вальда 5,6). Причем повышение проточности оказывает отрицательное влияние на токсичность цианобактерий, что легко объяснимо, т.к. цианобактерии предпочитают условия с низким водообменом.

Примерно одинаковыми по силе влияния на токсичность являются факторы солнечной активности и количества солнечных дней (средние за неделю до отбора пробы цианобактерий показатели), статистика Вальда составила 3,9 и 3,8 соответственно. Оба эти фактора оказывают положительное влияние на токсичность. Это вполне согласуется с литературными данными о том, что на пиках солнечной активности происходят всплески токсичности цианобактерий и возникновения случаев отравления людей и животных (Toxic cyanobacteria in water, 1999).

Таким образом, при проведении многофакторного анализа было выявлено, что оптимальными условиями для продукции токсинов цианобактериями Шершневского водохранилища является установление солнечной погоды в сочетании с высокой солнечной активностью и низкой проточностью.

Содержание микроцистина в воде Шершневского водохранилища

Оценку содержания микроцистина в воде Шершневского водохранилища проводили с июня по сентябрь 2006-2007 гг. Методом непрямого иммунносорбентного анализа определяли концентрацию внутриклеточного микроцистина в пробах воды. В таблице 6 представлены результаты анализа.

Таблица 6

Содержание микроцистина в воде Шершневского водохранилища летом 2006-2007

Дата

Концентрация микроцистина, мкг/л

Дата

Концентрация микроцистина, мкг/л

22.06.2006

0,009

21.06.2007

5,350*

28.06.2006

0,007

28.06.2007

4,200*

05.07.2006

0,052

28.06.2007

0,060

12.07.2006

0,057

12.07.2007

0,077

18.07.2006

0,142

19.07.2007

0,211

26.07.2006

0,120

26.07.2007

0,225

02.08.2006

0,214

09.08.2007

0,998

09.08.2006

1,100

16.08.2007

0,037

16.08.2006

0,212

22.08.2007

1,324

05.09.2006

0,395

30.08.2007

4,540

28.09.2006

2,320

06.09.2007

5,490

05.10.2006

1,164

13.09.2007

8,220

  

27.09.2007

4,418

04.10.2007

0,648

Примечание: * - проба воды из сгона (места концентрации большого количества цианобактерий, возникающей в результате неблагоприятных метеорологических условий).

Полученные результаты лучше всего описываются логнормальным распределением (D критерий Колмогорова-Смирнова = 0,15; р 0,1). Среднее значение содержания микроцистина в воде за весь период исследований составило 0,4 мкг/л (95% доверительный интервал 0,2-0,9 мкг/л).

Содержание микроцистина летом 2006-2007 гг. характеризовалось значительной неравномерностью. При доминировании цианобактерий родов Anabaena и Aphanizomenon концентрация микроцистина в воде не превышала 1 мкг/л (уровень, рекомендованный ВОЗ в качестве ПДК микроцистина в воде). Следует отметить, что ЛД50 проб цианобактерий часто опускалось ниже отметки в 100 мг/кг, что свидетельствует о высокой токсичности, и численность клеток в некоторых пробах превышала 100 млн. кл/л. Эти данные свидетельствуют о том, что токсичность цианобактерий родов Anabaena и Aphanizomenon Шершневского водохранилища определяется наличием в клетках других токсинов, нежели микроцистина. Согласно литературным данным Aphanizomenon flos-aquae действительно не синтезируют микроцистин, однако, цианобактерии рода Anabaena обладают способностью к продукции микроцистина (Toxic cyanobacteria, 1999). Однако, этот ген присутствует не у всех видов и штаммов данного рода. К примеру, в недавних работах российских ученых (Кожевников, 2008) показано, что в Красноярском водохранилище Anabaena lemmermanii не обладает геном синтеза микроцистина. Вполне возможно, что ген микроцистин синтетазы либо отсутствует в популяции Anabaena flos-aquae Шершневского водохранилища, либо не экспрессируется.

Превышение уровня содержания микроцистина в воде в 1 мкг/л происходило в 2006 г. на фоне развития Oscillatoria agardhii. По литературным данным Oscillatoria agardhii обладает способностью к синтезу микроцистина (Toxic cyanobacteria, 1999). Максимальная концентрация микроцистина в 2006 году была зарегистрирована 28.09.2006 и составила 2,3 мкг/л.

При рассмотрении динамики содержания микроцистина в воде в 2007 г. выявлены похожие тенденции. В июне 2007г. на фоне доминирования Anabaena flos-aquae концентрация микроцистина в воде в целом не превышала 1 мкг/л. Исключением являлись случаи возникновения нагонных явлений цианобактерий рода Anabaena в 21 и 28 июня 2007 г., когда локальные концентрации микроцистина достигали 4-5 мкг/л. Следует отметить, что концентрация клеток цианобактерий на городском пляже г. Челябинска в эти дни достигала 7,5-8 млрд. кл/л. (ЛД50 = 196 мг/кг). По данным ВОЗ максимальная концентрация микроцистина, зарегистрированная при образовании нагонных явлений цианобактерий рода Microcystis, составила 25 000 мкг/л. С учетом этого, концентрация микроцистина, в воде в 4-5 мкг/л в нагонных явлениях представляется ничтожно малой. Кроме того, важным является то, что 1% от общей численности составлял Microcystis aeruginosa. С учетом огромной концентрации клеток в воде это составило 21.06.07 примерно 52 млн. кл/л Microcystis. Таким образом, микроцистин, присутствующий в данной пробе в концентрации 5,3 мкг/л, вполне может быть отнесен на счет Microcystis aeruginosa, который является высокоэффективным продуцентом данного токсина.

В этот же день концентрация микроцистина на открытой воде в 500 метрах от места образования нагонных явлений не превышала 1 мкг/л (Таблица 6) при численности клеток цианобактерий 20 млн. кл/л (90% Anabaena от общей численности). Этот факт также подтверждает гипотезу о том, что цианобактерии рода Anabaena Шершневского водохранилища не синтезируют микроцистин, либо синтезируют его в ничтожно малых количествах, несущественных с точки зрения вклада в токсичность.

В июле 2007 года на фоне доминирования цианобактерий Aphanizomenon flos-aquae концентрация микроцистина в воде ни разу не превысила порог 1 мкг/л, несмотря на то, что максимальная численность достигала 300 млн.кл/л при ЛД50 = 93 мг/кг (проба от 19.07.2007).

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»