Способ снижения токсичности водной среды
Изобретение относится к рыбоводству и может найти применение в рыбоводных хозяйствах, загрязненных пестицидами. Изобретение заключается в том, что в водную среду вносят янтарную кислоту и лазин, при этом указанные антидоты вносятся в равных массовых соотношениях и по 0,005-0,01 мг на литр воды. Технический результат - снижение токсичности водных экосистем, загрязненных пестицидами разных классов (фосфорорганические соединения, перитроиды, триазолы).
Предлагаемое изобретение относится к рыбоводству и может найти применение в рыбоводных хозяйствах, загрязненных пестицидами.
В современных условиях комплексного загрязнения водных экосистем поллютантами различных классов общий уровень загрязнения зачастую превышает экологическую емкость биогидросистем. В результате этого процессы естественной детоксикации, обеспечивающие самоочистительную способность водоемов, не всегда справляются с токсической нагрузкой, что заставляет отыскивать способы ее снижения.
Известно использование препарата лазина в качестве антимикробного средства [1]. Основу лазина составляет активный йод. Известен способ лечения септических инфекций, пневмонии, дизентерии, парафита, сальмонеллеза, полиартрита, пастеррвеллеэа и др. с помощью лазина. Препарат применяется в дозах 0,1-5 мг/кг от массы тела.
Известен также способ лечения мастита коров с помощью лазина.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является средство и реализованный с его помощью способ для профилактики и лечения отравлений рыб фосфорорганическими пестицидами путем внесения в водоем кротонолактона-сырца, в состав которого входят кротонолактон 44-55%, фумаровая кислота 1,5-4%, янтарная кислота 7-12%, муравьиная кислота 4-7%, малеиновая кислота 7-13% и вода 10-15%. Это средство повышает резистентность организма рыб, т.к. участвует в окислении продуктов углеводного обмена, за счет янтарной, муравьиной и малеиновой кислот, которые способны усиливать поглощение кислорода мышечной тканью, являясь своеобразными катализаторами тканевого дыхания [2].
Недостатком известного способа является ограниченный спектр его воздействия т.к. он применяется для профилактики и лечения отравлений рыб фосфорорганическими пестицидами.
В настоящее время к наиболее опасным для рыбохозяйственных водоемов веществам, кроме хлор- и фосфорорганических пестицидов, относятся триазолы и пиретроиды, которые отличаются высокой стабильностью, выраженным генотоксическим и тератогенным действием.
Задачей изобретения является снижение токсичности водных экосистем, загрязненных пестицидами разных классов (фосфорорганические соединения, пиретроиды, триазолы).
Предлагаемый способ решает задачу снижения токсичности водной среды путем внесения в нее антидотов.
Указанный результат достигается тем, что в качестве антидотов используют янтарную кислоту и лазин, которые вносят в водную среду в равных массовых соотношениях и по 0,005-0,01 мг/л воды.
Способ осуществляется следующим образом
В водоем или емкость с повышенным содержанием различных токсикантов добавляют янтарную кислоту и лазин в равных массовых соотношениях. Концентрацию водного раствора каждого антидота устанавливают 0,005-0,01 мг на литр воды.
Примеры осуществления способа.
На базе рыбколхоза "Соцпуть" Ростовской области была проведена серия экспериментов по уточнению антидотного эффекта лазина и янтарной кислоты на фоне действия токсикантов различных групп.
Пестицидные препараты использовались следующих концентраций: из класса фосфорорганических соединений - метафос, фозалон, фосмет( с суммарной концентрацией 0,00001 мг/л), триазолов - дифеноконазол (0,002 мг/л) и пеконазол (0,01 мг/л), пиретроидов - дельтаметрин (0,000001 мг/л), а также их смеси в различных комбинациях.
Препараты лазин и янтарная кислота(ЯК) использовались в концентрациях 0,002, 0,005, 0,008, 0,01, 0,015, 0,05, 0,1 мг/л воды как при изолированном внесении, так и совместно с пестицидами.
Пример 1. В естественных условиях проводили эксперименты по влиянию на биоту лазина и ЯК в растворах пестицидов. В качестве модельных водоемов использовали нефильтрующие бассейны объемом 2 м 3, которые заполняли природной водой из реки Мокрая Чубурка, содержащей весь естественный набор химических элементов и биологических микрообъектов: фито-, протозоо-, зоо- и бактериопланктон и отдельных представителей ихтиофауны. Во все бассейны, кроме контрольного, вносили ФОС, триазолы, пиретроиды, янтарную кислоту и лазин.
Каждые трое суток методами биотестирования оценивали качество воды.
В качестве биологических объектов при тестировании использовали бактериопланктон, макрофиты, инфузории, коловратки, рачки дафнии. Длительность эксперимента составила 30 дней.
При тестировании на всех гидробионтах были приняты следующие критерии оценки состояния среды: отклонение от контроля от 0 до 20% свидетельствовало об отсутствии токсичности среды, при отклонении от 21 до 25% - умеренной и при более 50% - острой, когда среда непригодна для обитания гидробионтов, поскольку при этом возникают необратимые процессы.
Биотестирование на сапрофитных бактериях, отвечающих за разложение органики, показало снижение их численности под влиянием пестицидов. Например, в растворе дельтаметрина оно составило -93%, в смесях дифеноконазола с пенконазолом и дифеноконазола с дельтаметрином -86% и -77% соотвегственно, что расценивается как сильная степень воздействия токсикантов на эти группы водных организмов.
Внесение янтарной кислоты с лазином в ФОС, триазолы и их смеси снизило ингибирующий эффект последних. При этом отклонение численности бактерий этой группы от контроля уменьшилось с -75% до -27% на 3-и сутки, с -77% до 0% на 4-е, и с -35% до +2% на 5-сутки эксперимента. Наилучшие показатели снижения ингибирующего действия пестицидов были получены при внесении янтарной кислоты с лазином в концентрациях 0,005-0,01мг/л каждого антидота. При этом результат от снижения токсичности от сильного до слабого появился на 4-5 сутки эксперимента.
Биотестирование на макрофитах (в опытах использовали элодею и валлиснерию) показало, что препараты лазин и янтарная кислота в концентрациях по 0,002-0,1 мг/л как при отдельном так и при совместном их действии не токсичны для высших водных растений. Лишь при отдельном внесении лазина в концентрации 0,1 мг/л в первые сутки наблюдалось кратковременное повышение скорости движения цитоплазмы в клетках элодеи. Внесение токсикантов показало снижение скорости движения цитоплазмы. Добавление лазина и ЯК нейтрализовало токсическое действие загрязнителей в их растворах от среднего до слаботоксического на 5-е и до полного исчезновения на 10-е сутки. Наилучшие показатели снижения ингибирующего действия пестицидов были получены при внесении янтарной кислоты с лазином в концентрациях по 0,005-0,01 мг/л каждого препарата. Токсический эффект предотвращался полностью и качество водной среды соответствовало контрольному уровню.
Биотестирование на инфузориях в токсических средах показало существенное снижение темпа их деления. Пестициды дельтаметрин и триазолы в сочетании с лазином также оказывали на инфузорий токсическое действие. Янтарная кислота в концентрации 0,1 мг/л оказалась токсичной для парамеций. Антидотное действие по отношению к дельтаметрину и триазолам оказывало лишь совместное внесение лазина и ЯК, при этом наилучшие показатели наблюдались при их концентрациях по 0,005-0,01 мг/л.
Пестициды дельтаметрин, дифеноконазол и пенконазол практически не влияли на показатель гибели коловраток. В то же время резко усиливали в первые сутки скорость размножения от 250-400% по сравнению с контролем с последующим ингибированием и полным прекращением размножения, что позволяет оценить их действие как остро токсическое.
Растворы только с лазином также оказали токсическое действие на коловраток. Смесь янтарной кислоты с лазином по 0,005-0,01 мг/л каждый оказывала благоприятное действие на популяцию коловраток, поддерживая показатель плодовитости R0 на уровне 1,13. Связано это с тем, что лазин в указанной концентрации способствует сохранению функционирования популяции коловраток за счет нормализации их генеративной функции, а янтарная кислота, будучи органическим комплексообразователем, блокирует действие активного йода, входящего в состав лазина и тем самым исключает его токсическое действие на коловраток.
Биотестирование качества воды по скорости фильтрации водорослей дафниями в бассейнах с токсикантами на 5-е сутки показало отклонение этого тест-показателя от контроля более чем на 50%. Добавление смеси янтарной кислоты с лазином каждый в концентрации 0,005-0,01 мг/л к токсикантам снижало ингибирующий эффект последних до умеренно-слабого на 10-е сутки.
Кроме того, под действием пестицидов плодовитость самок дафний снижалась по отношению к контролю на 40-64%. Добавление к токсикантам только лазина ослабило токсический эффект в 1,8-2,6 раза. Добавление только янтарной кислоты - в 2,1-3,1 раз. Наиболее эффективно снизило токсическое действие токсикантов на репродуктивные способности самок дафнии сочетание лазина и янтарной кислоты по 0,005-0,01 мг/л каждого вещества. При этом разница между потенциальной и реальной плодовитости дафний по сравнению с контролем уменьшилось до 3,8%.
Пример 2. В лабораторных условиях изучали реакцию икры и личинок осетра на действие лазина и ЯК в бассейнах, содержащих ФОС, триазолы и пиретроид, а также их смеси в различных комбинациях. Эмбриональное развитие личинок со стадии дробления проходило в бассейнах, модифицированных пестицидами и средствами детоксикации. Степень влияния препаратов на эмбрионов и личинок рыб оценивали по выживаемости, срокам прохождения отдельных стадий развития, длительности эмбрионального развития, характеру и выраженности патоморфологических личинок, их количеству, темпу линейного и массового роста личинок, биохимическим показателям.
Отборы биохимических и гистологических проб были проведены после перехода личинок, вылупившихся в исследуемых растворах, на смешанное питание. Из всех испытанных в опытах пестицидов наиболее токсичным для ранних этапов развития осетра оказалась смесь дельтаметрина и триазолов. Гистологический анализ свидетельствует, что признаки токсического отравления характерные для личинок из растворов пестицидов(наиболее выражены при действии триазолов), при введении в среду лазина и янтарной кислоты - несколько сглаживаются и отмечаются в меньшем количестве случаев, т.е. наблюдается большее количество вылупившихся личинок, меньшее число уродств и недоразвитей и более благополучная патоморфологическая картина. Наилучшие результаты были получены при введении лазина и ЯК в концентрациях 0,005-0,01 мг/л каждого препарата.
Пример 3. Было исследовано влияние пестицидов разных классов (фосфорорганические соединения, пиретроиды, триазолы) на частиковых рыб двух разных видов и возрастов (молодь тарани, половозрелая уклея) в лабораторных и натурных экспериментах при использовании лазина и янтарной кислоты.
В контрольный и экспериментальные бассейны были помещены молодь тарани и половозрелая уклея. Результаты исследований показали, что сами по себе использованные концентрации лазина и янтарной кислоты не оказали влияния на биохимические показатели у тарани и уклей. В пестицидных средах у тарани и уклей были обнаружены изменения показателей азотистого и белкового обмена, а также активности ацетилхолинстеразы (АХЭ) и интенсивности свободнорадикальных процессов. Все изменения показателей имели однонаправленный характер. Лазин и янтарная кислота в концентрациях каждый по 0,005-0,01 мг/л воды в 1,5 раза ослабили эффект исследованных токсикантов, уменьшив амплитуду наблюдавшихся изменений.
Таким образом было установлено, что для всех групп водных организмов наибольший антидотный эффект оказывает смесь лазина и янтарной кислоты, взятых в равных массовых соотношениях и в количестве 0,005-0,01 мг/л воды каждого антидота.
Предложенный способ позволяет при незначительных затратах уменьшить ущерб, наносимый пестицидами рыбному хозяйству при попадании последних в рыбохозяйственные водоемы.
Источники информации
1. НПЦ “ФАРМАЙОД”. Рекламный листок “ЛАЗИН”.
2. Патент 1537197, МКИ А 01 К 61/00 - притотип.
Формула изобретения
Способ снижения токсичности водной среды путем внесения в нее янтарной кислоты, отличающийся тем, что в водную среду дополнительно вносят лазин, при этом указанные антидоты вносятся в равных массовых соотношениях и по 0,005-0,01 мг на литр воды.
