УДК
574.6+574.52+574.62+574.632
ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ЭФФЕКТ
НЕФТЕПРОДУКТОВ НА CLADOCERA
Д.И. Стом, А.В. Дагуров, А.Э. Балаян,
О.Ф. Вятчина
Иркутский
государственный университет
E-mail: adagurov@mail.ru; stomd@mail.ru
Резюме
Изучали влияние препаратов
гуминовых веществ (ГВ) на действие нефтепродуктов на Cladocera. ГВ ослабляли
или даже полностью предотвращали негативный эффект углеводородов нефти на
рачков. Препараты ГВ и поверхностно-активных веществ меняли размеры и число
капель в эмульсиях углеводородов нефти и повышали гидрофильность поверхностей
организмов.
Нефть и нефтепродукты
относятся к наиболее опасным и распространенным загрязнителям окружающей среды.
Показано, что гуминовые вещества (ГВ) ослабляют повреждающее действие некоторых
химических соединений (Steinberg et al., 2000). ГВ способствуют рекультивации
нефтезагрязненных субстратов (Технологии восстановления почв…, 2003; Салеем и
др., 2004; Prosen, Troha, Zupančič-Kralj, 2002). Появились сообщения, что ГВ могут изменять токсичность
углеводородов нефти (Стом, Дагуров, 2004). В этой связи задачей данного сообщения
было изучение возможности ослабления токсических эффектов нефтепродуктов на биотесты.
Объекты и методы исследований
В качестве основного тест-объекта
использовали лабораторную культуру Cladocera - Daphnia magna Straus (Жмур, 1997). Выживаемость Cladocera является наиболее широко применяемым биотестом (ПНД Ф Т, 2000). Но
дафнии гибнут лишь при повышенных концентрациях углеводородов. Поэтому в наших
опытах основным индикатором негативного действия токсикантов на дафний служило
количество рачков перешедших на поверхность водных эмульсий нефтепродуктов
через 24 часа (Balayan et al., 2000). Эта
тест-реакция является значительно более чувствительным показателем наличия
эмульсий нефтепродуктов, чем гибель дафний (Балаян, Стом, Саксонов, 2000). Методика
наблюдения всплытия дафний в эмульсиях нефтепродуктов в поверхностный слой дана
в (Стом и др., 2003). Содержание рачков, культивирование
и эксперименты проводили в лабораторных условиях согласно общепринятым
методикам (Fernández-Alba et al., 2002).
Объектами исследований
служили и споры бактериальных культур Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki и Bacillus cereus 9. Споры бактериальных культур получали
по (Вятчина, 2004).
Гидрофобность поверхности
спор оценивали по количеству спор, перешедших из водной бактериальной суспензии
в гексадекан (Rosenberg, Gutiik, Rosenberg, 1980). Для этого определяли
оптическую плотность при l=400 мкм.
При проведении
исследований источником ГВ служил препарат “Гумат-80” (ООО “АгроТех Гумат”, Россия).
Его получают с помощью безэкстрационной переработки углей. Кроме того,
использовали “Powhumus” (гумат калия из леонардита)
производства “Humintech GmbH.” (ФРГ). Там, где дополнительно не указано в качестве
ГВ брали препарат “Гумат-Экстра”.
Из
нефтепродуктов использовали: дизельное топливо, топочный мазут М-40,
неэтилированные автомобильные бензины с октановым числом 80, 92 и 95;
алифатические углеводороды: гексан, гептан, октан, изооктан, нонан, декан,
ундекан, додекан, гексадекан, октадекан, нонадекан; ароматические углеводороды:
бензол, этилбензол, изопропилбензол, нафталин, антрацен; циклоалканы:
гексаметилен, декагидронафталин. Все углеводороды были марки х.ч., ч.д.а. или
их чистили непосредственно перед опытом. Эмульсии нефтепродуктов получали перемешиванием
в течение 60 мин. на магнитной мешалке
(Миронов и др., 1985). Для получения насыщенных растворов углеводородов, в стеклянные
цилиндры, объемом на 2 литра диаметром 5 см, наливали почти доверху воды, и
затем на их поверхность с помощью пипетки осторожно наслаивали слой нефтепродуктов
толщиной 1 см. и выдерживали при 200 С в течение 30 суток (Долгополова
и др., 1991). Сосуды снабжали устройством, позволяющим отбирать пробы раствора
из-под пленки углеводородов
Маточный
раствор гумата готовили, растворяя навеску 0,5 г
сухого препарата “Гумат-Экстра” в 1 литре воды. Затем его центрифугировали при
7 тыс. об./мин. в течение 5 минут. После фильтрации через бумажный фильтр (белая
лента) отделяли нерастворившуюся часть.
Для выращивания дафний и контроля
брали отстоянную воду. Для опытов отбирали молодь одного помета в возрасте 2-х
суток. В каждый экспериментальный сосуд объемом 50 мл помещали по 10 рачков.
Аккумуляцию нефтепродуктов на
дафниях наблюдали с помощью светового и люминесцентного (Люмам И-1) микроскопов.
Для возбуждения флуоресценции (l=365 нм)
применяли ртутную лампу ДРШ 250-3 и светофильтр УФС 6, для выделения света
флуоресценции - ЖС 3. Для окрашивания нефтепродуктов и углеводородов нефти
использовали “Судан-IV”.
Опыт и контроль имели не
менее 6 повторностей при трех параллелях в каждой. Для статистической обработки
полученных данных применяли общепринятые методы (Piegorsch, Bailer, 1997) с использованием пакета программ
Statgraf 3.0 и Excel 97. Достоверность различия определяли с помощью критерия
Стьюдента. Выводы сделаны при вероятности безошибочного прогноза Р³0,95.
Результаты исследований и их обсуждение.
Растворы “Гумат-экстра” и
“Powhumus”
приготовленные из исходной навески 0,5 г/л не оказывали видимого эффекта на
дафний.
Эмульсии нефти и
нефтепродуктов в концентрациях 0,5-2,5 мл/л инициировали всплытие рачков на поверхность
эмульсий (табл. 1). Препараты гумата в испытанных концентрациях в большинстве
случаев предотвращали или, по крайней мере, существенно снижали инициируемое
эмульсиями нефти, нефтепродуктов и их индивидуальных углеводородов всплытие
дафний (табл. 1, 2). Этот феномен наблюдали при добавлении гумата к эмульсиям
нефти, самых различных нефтепродуктов, ароматических, алифатических и
нафтеновых углеводородов (Dagurov, Stom, 2004).
Таблица 1 - Влияние эмульсий
нефтепродуктов в присутствии и в отсутствие 0,5 г/л “Гумат-Экстра”
на выживаемость и всплытие на поверхность дафний при 24-х часовой экспозиции (%
от общего числа рачков)
|
Концентрация, мл/л
|
Нефть
|
Нефть
+
гумат
|
Мазут
|
Мазут
+
гумат
|
Дизельное топливо
|
Дизельное топливо
+
гумат
|
|
Количество рачков
|
|
перешедших
в
поверхностный слой
|
живых
|
перешедших
в
поверхностный слой
|
живых
|
перешедших
в
поверхностный слой
|
живых
|
перешедших
в
поверхностный слой
|
живых
|
перешедших
в
поверхностный слой
|
живых
|
перешедших
в
поверхностный слой
|
живых
|
|
0,5
|
100
|
51,1 ±5,3
|
0
|
88,9 ±3,3
**
|
100
|
87,8 ±3,5
|
0
|
100
**
|
100
|
44,4 ±5,2
|
0
|
100
**
|
|
1
|
100
|
32,2 ±4,9
|
0
|
56,7 ±5,2
**
|
100
|
83,3 ±3,9
|
0
|
100
**
|
100
|
0
|
0
|
51,1 ±5,3
**
|
|
1,5
|
100
|
26,7 ±4,7
|
0
|
52,2 ±5,3
**
|
100
|
76,7 ±4,5
|
0
|
100
**
|
100
|
0
|
15,6 ±3,8
**
|
46,7 ±5,3
**
|
|
2
|
100
|
0
|
0
|
24,4 ±4,5
**
|
100
|
51,1 ±5,3
|
0
|
83,3 ±3,9
**
|
100
|
0
|
17,8 ±4,0
**
|
0
|
|
2,5
|
100
|
0
|
0
|
16,7 ±3,9
**
|
100
|
33,3 ±5,0
|
0
|
77,8 ±4,4
**
|
100
|
0
|
21,1 ±4,3
**
|
0
|
Примечания
1) в представленной таблице и
последующих: “*”- Р ³ 0,95, “**”- Р ³ 0,99;
2) растворы гумата с исходной концентрацией 0,5 г/л не
оказывали видимого влияния на дафний.
Особенно эффективным
оказалось антидотное действие гумата на нефть и дизельное топливо. В отсутствие
гумата 100% рачков оказывались на поверхности. В присутствии гумата 100% дафний
плавали в толще эмульсии (табл.1).
Таблица 2 -
Влияние эмульсий алифатических углеводородов в присутствии и в отсутствие 0,5
г/л “Гумат-Экстра” на выживаемость и всплытие на поверхность дафний при
24-х часовой экспозиции (% от общего числа рачков)
|
Концентрация, мл/л
|
Декан
|
Декан
+
гумат
|
Ундекан
|
Ундекан
+
гумат
|
Гексадекан
|
Гексадекан
+
гумат
|
|
Количество рачков
|
|
перешедших
в
поверхностный слой
|
живых
|
перешедших
в
поверхностный слой
|
живых
|
перешедших
в
поверхностный слой
|
живых
|
перешедших
в
поверхностный слой
|
живых
|
перешедших
в
поверхностный слой
|
живых
|
перешедших
в
поверхностный слой
|
живых
|
|
0,5
|
100
|
60,0 ±5,2
|
0
|
100
**
|
100
|
71,1 ±4,8
|
0
|
100
**
|
100
|
100
|
0
|
100
|
|
1
|
100
|
33,3 ±5,0
|
0
|
53,3 ±5,3**
|
100
|
50,0 ±6,1
|
0
|
74,4 ±4,6**
|
100
|
58,9 ±5,2
|
0
|
100
**
|
|
1,5
|
100
|
0
|
15,6 ±3,8**
|
11,1 ±3,3**
|
100
|
33,3 ±5,0
|
0
|
64,4 ±5,0**
|
100
|
50,0 ±5,3
|
0
|
100
**
|
Примечание
- растворы гумата с исходной концентрацией 0,5 г/л не оказывали
видимого влияния на дафний.
Гумат в некоторых
вариантах опытов ослаблял и токсическое действие эмульсий нефти и нефтепродуктов.
Так, в эмульсиях дизельного топлива (концентрации 0,5 и 1 мл/л) присутствие 0,5
г/л гумата на 50% повышало выживаемость дафний. В эмульсии 2 мл/л дизельного
топлива в отсутствие гуматов рачки погибали через 5 часов. В присутствии гумата
дафнии погибали только через 24 часа. Концентрация 2,5 мл/л вызывала полное
обездвиживание рачков через 4 часа. В присутствии же гумата Cladocera активно плавали в течение 5 часов.
Несколько менее эффективно гумат снижал токсичность мазута. Но наименее
выраженным было ослабление гуматом действия на дафний эмульсий нефти. Вместе с
тем растворы препарата гумата в этой концентрации ослабляли или даже предотвращали
переход дафний в поверхностный слой, вызываемый действием эмульсий практически
всех нефтепродуктов (табл. 1). Ослабление или полное подавление всплытия дафний
на поверхность и снижение токсичности прослеживалось также в опытах с
эмульсиями индивидуальных алифатических углеводородов, входящих состав нефтепродуктов
(табл.2).
“Гумат-80” ослаблял не
только токсический эффект эмульсий нефтепродуктов, но и их растворов (табл. 3).
Например, в разбавленных в два раза водой насыщенных растворах дизельного
топлива число выживших дафний было на 33 % меньше, чем при соответствующем их
разбавлении растворами 0,5 г/л гумата.
Таблица 3 - Влияние смесей равных объемов насыщенных
растворов нефти, нефтепродуктов и 0,5 г/л “Гумат-Экстра” на выживаемость дафний
(% от общего числа рачков)
|
Компоненты смесей
(1 : 1)
|
Время инкубирования, час
|
|
1
|
3
|
6
|
24
|
|
Нефть
|
100
|
62,2 ±5,1
|
0
|
0
|
|
Нефть + гумат (0,5 г/л)
|
100
|
80,0 ±4,2**
|
0
|
0
|
|
Мазут
|
100
|
38,9 ±5,1
|
10,0±3,2
|
0
|
|
Мазут + гумат (0,5 г/л)
|
100
|
63,3 ±5,1**
|
23,3±4,5*
|
0
|
|
Дизельное топливо
|
100
|
100
|
81,1±4,1
|
37,8±5,1
|
|
Дизельное топливо + гумат (0,5 г/л)
|
100
|
100
|
100**
|
80,0±4,2**
|
|
Бензин А-92
|
100
|
90,0±3,2
|
74,4±4,6
|
70,0±4,8
|
|
Бензин А-92 +
гумат (0,5 г/л)
|
100
|
100**
|
100**
|
100**
|
Кроме ГВ,
инициируемое эмульгированными нефтепродуктами, всплытие дафний на поверхность,
из огромного числа испытанных соединений ослабляли только поверхностно-активные
вещества (Стом и др., 2003).
Добавление гумата и ПАВ “Tween-20” в эмульсии нефтепродуктов,
концентрации которых вызывали 100% всплытие дафний на границу раздела фаз
жидкость-воздух, инициировало обратный переход рачков из поверхностной пленки в
толщу эмульсии (табл. 4).
Таблица 4 – Количество
рачков (% от общего числа) в поверхностном слое эмульсии углеводородов 0,5 мл/л
до и после добавления 0,5 г/л “Гумат-80” и 0,5 мл/л “Tween-20” (экспозиция 24
часа)
|
Соединение
|
Количество рачков в поверхностном слое эмульсии
|
|
без гумата и ПАВ
|
с гуматом
|
с ПАВ
|
с гуматом и ПАВ
|
|
Гептан
|
100
|
35,6 ±5,0**
|
30,0 ±4,8**
|
7,8 ±2,8
|
|
Октан
|
100
|
34,4 ±5,0*
|
50,0 ±5,3**
|
20,0 ±4,2
|
|
Ундекан
|
100
|
23,3 ±4,5*
|
48,9 ±5,3**
|
11,1 ±3,3
|
|
Додекан
|
100
|
45,6 ±5,2**
|
63,3 ±5,1**
|
15,6 ±3,8
|
При этом
одновременное добавление ГВ (“Гумат-Экстра”) и ПАВ (“Tween-20”) в эмульсии нефтепродуктов (гептан, октан,
ундекан, додекан) с D. magna, всплывшими в поверхностную пленку под действием эмульгированных
углеводородов нефти, вызывало более сильный эффект обратимости реакции всплытия
дафний, чем при добавлении только гуматов или ПАВ. Например, из таблицы 4
видно, что эмульсии 0,5 мл/л октана
инициировали при 24-х часовой экспозиции
всплытие 100% рачков в поверхностный слой. После добавления к эмульсиям октана
препарата “Гумат-80”
количество всплывших рачков снизилось на 65%. При добавлении “Tween-20” упало на 50%, при совместном действии
гумата и ПАВ на 80%. Подобное
же влияние на эмульсии нефтепродуктов проявлялось и при постановке
экспериментов с препаратами “Гумат-80”
и “Triton X-100” (табл. 5).
Таблица
5 – Количество рачков (% от общего числа) в поверхностном слое эмульсии
углеводородов 0,5 мл/л до и после добавления 0,5 г/л “Гумат-80” и 0,5 мл/л
“Triton X-100” (экспозиция 24 часа)
|
Соединение
|
Количество рачков в поверхностном слое эмульсии
|
|
без гуматов и ПАВ
|
с гуматом
|
с ПАВ
|
с гуматом и ПАВ
|
|
Октан
|
100
|
35,6 ±5,0**
|
66,7 ±5,0**
|
17,8 ±4,0
|
|
Декан
|
100
|
46,7 ±5,3**
|
68,9 ±4,9**
|
26,7 ±4,7
|
|
Ундекан
|
100
|
26,7 ±4,7*
|
67,8 ±4,9**
|
13,3 ±3,6
|
|
Додекан
|
100
|
45,6 ±5,2**
|
58,9 ±5,2**
|
23,3 ±4,5
|
Аналогичные
данные были получены и при исследовании совместного влияния ГВ и ПАВ на эффекты
эмульсий дизельного топлива на дафний. Например, эмульсии 0,5 мл/л дизельного топлива вызывали при 24-х часовой экспозиции переход 100% рачков на границу
раздела фаз жидкость-воздух. После добавления к этим эмульсиям препарата
“Гумат-Экстра” количество всплывших рачков снизилось на 55%, при добавлении “Tween-20” - на 46%, при совместном действии ГВ и ПАВ
- на 73%.
Проведенные эксперименты
позволили предположить, что в основе влияния ГВ и ПАВ на инициируемый действием
нефтепродуктов переход Cladocera на поверхность водных сред лежат схожие механизмы.
Люминесцентное
микроскопирование выявило следующее. Капли эмульсии нефтепродуктов давали характерное
синее свечение. Подобная же синяя пленка обнаруживалась и вокруг тел дафний
всплывших на поверхность. Накопление нефтепродуктов на поверхности дафний,
всплывших на границу раздела жидкость-воздух, подтвердила и световая
микроскопия. Рачки, переходившие в таких эмульсиях на поверхность, имели вокруг
тела красный ободок. Точно такой же цвет приобретали и капли нефтепродуктов,
окрашенные суданом. При этом важно отметить, что у рачков извлеченных из толщи
этих же эмульсий такой ободок отсутствовал. Ранее была высказана гипотеза,
связывающая невозможность ухода рачков из поверхностного слоя в толщу эмульсии
нефтепродуктов с гидрофобизацией их покровных тканей углеводородами нефтяной
пленки (Лозовой, 2003). Поэтому мы предположили, что ослабление ГВ токсических
эффектов нефтепродуктов и, прежде всего перехода дафний на поверхность связана
с поверхностно-активными свойствами ГВ. Именно благодаря им изменяются
гидрофильно-гидрофобные характеристики поверхностных покровов тела дафний
(Дагуров и др., 2004).
Для проверки
этого предположения проведены следующие эксперименты. Дафний погружали на 5 секунд
в гексадекан или другие нефтепродукты. Благодаря этой процедуре поверхность тела
рачков покрывалась пленкой углеводорода. Пленку хорошо было видно при
люминесцентном микроскопировании или после окрашивания нефтепродуктов суданом.
После этого в первом случае дафний помещали в воду. Во втором варианте – рачков
обработанных нефтепродуктами опускали в раствор гумата с концентрацией 0,1 г/л
и затем перемещали в чистую воду. В третьем случае дафний последовательно погружали
в углеводород, затем в растворы ПАВ (0,1 мл/л) и помещали в воду. Наблюдения
показали, что все дафнии, обработанные углеводородами нефти и перенесенные в
воду находились на границе раздела жидкость - воздух. Дафнии, последовательно
помещенные в нефтепродукты, а затем в растворы гумата или ПАВ и перенесенные в
чистую воду переходили в толщу инкубационного раствора и там активно плавали.
Это свидетельствует в пользу связи затрудненности перехода рачков в толщу эмульсии
с повышением гидрофобности поверхности их тела, вследствие адсорбции на покровных
тканях нефтепродуктов. Переход же дафний в толщу инкубационных сред после их
обработки гуматами или ПАВ в этом случае можно было предположительно объяснить
увеличением гидрофильности поверхности рачков. При микроскопировании рачков
после обработки ГВ и ПАВ ни в световом микроскопе, ни в люминесцентном пленка
углеводородов на панцире ракообразных не обнаруживалась.
Высказанная
гипотеза подтверждается результатами опытов по оценке гидрофильно-гидрофобных
свойств поверхности бактериальных спор. Выдерживание спор Bacillus thuringiensis в эмульсиях нефтепродуктов приводило
к повышению гидрофобности их поверхности (таблица 6).
Таблица 6 – Индекс гидрофобности спор
штамма бактериальной культуры Bacillus thuringiensis после обработки гуматами, ПАВ и
нефтепродуктами
|
Состав суспензии
|
Индекс гидрофобности, %
|
|
Исходная суспензия
бактериальных спор
|
1
|
55,7 ±1,7
|
|
Суспензия после обработки
“Гумат-Экстра” (0,1 г/л)
|
2
|
8,2 ±0,3**
|
|
Суспензия после обработки “Powhumus” (0,1 г/л)
|
3
|
23,9 ±1,8**
|
|
Суспензия после обработки
ПАВ “Tween-20” (0,1 мл/л)
|
4
|
22,8 ±1,3**
|
|
Суспензия после обработки
мазутом (0,1 мл/л)
|
5
|
72,3 ±2,1
|
|
Суспензия после
последовательной обработки мазутом (0,1 мл/л) и “Гумат-экстра” (0,1 г/л)
|
6
|
26,8 ±2,6**
|
|
Суспензия после
последовательной обработки мазутом (0,1 мл/л) и “Tween-20” (0,1 мл/л)
|
7
|
32,4 ±2,5**
|
Примечание
- достоверность различия процентов между 1:2; 1:3; 1:4; 5:6; 5:7.
Из таблицы 6
видно, что после инкубирования в растворах гумата индекс гидрофобности
поверхности бактериальных спор B. thuringiensis был значительно ниже, чем у исходной бактериальной
суспензии. Так, после обработки “Гумат-80” индекс гидрофобности снизился на
47%, а в случае “Powhumus” на 31%.
Гуматы не только
уменьшали гидрофобность поверхности исходных бактериальных спор, но и спор
обработанных различными нефтепродуктами. Например, после инкубирования в мазуте
индекс гидрофобности составлял 72%. После обработки тех же бактериальных
суспензий 0,5 г/л “Гумат-80” индекс снизился на 45%. Подобное действие на
споры, находившихся в нефтепродуктах, оказывали и ПАВ (таблица 6). Аналогичный
эффект гуматов и ПАВ обнаружен и при проведении экспериментов с бактериальными
спорами B. cereus. Так до обработки мазутом индекс гидрофобности B. cereus
составлял 25%, после – 48%. Если же споры B. cereus последовательно
обрабатывали мазутом, а потом растворами гумата или ПАВ, то индекс гидрофобности
снижался до 27% и 30% соответственно.
Таким
образом, гуматы и ПАВ, действуя на бактериальные споры, изменяли
гидрофильно-гидрофобный показатель их поверхности в сторону повышения
гидрофильности. Обработка нефтепродуктами суспензий спор бактерий приводила к
возрастанию гидрофобности их поверхности. Под влиянием ГВ и ПАВ индекс
гидрофобности поверхности спор бактерий предварительно подвергнутых воздействию
нефтепродуктов снижался.
Как видно из таблицы 7,
добавление 0,1 г/л гумата и 0,1 мл/л ПАВ “Tween-20” к эмульсиям нефтепродуктов (3
мл/л) и углеводородов нефти приводило к уменьшению размера и количества капель
в 1см3 объема по сравнению с эмульсиями нефтепродуктов и
углеводородов нефти без добавления гумата и ПАВ.
Таблица 7 - Влияние 0,1 г/л
“Гумат-80”, 0,1 мл/л ПАВ “Tween-20” и их
смесей на количество и размер капель в эмульсиях нефтепродуктов (3 мл/л)
|
Нефте-продукт
|
Параметры эмульсии
|
Эмульсия
|
Эмульсия
+ гумат
|
Эмульсия
+ ПАВ
|
Эмульсия
+ гумат
+ ПАВ
|
|
Дизель-ное топливо
|
Количество капель в 1 см3
эмульсии
|
(7,2 ±0,4) ´107
|
(4,3 ±0,3) ´107**
|
(4,2 ±0,4) ´107*
|
(2,5 ±0,3) ´107
|
|
Средний диаметр капли, мкм
|
22,7 ±3,5
|
7,2 ±0,6**
|
3,5 ±0,5*
|
2,1 ±0,2
|
|
Мазут
|
Количество капель в 1 см3
эмульсии
|
(6,4 ±0,5) ´107
|
(3,4 ±0,2) ´107*
|
(3,1 ±0,1) ´107*
|
(2,3 ±0,2) ´107
|
|
Средний диаметр капли, мкм
|
19,6 ±2,0
|
5,7 ±0,6*
|
5,9 ±0,4*
|
3,3 ±0,5
|
|
Гекса-
декан
|
Количество капель в 1 см3
эмульсии
|
(6,8 ±0,4) ´107
|
(4,3 ±0,3) ´107**
|
(3,6 ±0,3) ´107*
|
(2,5 ±0,1) ´107
|
|
Средний диаметр капли, мкм
|
16,8 ±1,8
|
6,3 ±0,5**
|
3,5 ±0,1*
|
2,6 ±0,3
|
Известно, что ПАВ снижают
долю эмульгированной фазы гидрофобных веществ в гидрофильной дисперсионной среде.
При этом происходит увеличение отношения площади поверхности капель к их объему
(Абрамзон, Зайченко, Файнгольд, 1988). Кроме того, ПАВ солюбилизируют
органические вещества малорастворимые в воде. Следовательно, уменьшение дисперсной
фазы и диаметра капель нефтепродуктов под действием ПАВ, а также гуматов и
усиление эффектов ГВ и детергентов на эмульсии при их совместном действии можно
рассматривать, как свидетельство того, что ГВ способны выступать как аналоги
детергентов, то есть ГВ снижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз
нефть-вода и солюбилизируют нефтепродукты.
Таким
образом, общий характер влияния гуматов и детергентов на реакции дафний в
присутствии эмульсий нефтепродуктов:
1.способность
обеих групп веществ предотвращать всплытие рачков на границу раздела
вода-воздух;
2. вызывать
обратный переход дафний в толщу эмульсии;
3. сходное
влияние этих веществ на дисперсное состояние эмульгированных нефтепродуктов,
выражающееся в уменьшении размеров и числа капель в эмульсиях углеводородов
нефти;
4.
взаимоусиление их эффектов при совместном действии;
5.
противоположное действие ГВ, ПАВ и нефтепродуктов на степень
структурированности воды свидетельствуют о том, что в основе антидотного
действия ГВ по отношению к углеводородам нефти лежит их способность выступать в
роли аналогов ПАВ.
Авторы
признательны И.В. Перминовой за предоставление препарата “Powhumus”.
Работа
выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных
исследований (грант №05-04-97237).
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Steinberg C. E. W., Haitzer M., Bruggemann R., Perminova I. V.,
Yashchenko N. Yu., Petrosyan V.S. Towards a Quantitative Structure Activity
Relationship (QSAR) of Dissolved Humic Substances as Detoxifying Agents in
Freshwaters // Internat. Rev.
Hydrobiol. – 2000. - 85. – P. 253-266.
2. Технологии
восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Справочник. - М.: РЭФИА,
НИА-Природа, 2003. – 258 с.
3. Биорекультивация
нефтезагрязненных почв гуминовыми препаратами / Салем К. М., Перминова И. В.,
Гречищева Н. Ю., Мурыгина В. П., Мещеряков С. В. // ЭКиП: Экология и
промышленность России. - 2003. - № 4. - С. 19-21
4. Prosen H., Troha A., Zupančič-Kralj L. Studies of
Interaction between Some Organochlorine Insecticides and Humic Acid Using
Solid-phase Microextraction and Gas Chromatography // Acta Chim. Slov. – 2002. – 49. – P. 561 - 573.
5. Стом Д.И., Дагуров А.В.
Комбинированное действие нефтепродуктов и “Гумата” на дафний // Сибирский экологический
журнал. – 2004. - № 1. - С.35-40.
6. Жмур Н.С.
Государственный и производственный контроль токсичности вод методами
биотестирования в России. - М.: Международный Дом Сотрудничества, 1997. - 117
с.
7. ПНД Ф Т
14.1:2:3:4.5-2000 // Методика определения токсичности воды по смертности и
изменению плодовитости дафний. - М., 2000. - 35 с.
8. Balayan A.E., Saxonov M.N., Stom D. I., Polovitkin V.P., Lozovoy D.V.
Method of biotesting of oil pollution based on behavior of Daphnia magna
//Program and Proceedings of the International Symposium on Ecotechnology in
Environmental Protection and Fresh Water Lake Management. - Natural Science
Auditorium, PaiChai
University, 2000. - P.
254.
9. Патент № 2152612 РФ, С
1 7 G 01 N 33/18 Способ биотестирования нефтепродуктов / Балаян А.Э., Стом
Д.И., Саксонов М.Н. - № 96114126/04; Заявл.
96114126; Опубл. 10.07.2000, Бюлл. № 19
10. Стом Д.И., Балаян
А.Э., Саксонов М.Н., Лозовой Д.В. Токсикологическая оценка нефтезагрязненных
вод с помощью ракообразных // Сибирский экологический журнал. – 2003. - № 5. –
С. 565 – 567.
11. Fernández-Alba A.R., Hernando M.D., Piedra L., Chisti Y.
Toxicity evaluation of single and mixed antifouling biocides measured with
acute toxicity bioassays // Analytica Chimica Acta. – 2002. – 456. – P. 303 -
312.
12. Вятчина О.Ф. Штаммы
Bacillus thuringiensis, выделенные при эпизоотии лиственничной мухи (Hylemyia laricicola) в Камчатской области // Сибирский
экологический журнал. – 2004. - № 4. – С. 501 – 506.
13. Rosenberg M., Gutiik D., Rosenberg E. // FEMS. Microbiol. Lett. - 1980. - № 9. - Р.
29.
14. Левинский Б.В. Все о
гуматах. - 4-е изд., перераб. и доп. - Иркутск: Корф-Полиграф, 2000. - 75 с.
15. Миронов О.Г., Лебедь
А.А., Семанов Г.Н., Мурашев И.А. Результаты изучения токсичности и биоразлагаемости
некоторых диспергентов в морской воде // Экспериментальная водная токсикология.
- Рига: Зинатне, 1985. - Вып. 10. - С. 122 - 129.
16. Долгополова А.В.,
Кушнарев Д.Ф., Ким Ен Хва и др. Количественный фрагментарный состав
растворенных в воде нефтепродуктов // Химия и технология воды. - 1991. - Т.13,
№ 10. - С. 909-911.
17. Piegorsch W.W., Bailer A. J. Statistics for Environmental Biology
and Toxicology (Interdisciplinary Statistics). – Chapman & Hall, 1997. –
579 p.
18. Dagurov A.V., Stom D. I. Effect of Humate on Oil and Petroleum
Investigated at the Example of Germinating Capacity of Seeds and Cladocera //
The 2nd International Scientific Practical Conference “Earthworms and Soil’s
Fertility”, March 17-20, 2004. – Vladimir,
2004. – P. 255-256.
19. Лозовой Д.В.
Биологический способ обнаружения загрязнения в водных средах: автореф. дис. ...
канд. биол. наук. - Иркутск, 2003. - 24 с.
20. Дагуров А.В., Стом
Д.И., Вятчина О.Ф., Мишарин А. Использование спор бактерий для выяснения механизмов
антитоксического эффекта гуминовых веществ // Материалы Межрегиональной научно-практ. конф., посвященной
90-летию со дня рождения профессора А.Г. Гриневич «Биология микроорганизмов и
их научно-практическое использование», г. Иркутск, 27-28 октября, 2004. –
Иркутск, 2004. - С.21-24.
21. Абрамзон А.А.,
Зайченко Л.П., Файнгольд С.И. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ,
свойства, применение: учеб. пособие для вузов. – Л.: Химия, 1988. – 200 с.