Индикация цианотоксинов в природных водах Республики Татарстан

Одной из актуальных проблем последних десятилетий является проблема эвтрофирования водных объектов и связанное с этим биологическое загрязнение. Особенно опасно загрязнение природных вод токсинами в результате массового развития и последующего отмирания цианобактерий, т.к. они обладают нейротоксическим, гепатотоксическим действием, а также могут блокировать синтез многих важных белков [1]. Ежегодно во всем мире фиксируются случаи отравления домашних и сельскохозяйственных животных водой, зараженной цианотоксинами. Чрезвычайно опасны эти токсины и для людей, при контакте с ними они могут приводить к аллергическим реакциям, отравлениям и даже смерти [2, 3].

В большинстве развитых стран установлены ПДК для наиболее распространенных цианотоксинов (на уровне 1 мкг/л), определена программа мониторинга токсичного цветения и комплекс мероприятий по предупреждению неблагоприятного воздействия их на здоровье населения. В нашей стране к настоящему времени стандарты безопасного для здоровья человека, домашних и сельскохозяйственных животных содержания цианотоксинов в воде и продуктах питания все еще не разработаны. Работы, связанные с изучением токсикологического аспекта массового развития цианобактерий, включающие определение содержания цианотоксинов в воде, в нашей стране на сегодняшний день очень малочисленны. В этой связи работа по диагностике токсинов цианобактерий в природных водах является актуальным и перспективным направлением.

Материал и методы. Присутствие цианотоксинов в воде можно выявить различными способами: методы, основанные на ингибировании протеин фосфатаз, ПЦР-диагностике, хроматографии, иммуноферментый анализ [4]. Последний способ имеет ряд важных преимуществ: экспрессность, высокая специфичность реакции, возможность обнаружения в нанодиапазоне концентраций, низкая стоимость и др. В данной работе суммарная концентрация свободных цианотоксинов (микроцистинов) определялась при помощи коммерческой микропланшетной ИФА-тест-системы Microcystins / Nodularins (ADDA) ELISA Kit (PN 520011, Abraxis) с последующей регистрацией на иммуноферментом анализаторе УНИПЛАН (АИФР-01) при длине волны 450 нм.

Диагностику цианотоксинов проводили в пробах воды, отобранных в августе 2011 г. в период массового развития водорослей из фотического слоя на 3 водных объектах в пределах Республики Татарстан: р. Кама (у г. Лаишево), р. Меша (у пгт. Пестрецы) и Куйбышевском водохранилище (русловая часть, вблизи Волжского водозабора г. Казани и рекреационная зона: у н.п. Нижний Услон, станция 1 – 20 м от берега и станция 2 – в прибрежной зоне). Выбор объектов обусловлен массовым использованием их как для целей питьевого водоснабжения, так и для рекреационных целей.

Результаты исследований. Проведенное исследование выявило превышение рекомендуемых ВОЗ нормативов для суммарного содержания микроцистинов на следующих станциях: н.п. Н.Услон (5,72±1,02) – пятикратное превышение, район Волжского водозабора г. Казани (1,48±0,21) – превышение нормативов в 1,5 раза (таблица). Последний факт вызывает особую тревогу, т.к. микроцистины могут полностью не устраняться при стандартных процедурах водоподготовки и существует опасность воздействия напрямую через питьевую воду на здоровье населения. Самыми благополучными водоемами в отношении цианотоксинов являются реки Меша и Кама, где уровень содержания микроцистинов соответствует допустимому.

При этом стоит особо подчеркнуть, что выбранным методом анализа определяются только лишь свободные цианотоксины, без учета их содержания в клетках цианобактерий, указанный факт может привести к существенному повышению их концентрации в воде исследуемых водных объектов в конце вегетационного сезона, в результате лизиса клеток при их массовом отмирании.

Суммарная концентрация микроцистинов (М±m, мкг/л) в пробах воды

Невысокие концентрации цианотоксинов в двух последних водоемах можно объяснить специфическими гидрологическими условиями. На р. Кама пробы отбирались в районе с интенсивным ветровым перемешиванием водных масс, что негативно сказывается на развитии фитопланктона, в том числе и цианобактерий, их количество было невысоким, что повлияло на высокую прозрачность воды. Условия р. Меши также были неблагоприятны для развития фитопланктона: высокая скорость течения и низкая температура воды.

Выводы. Проведенные исследования показали наличие проблемы цианобактериального загрязнения вод Республики Татарстан и высокую эффективность ИФА методов для диагностики цианотоксинов в поверхностных водоемах, которые можно рекомендовать для оценки экологической и биологической опасности в условиях массового развития водорослей в водоемах питьевого и рекреационного назначения.

ЛИТЕРАТУРА: 1. Sivonen, K. Cyanobacterial toxins / K. Sivonen, G. Jones // Toxic Cyanobacteria in water: a guide to their public health consequences, monitoring and management. –WHO, 1999. – P. 55-124. 2. Azevedo, S.M.F.O. Human intoxication by microcystins during renal dialysis treatment in Caruaru, Brazil / S.M.F.O. Azevedo et al. // Toxicology. – 2002. – Vol. 181-182. – P. 441-446. 3. Zaccaroni, A. Toxicity of fresh water algal toxins to humans and animals / A. Zaccaroni, D. Scaravelli // Algal toxins: nature, occurrence, effect and detection. – Dordrecht: Springer, 2008. – P. 45-89. 4. Hawkins, P.R. A review of analytical methods for assessing the public health risk from microcystin in the aquatic environment / P.R. Hawkins et al. // Journal of water supply: research and technology. – 2005. – Vol. – P. 509-518.

ИНДИКАЦИЯ ЦИАНОТОКСИНОВ В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

Никитин О.В., Степанова Н.Ю., Мукминов М.Н., Латыпова В.З.

Резюме

С использованием метода иммуноферментного анализа проведена индикация наличия токсинов цианобактерий в природных водах

Республики Татарстан. Отмечено превышение рекомендуемых нормативов ВОЗ в 1,5-5 раз.

INDICATION OF CYANOTOXINS IN NATURAL WATERS OF THE TATARSTAN REPUBLIC

Nikitin O.V., Stepanova N.Yu., Mukminov M.N., Latypova V.Z.