Диссертация (1105549), страница 9
Текст из файла (страница 9)
1.7 приведены рассчитанные по уравнению (1.11) иопределенные экспериментальным путем BCF нафталина и бенз(а)пиренадафниями в присутствии различных концентраций РОВ.Таблица 1.7Рассчитанные и экспериментальные BCF нафталина и бенз(а)пирена вприсутствии различных концентраций РОВ (тест-организм - дафнии) [152]ПАУРОВ (мг С/л)BCFПАУ-ГФК эксп.BCFПАУ-ГФК рассч.Бенз(а)пирен0125990±6804690±7904480±56052404650ПАУНафталинРОВ (мг С/л)BCFПАУ-ГФК эксп.BCFПАУ-ГФК рассч.515253540±10902460±3401620±5503480190013000510255037±460±2030±230±426±337363534Как видно из таблицы, между рассчитанными и экспериментальнымизначениямиBCFПАУ-ГФКнаблюдаетсяхорошеесоответствие,чтоподтверждает вышеприведенную гипотезу о доступности для биоты толькосвободно растворенной формы ПАУ.Многокомпонентная кинетическая модель.
Данная модель позволяетоценить влияние ГФК на скорость накопления ПАУ водными организмами.Согласно данной модели общее количество ПАУ в водной средерассматривается как распределенное между растворенной, связанной сГФК и аккумулированной биотой формами ПАУ. Потребление иэлиминирование ПАУ описываются соответствующими константамискоростей [117, 185]. При этом для оценки степени накопления ПАУ вводных организмах используют следующее выражение:dCa/dt = (ku×Dw) + (ks×Sw) - (kd×Ca)(1.12)где Ca - концентрация ПАУ в организме (нг/г); Dw и Sw - количествосвободного и связанного с ГФК ПАУ, соответственно (нг/г); ku и ks константы скорости потребления свободного и связанного c ГФК ПАУ,соответственно (ч-1); kd - константа элиминирования ПАУ (ч-1).Уменьшение скорости потребления различных ПАУ гидробионтамипри увеличении концентрации ГФК различного происхождения былоотмечено многими исследователями [117, 126, 141, 142, 178, 184].
Приэтом скорость потребления (ku) и элиминирования ПАУ (kd) в присутствииГФК во многом определялась как гидрофобностью ПАУ, так и степенью ихсвязывания с ГФК. Особо следует отметить, что для всех исследованныхПАУ, во всем диапазоне концентраций используемых ГФК значения ksбыли статистически неотличимы от нуля, что может свидетельствовать оботсутствиипотреблениякомплексаГФК-ПАУ.Незначительноеуменьшение скорости потребления антрацена и фенантрена (20 %)амфиподами в присутствии 20 мг/л ГК Aldrich авторы [126] связывают снизкой степенью взаимодействия данных ПАУ с ГК.Следовательно,справедливаисходнаягипотезаотом,чтогидробионтами накапливается только свободно растворенная форма ПАУ.Недоступность связанной формы ПАУ можно объяснить тем, чтообразующийся комплекс ГФК-ПАУ более полярен и имеет размеры,значительно превышающие размеры свободно растворенных ПАУ.
Этозатрудняет проникновение комплекса через мембраны клеток, а такжеуменьшаетколичествосвободногоПАУ,взаимодействующегосповерхностью мембран [199]. Данный вывод подтверждается такжерезультатами [125] о наличии обратной корреляции между Кос различныхПАУ и концентрацией ГФК, вызывающей 50 %-ное уменьшение скорости1.4.2. Влияние ГФК на токсичность ПАУВследствие низкой водной растворимости ПАУ проявляют, восновном, хроническую токсичность, которая тем выше, чем большегидрофобность соответствующего ПАУ. При этом острый токсическийэффект, вызываемый более гидрофобными ПАУ, наблюдался только вконцентрациях, превышающих предел их водной растворимости [55, 56].Примеры токсического воздействия ПАУ на некоторые водные организмыприводятся ниже.Авторами работы [55] отмечено стимулирующее действие целогоряда ПАУ на рост водорослей Chlorella vulgaris, Scenedesmus oblignus приконцентрации ПАУ 10 - 20 мкг/л.
В работе [187] наблюдали увеличениестепени ингибирования роста морских красных водорослей по меревозрастания дозы от 10 до 300 мкг/л производных бенз(а)антрацена.Авторы [56] отмечали резкое подавление роста бактерий Es-chrichia Coli иSerratia marinorubra в присутствии 10-5 - 10-7 М некоторых ПАУ. Причемингибирующее действие нафталина на рост бактери при концентрации12.8 мг/л было сопоставимо с действием бенз(а)пирена при концентрации5 мкг/л. Данными авторами также отмечено ингибирование фотосинтезаразличных водорослей в присутствии 1 - 20 мкг/л нафталина на 40 - 90 %.Зависимость воздействия фенантрена (200 мкг/л) и нафталина (125 500 мкг/л) на выживаемость крабовых личинок от температуры исолености средыисследованав [56].Овозможном токсическомвоздействии некоторых ПАУ на активность питания, скорость фильтрациии потребление кислорода водными организмами сообщалось в работах [56,142].
Так, бенз(а)пирен в концентрации 0.2 - 1.0 мкг/л вызывалзначительное уменьшение скорости фильтрации моллюсков; нафталин ифенантрен замедляли дыхание некоторых гидробионтов в диапазоне мг/лПАУ.В литературе описано два основных механизма токсическоговоздействия ПАУ на гидробионты. Один из них обусловлен высокойрастворимостью ПАУ в липидах и непосредственным взаимодействиемПАУ с различными электронодефицитными центрами мембранныхповерхностей по механизму переноса заряда. Другой механизм обусловленвзаимодействием метаболитов ПАУ, образующихся в реакциях окислениякак кислородом воздуха, так и ферментами клеток, с клеточнымиструктурами[56,гидрофильными181,и200].Метаболитыэлектрофильными,ПАУ,способныбудучикболееобразованиюковалентных связей со многими клеточными структурами [181, 182, 201].В литературе имеются сведения о фототоксичности ПАУ поотношению к различным водным организмам [202-208].
При этомфототоксичность проявляется при концентрациях ПАУ, значительно нижеих водной растворимости. Так, в работе [208] отмечено уменьшениеконцентрации ПАУ, вызывающей 50 %-ную гибель организмов (LC50),пропорционально времени облучения их водных растворов. Согласнопредположению авторов работ [209, 210], фототоксичность могутпроявлять лишь те ПАУ, для которых разность энергий между занятойвысшей молекулярной орбиталью и низшей незанятой составляет 6.5 - 8.0эВ, причем максимальный эффект проявляется для 7.1 ± 0.4 эВ.
Крометого, фототоксичность ПАУ во многом зависит как от длины волнывозбуждающего света, так и от времени их облучения [200].В качестве возможных механизмов в литературе приводятсяследующие[209,210]:непосредственноевзаимодействиемеждувозбужденной молекулой ПАУ и биомолекулой организма; образованиекомплекса с переносом заряда между триплетным состоянием ПАУ иосновнымсостояниемкислорода,сопровождающеесяобразованиемсинглетного кислорода.
Последний способен оказывать токсическоедействие на мембранную поверхность клеток. Кроме того, предполагают,что увеличение токсичности некоторых ПАУ при облучении УФ-светомсвязано с образованием свободных радикалов и пероксидов ПАУ.При достаточно большом количестве работ, посвященных влияниюГФК на биоаккумуляцию ПАУ, токсичность ПАУ в присутствии ГФКизучена крайне недостаточно.Так, авторы работы [208] отмечали уменьшение фототоксичностиантрацена для дафний и некоторых видов рыб в присутствии различныхконцентраций ГФК.
При этом эффект проявлялся даже при таких низкихконцентрациях ГФК как 0.1 - 3 мг С/л. Уменьшение LT50 с увеличениемсодержания ГК Aldrich от 0.5 до 5 мг С/л было отмечено в работе [197] приисследовании влияния данных ГК на фототоксичность флуорантена длярыб в диапазоне концентраций данного ПАУ от 4.8 до 34 мкг/л.Согласно предположению, высказанному в работах [197, 199, 208],возможным механизмом воздействия ГФК на фототоксичность ПАУявляется их способность поглощать УФ-излучение солнечного света.Следует отметить, что при оценке токсичности ПАУ в присутствииГФК исследователи не рассматривают непосредственного влияния самихГФК на тест-объект.
При этом в литературе имеются малочисленные идостаточно противоречивые сведения о физиологической активности ГФКразличного происхождения и фракционного состава на водные организмы.Имеющиеся данные на этот счет посвящены в основном исследованиювлияния ГФК на рост дафний и их выживаемость при низких рН.
Так,согласно [211-214], низкие концентрации ГФК (0.1 - 10 мг С/л)увеличивали выживаемость дафний при рН 5 на 60 %, в то время какповышение их концентрации до 22 мг С/л приводило к противоположномуэффекту. При рН 7 не было отмечено какого-либо влияния ГФК. В работе[215] авторы наблюдали повышение выживаемости дафний рН 6 вприсутствии 7 - 20 мг С/л ГФК. Авторами [212] сообщается о токсическомвоздействии низкомолекулярных ФК на D. magna. Получение подобнойинформации о влиянии ГФК на тест-организмы в присутствии ПАУ,возможно, внесло бы определенный вклад в рассмотрение проблемымеханизма изменения токсичности ПАУ в присутствии ГФК.***Рассмотренныйлитературныйматериалпозволяетсделатьследующие выводы:Существуетдостаточнобольшоеразнообразиеметодов,применяемых для количественной оценки степени связывания ПАУгумусовымикислотами.Однакосравнениеполученныхконстант,определенных различными методами, не всегда корректно, ввиду наличияпогрешностей при использовании того или иного метода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
