Отходы пестицидов и определение класса их опасности с помощью методов биотестирования

Проблема хранения и утилизации пестицидов и агрохимикатов продолжает оставаться одной из наиболее труднорешаемых проблем для субъектов Российской Федерации. Большинство токсичных отходов хранится в полуразрушенных, бесхозных складах, не исключающих возможности несанкционированного доступа к ним, неконтролируемого применения в быту. Одним из этапов в утилизации пестицидов, пришедших в негодность, является инвентаризация агрохимикатов и перезатаривание пестицидов в новые емкости [1]. Важным моментом для проведения инвентаризации считается установление класса опасности отходов пестицидов. Его определяют расчетным или (и) экспериментальным методом. При использовании расчетного метода необходим перечень компонентов отхода и их количественное содержание, что устанавливается по результатам количественного химического анализа. Экспериментальный метод используют при отнесении к классу опасности обезличенных отходов, у которых невозможно определить их качественный и количественный состав [2]. По результатам инвентаризации, проведенной в апреле 2005 г., на территории Саратовской области хранится 613,3 тонны пришедших в негодность и запрещенных к применению пестицидов. Особую опасность представляют обезличенные пестициды в смесях. Их объем в общей массе составляет 527,3 тонны (86%). В ходе реализации программы [3] на территории области установлено наличие еще 97,3 тонн пестицидов. Известно, что при неопределенности химического состава отходов биотестирование является единственным способом определения класса их опасности [2]. Согласно [2] обязательным является проведение анализа на двух тест-объектах из разных биологических таксонов или

Губина Тамара Ивановна, доктор химических наук, профессор кафедры «Экология»

групп. Если разные тест-системы показывают неодинаковую реакцию, то в окончательном результате следует учитывать наиболее чувствительный ответ [4].

Цель работы: с помощью метода биотестирования определить класс опасности смеси пестицидов (обезличенные препараты) и грунта из мест их хранения.

Материалы и методы. В качестве тест-объектов были выбраны Daphnia magna и Scenedesmus quadricauda. Культуру дафний выращивали в помещении, не содержащем токсических паров или газов. Оптимальная температура для культивирования дафний и биотестирования составляла 20±2°С, освещенность 400-600 лк. Дафний кормили культурой зеленых протококковых водорослей Scenedesmus quadricaudа. Для биотестирования использовали альгологи-чески чистую культуру водорослей Scenedesmus quadricauda , находящуюся в экспоненциальной стадии роста – через 5-7 суток после пересева. Температура в люминостате поддерживалась в пределах от +22ºС до +25ºС, освещенность – 3000-10000 лк, световой период – 24 ч. Водную вытяжку из отходов готовили из соотношения твердая фаза: жидкость равного 1:10. В качестве жидкости для опыта с дафниями используют отстойную воду, с водорослями – дистиллированную. Колбы с водной вытяжкой помещали на встряхиватель на 8 ч. Эксперименты проводились в 0,5; 0,1; 0,05, 001%-ных концентрациях водных вытяжек отходов. Для определения класса опасности отходов использовались методики, внесенные в федеральный реестр [5, 6].

Результаты и обсуждение. Для определения класса опасности отходов контрольным показателем служили смертность дафний и снижение численности клеток водорослей. На рис. 1 представлены диаграммы, описывающие зависимость выживаемости дафний от концентрации водной вытяжки смеси пестицидов по каждым суткам эксперимента (усредненной по трем повторностям). Были определены летальная (ЛК) и безвредная концентрации (БК) водной вытяжки отходов, вызывающие соответственно 50%-ную и 10%-ную гибель дафний за 96 час.: 0,039%-ная концентрация или разбавление в 2564 раз (ЛК) и 0,0066%-ная концентрация или разбавление в 15151 раз (БК). Согласно [2] эти результаты позволяют отнести данную смесь пестицидов к 1 классу опасности.

Рис. 1. Зависимость выживаемости дафний от концентрации водной вытяжки смеси пестицидов

Далее изучено влияние растворов водных вытяжек смеси пестицидов на снижение численности водорослей Scenedesmus quadricauda. На рис. 2 представлены графические зависимости численности водорослей от концентрации водной вытяжки смеси пестицидов (усредненные по трем повторностям). Определены ингибирующая концентрация (ИК) и безвредная концентрация (БК) водной вытяжки смеси пестицидов - это соответственно 0,22%-ная концентрация или разбавление в 454 раза и 0,04%-ная концентрация или разбавление в 2500 раз, вызывающие соответственно 50%-ную гибель клеток водоросли и 20%-ное ингибирование численности водорослей за 96 часов. Согласно [2] данная смесь пестицидов относится к 2-му классу опасности.

Рис. 2. Зависимость численности водорослей от концентрации водной вытяжки смеси пестицидов

Далее на дафниях определен класс опасности грунта, загрязненного пестицидами (рис. 3). Определены ЛК и БК водной вытяжки грунта: 0,15%-ная концентрация или разбавление в 666 раз и 0,03%-ная концентрация или разбавление в 3333 раз, вызывающие соответственно 50% и 10%-ную гибель дафний за 96 час. Согласно [2] исследование на дафниях показало, что грунт, загрязненный пестицидами относится к 2-му классу опасности.

Рис. 3. Зависимость выживаемости дафний от концентрации водной вытяжки грунта, загрязненного пестицидами

Графические зависимости численности водорослей от концентрации водной вытяжки грунта, загрязненного пестицидами, в исходных сутках и на окончание эксперимента представлены на рис. 4. Определены ИК и БК водной вытяжки грунта: 0,036%-ная концентрация или разбавление в 2778 раз и 0,0072%-ная концентрация или разбавление в 13888 раз, вызывающие соответственно 50%-ную гибель клеток водоросли и 20%-ное ингибирование численности водорослей за 96 часов. Согласно [2] исследование на клетках водорослей показало, что грунт, загрязненный пестицидами относится к 1-ому классу опасности.

Рис. 4. Зависимость численности водорослей от концентрации водной вытяжки грунта, загрязненного пестицидами

Выводы: тест-организмы проявили различную чувствительность по отношению к анализируемым пробам. При биотестировании растворов со смесью пестицидов наиболее чувствительными по отношению к ним оказались дафнии, что касается пробы с вытяжками почвы, то в этом случае достовернее были водоросли. Однако, как известно из вышеприведенной инструкции [2], в качестве окончательного результата берется наиболее чувствительный ответ, поэтому обе пробы отнесены нами к 1-му классу опасности.