Мутагенна активність стічних, поверхневих та підземних вод Львівщини на різних етапах водопідготовки. Зниження мутагенних ефектів хлорорганічних забрудників питної води за рахунок добової експозиції з сорбентами природного та синтетичного походження.
Аннотация к работе
Більшість досліджень у цьому напрямку виконано з використанням лише одного методу, наприклад тесту Еймса (Дуган А.М., 1982; Дуган А.М., 1994; De Marini D.M., Shelton M.L., Patterson K.S., 1995) чи ана-телофазного тесту (Дубинина Л.Г., Дубинин Н.П., 1996; Куринный А.И., 1985) і доволі обмежена кількість робіт, в яких використано цілий комплекс методів з врахуванням реєстрації мутацій на генному та хромосомному рівнях (Стрижельчик Н.Г., 2006). Однак, проведення скринінгу тих чи інших чинників або їх комплексу на здатність індукувати мутації і оцінка їх мутагенної активності є недостатнім на даному етапі. А саме, в рамках державної науково-технічної програми “Захист генофонду населення України” (номер держ. реєстрації 1.01.01.), яка включала проект „Вивчення біоакумуляції мутагенів і промутагенів в організмі риби при її штучному розведенні в промислових масштабах” (номер держ. реєстрації 1.01.01./048-93, шифр Бг-668Д), проект „Вивчення впливу мутагенних і канцерогенних факторів фізичного та хімічного забруднення навколишнього середовища на генетичну безпеку в Західному регіоні України” (номер держ. реєстрації 1.01.01./3252-092, шифр Бг-619Д). Для реалізації зазначеної мети були поставлені наступні завдання: 1) виявити і оцінити за допомогою різних тест-систем здатність зразків стічних вод різних галузей промисловості (вугільної, нафтопереробної, хімічної) індукувати генні і хромосомні мутації; 3) виявити і оцінити сумарну мутагенну активність зразків води в технологічному ланцюгу водопідготовки на Львівському водопроводі та станціях санітарної водопідготовки на Львівській залізниці: оцінити сумарну мутагенність - а) зразків підземних вод, які є єдиними джерелами водопостачання питної води м.Матеріалом для генотоксичних досліджень служили зразки стічних вод з підприємств хімічної, нафтопереробної промисловостей, шахтні води та зразки води, відібрані з рік, куди потрапляють ці стоки. Матеріалом для досліджень мутагенних фонів питної води служили зразки води, відібрані на різних етапах водопідготовки на Львівському водопроводі та станціях санітарної водопідготовки на Львівській залізниці. В роботі застосована система тестів, яка включала тест Еймса-Salmonella /мікросоми ссавців (штами Salmonella typhimurium ТА 98 і ТА 100), анателофазний аналіз у меристемних клітинах корінців Allium cepa L., (цитогенетичні дослідження), облік домінантних летальних мутацій (ДЛМ) на Drosophila melanogaster (використані лінії дикого типу Canton-S, Oregon), метод індукції соматичних мутацій і рекомбінацій у дрозофіли (проводили на двох системах схрещувань - мозаїчних системах y / w sn і y w ct f / ). Зразки вод з поверхневих водойм (Західний Буг), в які потрапляють стічні води вугільної промисловості, проявили мутагенну активність на всіх використаних тест-системах за винятком тесту на ДЛМ. Так, зразки всіх видів стоків інгібували мітотичну активність у А.сера., однак зразки води з річок Західний Буг та Солокія, навпаки, активували процес проліферації клітин, що проявлялося збільшенням кількості клітин, які вступають у поділ.В дисертаційній роботі здійснено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукового завдання - проведення комплексного генетичного скринінгу стічних вод підприємств різних галузей, їх вплив на мутагенне забруднення природних водойм, а також оцінка мутагенності зразків води на різних етапах технологічного ланцюга водопідготовки на Львівському водопроводі і станціях санітарної водопідготовки на Львівській залізниці. Виявлено, що шахтні води з Львівсько-Волинського басейну індукують генні мутації у Salmonella typhimurium за механізмами заміни пар основ та зсуву рамки зчитування. Не виявлено індукції хромосомних аберацій на Allium cepa та соматичних мутацій на Drosophila melanogaster, експонованих шахтними водами, проте зафіксовано інгібування проліферації клітин у Allium cepa. Стоки з підприємств хімічної та нафтопереробної промисловості індукували як генні мутації, так і хромосомні аберації, інгібуюче впливали на проліферацію клітин і не індукували домінантних летальних мутацій у Drosophila melanogaster. Найвищу генотоксичну активність показали зразки води, взяті з рік Західний Буг, Солокія, Тисмениця (перевищення спонтанного рівня мутування в тесті Еймса в 2,2-2,9 рази).
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
В дисертаційній роботі здійснено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукового завдання - проведення комплексного генетичного скринінгу стічних вод підприємств різних галузей, їх вплив на мутагенне забруднення природних водойм, а також оцінка мутагенності зразків води на різних етапах технологічного ланцюга водопідготовки на Львівському водопроводі і станціях санітарної водопідготовки на Львівській залізниці.
1. Виявлено, що шахтні води з Львівсько-Волинського басейну індукують генні мутації у Salmonella typhimurium за механізмами заміни пар основ та зсуву рамки зчитування. Кількість колоній ревертантів перевищувала контрольні показники в 1,2-3 рази. Не виявлено індукції хромосомних аберацій на Allium cepa та соматичних мутацій на Drosophila melanogaster, експонованих шахтними водами, проте зафіксовано інгібування проліферації клітин у Allium cepa. Стоки з підприємств хімічної та нафтопереробної промисловості індукували як генні мутації, так і хромосомні аберації, інгібуюче впливали на проліферацію клітин і не індукували домінантних летальних мутацій у Drosophila melanogaster. Показано, що очисні споруди не забезпечують повної нейтралізації стічних вод від мутагенних сполук.
2. Зафіксовано мутагенні фони води з природних водойм, в які надходять стічні води промислових підприємств. Найвищу генотоксичну активність показали зразки води, взяті з рік Західний Буг, Солокія, Тисмениця (перевищення спонтанного рівня мутування в тесті Еймса в 2,2-2,9 рази). Виявлена індукція як генних мутацій, так і хромосомних аберацій та соматичної рекомбінації. Серед хромосомних аберацій в основному фіксували мутації хроматидного типу (одиночні мости та одиночні фрагменти), які характерні для дії мутагенів хімічної природи. Виходячи з даних аналізу індукції соматичних мутацій і рекомбінації, деякі хімреагенти, присутні у зразках є потенційними канцерогенами.
3. Вода з артезіанських свердловин до введення дезінфектантів не має мутагенної активності. Знезараження води шляхом введення зрідженого хлору та його сполук призводить до індукції генних мутацій, що проявляється збільшенням кількості ревертантів в 2,6-4,7 рази, індукції хромосомних мутацій в 1,7-4,7рази та соматичної рекомбінації в 6,3 рази. Газохроматографічний аналіз показав наявність у хлорованій воді високої концентрації хлороформу (14-54 ГДК), який є одним з найрозповсюдженіших побічних продуктів хлорування питної води.
4. В тесті Еймса виявлена мутагенність слабої і середньої сили розчинів типових полютантів питної води хлорорганічної природи: хлороформу, чотирихлористого вуглецю, дихлоретану і трихлороцтової кислоти в концентраціях рівних 1, 10 і 100 ГДК. Найбільший мутагенний ефект спостерігається у розчинів чотирихлористого вуглецю, найменший - у розчинів дихлоретану. Для хлороформу, чотирихлористого вуглецю і дихлоретану відмічений доза-залежний ефект.
5. Після експозиції з природним сорбентом глауконітом виявлено зниження мутагенної активності розчинів хлороформу, чотирихлористого вуглецю у концентраціях 10 ГДК (0,6 мкг/мл і 3,0 мкг/мл, відповідно). У розчинів дихлоретану зниження рівня мутагенності спостерігалося при перевищенні гранично допустимої концентрації у 10-100 разів (20 мкг/мл і 200 мкг/мл). Після експозиції з глауконітом мутагенна активність розчинів трихлороцтової кислоти не знижувалась.
6. Показана доцільність використання ряду інших природних (трепел, цеоліти, активоване вугілля) та синтетичних (іонообмінні смоли АВ-178 і КУ2-8) сорбентів для зниження мутагенних фонів хлороформу в тесті Еймса. Зниження мутагенної активності хлороформу після добової експозиції з сорбентами проявлялося таким чином: цеоліти - 90-100%, іонообмінні смоли - 70-80%, активоване вугілля - 60-70%, трепел - 40-45%.
Список литературы
Мацях (Фединяк) А.В., Боднар Л.С. Обстеження на генотоксичну активність води з деяких водоймищ промислових районів Львівської області // Актуальні проблеми медицини, біології, ветеринарії і сільського господарства. - 1997. - №3. - С. 73-77. (Дисертантом особисто виконана експериментальна частина, статистична обробка й аналіз результатів, проведена підготовка матеріалів до друку).
Фединяк А., Козуб Ю., Дуган О., Боднар Л., Лебединець Л., Бариляк І. Мутагенність питної води і можливі шляхи її утилізації // Вісник Львів. у-тету. Сер. біол. - 2000. - Вип. 26. - С.75-83. (Дисертантом особисто виконана експериментальна частина, статистична обробка й аналіз результатів, проведена підготовка матеріалів до друку).
Фединяк А.В., Боднар Л.С., Дуган О.М., Бариляк І.Р. Генетичні ефекти поверхневих і підземних вод Львівщини та корекція мутагенних фонів природними або синтетичними сорбентами // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. - 2005 - т. 3. - № 1-2.-С. 26-35. . (Дисертантом особисто виконана експериментальна частина, статистична обробка й аналіз результатів, проведена підготовка матеріалів до друку).
Боднар Л.С., Фединяк А.В., Ревега О.М., Фітель Н.М. Оцінка мутагенного забруднення водних басейнів центральної частини Львівсько-Волинського кам”яновугільного басейну // Современные проблемы токсикологии. - 2005, - №2. - С. 121-127. (Дисертантом особисто виконана експериментальна частина, статистична обробка й аналіз результатів).
Боднар Л.С., Беляєва В.В., Мацях (Фединяк) А.В. Моніторинг генотоскикологічного забруднення деяких чинників навколишнього середовища // В кн. “Генетика і селекція в Україні на межі тисячоліть” (під. ред. В.В.Моргуна) - Київ, “Логос” - 2001.- С. 219-225. (Дисертантом особисто виконана експериментальна частина, статистична обробка й аналіз результатів).
Фединяк А.В., Голубець О.Б., Крутяк О.Р., Боднар Л.С. Вплив відходів нафтопереробної промисловості на мутагенне забруднення водних басейнів Прикарпаття // Вісник Ужгородського університету. Сер. Біологія. - 2001. - Випуск № 9. - С. 100-102. (Дисертантом особисто виконана експериментальна частина, статистична обробка й аналіз результатів).
Мацях (Фединяк) А.В., Боднар Л.С. Виявлення генотоксичної активності стічних вод різних галузей промисловості // Екологічна токсикологія на порозі XXI ст. - Київ. - 1997. - Вип.. 1 - С. 46-48. (Дисертантом особисто виконана експериментальна частина, статистична обробка й аналіз результатів, проведена підготовка матеріалів до друку).
Мацях (Фединяк) А.В., Дуган О.М., Бариляк І.Р., Боднар Л.С. Доля мутагенів в живих організмах та біотрансформація їх в біокосних системах // Проблеми екологічної та мед. генетики і клінічної імунології. - 1999. - Вип..2 (22). - С.20-26. (Дисертантом опрацьовано літературні дані, написано огляд).
10. Боднар Л.С., Мацях А.В., Сліпецький Р.В. Вивчення рівня генотоксичності водоймищ Львівської області поблизу деяких промислових підприємств // Тезисы докладов V Всеукр. студ. научной конференции 18-20 апреля 1995 г. - Донецк, - 1995 - С.26.
11. Боднар Л.С., Беляєва В.В., Сліпецький Р.В., Мацях А.В. Вивчення рівня генотоксичності деяких промислових районів Львівської області // Матеріали ІІ з”їзду мед. генетиків України 18-20 жовтня 1995р. - Львів, - 1995 - С. 21-22.
12. Боднар Л.С., Мацях А.В., Беляєва В.В. Антропогенне забруднення води поблизу деяких промислових районів Львівської області // Тезисы докладов VI Всеукр. студ. научной конференции. - Донецк, - 1996 - С.27.
13. Bodnar L.S., Maciach A.V., Bielajawa W.W. Odrady przemyslowe jako miejsce akumulacji mutagenov w srodowisku // Konfer. „Partnerstwo w ochronie srodowiska”. - Wroclaw, - 1996 - P.3.
14. Мацях А.В., Боднар Л.С., Дуган О.М. Мутагенність питної води із артезіанських свердловин Львівського водопроводу // Тези міжнар. конфер. „Питання біоіндикації та екології” 21 - 24 вересня 1998 р. - Запоріжжя. - 1998. - С.182.
15. Fedynyak A.V., Bodnar A.B. Mutagenicity of drinking water at different sources of water delivery // Conference on genetics and molecular biology 20 - 22 of April, 2000. - Lviv. - 2000. - P.38.
16. Мацях А.В., Дуган О.М., Бариляк І.Р., Боднар Л.С. До питання про еколого-генетичні дослідження питної води з артезіанських свердловин // Матеріали VIII Конгресу світової федерації УЛТ - Львів. - 2000. -С. 427
18. A.Fedynyak, O.Krutyak, O.Holubets Drinking water should not negatively influence the human health // Abstracts book conf. on molecular biology and genetics - Kyiv - 2001. - P.142.
19. Боднар Л.С., Голубець О.Б., Крутяк О.Р., Фединяк А.В. Вивчення сумарних мутагенних фонів питної води та доцільність застосування різних сорбентів для їх зняття // Матеріали ІІІ зїзду медичних генетиків України.- Львів,- 2002.- С.90.
20. Фединяк А.В., Боднар Л.С., Голубець О.Б., Крутяк О.Р., Ревега О.М. Природні та синтетичні сорбенти, як коректори мутагенних властивостей // Тези ІІІ зїзду Українського біофізичного товариства. -Львів, - 2002.- С.148.
21. Бондар Л.С., Фединяк А.В., Беляєва В.В., Голубець О.Б. Застосування вітчизняних природних сорбентів для зняття сумарних мутагенних фонів хлорованої питної води // Міжнародна науково-практична конференція ”Динаміка наукових досліджень” присвячена до дня заснування екологічної організації “Грінпіс”. - Дніпропетровськ - 2002. - С.8-9.
22. Голубець О.Б., Крутяк О.Р., Фединяк А.В., Боднар Л.С. Вивчення сумарних мутагенних фонів питної води та доцільність застосування різних сорбентів для їх зняття // Матеріали міжнародної конференції присвяченої памяті професора І.В.Шостаковської. - Львів.- 2002. - С.97.
23. Фединяк А., Боднар Л., Ревега О., Дубовицька М. Мутагенність стічних вод з підприємств різних галузей виробництва та їх вплив на стан річок Львівщини // Матеріали доповідей міжнародної конференції “Екологічні проблеми міст і промислових зон: шляхи їх вирішення” - “Сполом” - Львів.- 2003.- С.142-145.
24. Фединяк А., Боднар Л., Ревега О., Крутяк О., Голубець О. Використання природних сорбентів для зняття мутагенних фонів питної води // Матеріали доповідей міжнародної конференції “Екологічні проблеми міст і промислових зон: шляхи їх вирішення” - “Сполом” - Львів. - 2003. - С. 145 -148.
25. Фединяк А.В., Боднар Л.С., Бєляєва В.В., Голубець О.Б. Використання природних сорбентів для усунення мутагенних фонів хлорованої води // Довкілля та здоровя -2003.- №2(25). - С. 70-71.