ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ РЕКИ ЕНИСЕЙ НА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ И РОСТОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОДНОГО РАСТЕНИЯ ELODEA CANADENSIS
Аннотация
Обоснование. Высокое содержание техногенных радионуклидов в донных отложениях реки Енисей (ДО) является основным источником радиационного облучения водных растений, что проявляется в возрастании хромосомных аберраций (ХА) в корнях растений элодея вблизи сбросов Горно-химического комбината (ГХК) по сравнению с фоновыми районами. Эти данные были получены в период работы ядерного реактора ГХК, но после остановки реактора отмечено снижение содержания радионуклидов в ДО и уровня ХА клеток элодея. Проведённые ранее лабораторные токсикологические эксперименты с радиоактивными ДО р. Енисей не выявили достоверного отклика цитогенетических и морфометрических параметров элодеи на повышенный уровень техногенных радионуклидов в ДО. Эти факты требует проведения дополнительных исследований.
Цель исследований – оценка морфометрических параметров и цитогенетических нарушений в корнях водного растения Elodea canadensis, выросших на донных отложениях с разным уровнем загрязнения техногенными радионуклидами: полевые исследования и лабораторные эксперименты.
Материалы и методы. Пробы водных растений и ДО отбирали в р. Енисей как вблизи радиоактивных сбросов ГХК, так и выше сбросов ГХК в фоновых районах. Удельную активность радионуклидов ДО измеряли на гамма-спектрометре фирмы Canberra (США). Подготовку проб и учёт клеток с хромосомными аберрациями проводили по стандартной методике. Для лабораторных экспериментов в качестве тест-объекта использовали элодею (E. сanadensis), которая была отобрана в фоновом районе р. Енисей. В экспериментах регистрировали морфометрические и цитогенетические параметры элодеи.
Результаты. В период 2014-2021 год после остановки ядерного реактора ГХК зарегистрировано снижение суммарного уровня хромосомных аберраций (ХА) элодеи, отобранной вблизи ГХК по сравнению с периодом работы реактора. В 2021 году повышенный суммарный уровень ХА элодеи, включая аберрации типа «Фрагменты», вблизи сбросов ГХК достоверно отличался от уровня ХА в фоновом районе. Достоверные отличия суммарного уровня ХА элодеи из районов вблизи сбросов ГХК и фоновых районов были отмечены в интервале активности радионуклидов 520-1470 Бк/кг в ДО.
В лабораторных экспериментах фактор повышенной радиоактивности в ДО приводил к уменьшению длины корней элодеи по сравнению с контролем, но не влиял на рост побегов. В эксперименте при длительности облучения элодеи 11 суток наблюдалось достоверное увеличение уровня клеток с ХА и доли блуждающих хромосом относительно контроля.
Заключение. Полученные данные свидетельствуют, что повышенное содержание техногенных радионуклидов в ДО р. Енисей может влиять на ростовые и цитогенетические параметры элодеи.
Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (проект № FWES-2024-0024).
Скачивания
Литература
Список литературы
Болсуновский А.Я., Ермаков А.И., Мясоедов Б.Ф., Новиков А.П., Соболев А.И. Новые данные по содержанию трансурановых элементов в донных отложениях реки Енисей // Доклады Академии наук. 2002. Т. 387, № 2. С. 233-236.
Болсуновский А.Я., Суковатый А.Г. Радиоактивное загрязнение водных организмов реки Енисей в зоне влияния Горно-химического комбината // Радиационная биология. Радиоэкология. 2004. T. 44. № 3. C. 393-398.
Болсуновский А.Я., Муратова Е.Н., Суковатый А.Г., Пименов А.В., Санжараева Е.А., Зотина Т.А., Корнилова М.Г. Радиоэкологический мониторинг реки Енисей и цитогенетические характеристики водного растения Elodea canadensis // Радиационная биология. Радиоэкология. 2007. Т.47, № 1. С. 63-73.
Болсуновский А.Я., Трофимова Е.А., Дементьев Д.В., Карпов А.Д. Интенсивность накопления урана-238 представителями разных экологических уровней экосистемы р. Енисей // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2016. №. 2. С.161-171. https://doi.org/10.17223/19988591/34/11
Даев Е.В., Дукельская А.В., Барабанова Л.В. Цитогенетические методы индикации экологической напряженности в водных и наземных биосистемах // Экологическая генетика. 2014. Т.12, № 2. С.4-12.
Лунёва К.В., Крышев А.И. Анализ радиоэкологического воздействия Красноярского горно-химического комбината на объекты речной биоты в 2000-2012 гг. // Радиация и риск. 2014. Т. 23. № 1, С. 89-96.
Медведева М.Ю., Болсуновский А.Я., Зотина Т.А. Цитогенетические нарушения у водного растения Elodea canadensis в зоне техногенного загрязнения р. Енисей // Сибирский экологический журнал. 2014. Т.21, № 4. С.561-572.
Муратова Е.Н., Горячкина О.В., Корнилова М.Г., Пименов А.В., Седельникова Т.С., Болсуновский А.Я. Цитогенетическое изучение водных растений акватории Енисея в зоне радиационного загрязнения // Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2014. № 5. С.510-517. https://doi.org/10.7868/S0002332914050099
Отчет по экологической безопасности ГХК за 2021 год. Железногорск, 2022. 48 с. https://sibghk.ru/images/pdf/eco/ghk_ecorep_2021.pdf
Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств в 2020 году. Ежегодник. Росгидромет, ФГБУ «НПО «Тайфун». Обнинск. 2021. 329 с. https://www.rpatyphoon.ru/upload/medialibrary/187/ezhegodnik_ro_2020.pdf
Сухоруков Ф.В., Дегерменджи А.Г., Белолипецкий В.М., Болсуновский А.Я., Ковалев С.И., Косолапова Л.Г., Мельгунов М.С., Рапута В.Ф. Закономерности распределения и миграции радионуклидов в долине реки Енисей. Новосибирск, Изд-во СО РАН. Филиал “Гео”. 2004. 286 с.
Трофимова Е.А., Зотина Т.А., Болсуновский А.Я. Оценка переноса техногенных радионуклидов в трофических сетях реки Енисей // Сибирский экологический журнал. 2012. №4. С.497-504.
Трофимова Е.А., Зотина Т.А., Дементьев Д.В., Болсуновский А.Я. Накопление техногенных радионуклидов хищными и мирными рыбами реки Енисей // Вопросы радиационной безопасности. 2014. № 4. С. 55-61.
Arts G.H.P., Belgers J.D.M., Hoekzema C.H., Thissen J.T.N.M. Sensitivity of submerged freshwater macrophytes and endpoints in laboratory toxicity tests // Environ. Pollut. 2008. Vol.153. P. 199-206. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2007.07.019
Bolsunovsky A., Dementyev D., Trofimova E., Iniatkina E., Kladko Yu., Petrichenkov M. Chromosomal aberrations and micronuclei induced in onion (Allium cepa) by gamma-radiation // Journal of environmental radioactivity. 2019. Vol. 207. P. 1-6. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.05.014
Bolsunovsky A., Dementyev D., Trofimova E. Biomonitoring of radioactive contamination of the Yenisei River using aquatic plants // Journal of environmental radioactivity. 2020. Vol. 211. № 106100. P. 1-12. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.106100
Bolsunovsky A.Ya., Dementyev D.V., Vakhrushev V.I. Transport of artificial radionuclides over long distances downstream along the Yenisei River during the 1966 extreme flood event // Doklady Earth Sciences. 2021. Vol. 498, Part 2. P. 514-518. https://doi.org/10.1134/S1028334X21060052
Dementyev D.V., Bolsunovsky A.Y., Borisov R.V., Trofimova E.A. Concentrations of heavy metals in bottom sediments of the Yenisei River near Krasnoyarsk // Bull. Tomsk Polytech. Univ. Geo Assets Eng. 2015. Vol. 326, № 5. P. 91-98. http://izvestiya.tpu.ru/archive/article/view/1578/1431
Fukui Kiichi, Nakayama Shigeki. Plant Chromosomes: Laboratory Methods.1996, 288 р.
Geras' kin S., Evseeva T., Oudalova A. Plants as a tool for the environmental health assessment // Encyclopedia of environmental health. 2011. P. 239-248.
Geras’kin S.A., Oudalova A.A., Kim J.K., Dikarev V.G., Dikareva N.S. Cytogenetic effect of low dose γ-radiation in Hordeum vulgare seedlings: non-linear dose–effect relationship // Radiat. Environ. Biophys. 2007. Vol. 46. P. 31-41. https://doi.org/10.1007/s00411-006-0082-z
Grant W.F. Chromosome aberrations in plants as a monitoring system // Environmental Health Perspectives. 1978. Vol. 7. P. 37-43. https://doi.org/10.1289/ehp.782737
Gudkov D.I., Shevtsova N.L., Pomortseva N.A., Dzyubenko E.V., Kaglyan A.E., Nazarov A.B. Radiation-induced cytogenetic and hematologic effects on aquatic biota within the Chernobyl exclusion zone // Journal of environmental radioactivity. 2016. Vol. 151. P. 438-448. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2015.09.004
Nosov A.V. Analysis of the radiation environment on the Enisei River after decommissioning of straight-through reactors at the Krasnoyarsk mining-chemical complex // Atom. Energy. 1996. Vol. 81. P. 670-674. https://doi.org/10.1007/BF02407062
Rank J. The method of Allium anaphase-telophase chromosome aberration assay // Ekologija. 2003. Vol.1. P. 38-42.
Sediment-water chironomid toxicity test using spiked water. Test Guideline No. 219. Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 2. 2004. OECD Publishing, Paris.
Shevtsova N.L., Gudkov D.I., Cytogenic effects of long-term radiation on higher aquatic plants within the Chernobyl accident Exclusion Zone // Radioprotection. 2009. Vol. 44. P. 937-940. https://doi.org/10.1051/radiopro/20095167
Vakulovsky S.M., Kryshev I.I., Nikitin A.I., Savitsky Y.V., Malyshev S.U., Tertyshnik E.G. Radioactive contamination of the Yenisey River // Journal of environmental radioactivity. 1995. Vol. 29. P. 225-236. https://doi.org/10.1016/0265-931X(95)00033-7
Zotina T.A., Trofimova E.A., Medvedeva M.Yu., Dementyev D.V., Bolsunovsky A.Ya. Use of the aquatic plant Elodea canadensis to assess toxicity and genotoxicity of Yenisei River sedim ents // Environmental Toxicology and Chemistry. 2015. Vol. 34, No. 10. P. 2310-2321. https://doi.org/10.1002/etc.3057
Zotina T.A., Trofimova E.A., Dementyev D.V. Time-dependent trends of artificial radionuclides in biota of the Yenisei River (Siberia, Russia) // Journal of Environmental Radioactivity. 2019. Vol. 208-209. № 106028. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.106028
References
Bolsunovsky A.Ya., Ermakov A.I., Myasoedov B.F., Novikov A.P., Sobolev A.I. New data on the content of transuranic elements in bottom sediments of the Yenisei River. Reports of the Academy of Sciences, 2002, vol. 387, no. 2, pp. 233-236.
Bolsunovsky A.Ya., Sukovatiy A.G. Radioactive contamination of aquatic organisms of the Yenisei River in the zone of influence of the Mining-Chemical Combine. Radiation Biology. Radioecology, 2004, vol. 44, no. 3, pp. 393-398.
Bolsunovsky A.Ya., Muratova E.N., Sukovaty A.G., Pimenov A.V., Sanzharaeva E.A., Zotina T.A., Kornilova M.G. Radioecological monitoring of the Yenisei River and cytogenetic characteristics of the aquatic plant Elodea canadensis. Radiation Biology. Radioecology, 2007, vol. 47, no. 1, pp. 63-73.
Bolsunovsky, A.Ya.; Trofimova, E.A.; Dementiev, D.V.; Karpov, A.D. Intensity of uranium-238 accumulation by representatives of different ecological levels of the Yenisei River ecosystem. Bulletin of Tomsk State University. Biology, 2016, no. 2, pp. 161-171. https://doi.org/10.17223/19988591/34/11
Daev E.V., Dukelskaya A.V., Barabanova L.V. Cytogenetic methods of ecological tension indication in aquatic and terrestrial Biosystems. Ecological Genetics, 2014, vol. 12, no. 2, pp. 4-12.
Luneva, K.V.; Kryshev, A.I. Analysis of radioecological impact of Krasnoyarsk Mining and Chemical Combine on the river biota objects in 2000-2012. Radiation and Risk, 2014, vol. 23, no. 1, pp. 89-96.
Medvedeva M.Yu., Bolsunovsky A.Ya., Zotina T.A. Cytogenetic disorders in the aquatic plant Elodea canadensis in the zone of anthropogenic pollution of the Yenisei River. Siberian Ecological Journal, 2014, vol. 21, no. 4, pp. 561-572.
Muratova E.N., Goryachkina O.V., Kornilova M.G., Pimenov A.V., Sedelnikova T.S., Bolsunovsky A.Ya. Cytogenetic study of aquatic plants of the Yenisei water area in the zone of radiation contamination. Proceedings of the Russian Academy of Sciences. Biological Series, 2014, no. 5, pp. 510-517. https://doi.org/10.7868/S0002332914050099
MCC Environmental Safety Report for 2021. Zheleznogorsk, 2022, 48 p. https://sibghk.ru/images/pdf/eco/ghk_ecorep_2021.pdf
Radiation situation on the territory of Russia and neighboring countries in 2020. Roshydromet, NPO ‘Typhoon’. Obninsk, 2021, 329 p. https://www.rpatyphoon.ru/upload/medialibrary/187/ezhegodnik_ro_2020.pdf
Sukhorukov F.V., Degermendzhi A.G., Belolipetsky V.M., Bolsunovsky A.Ya., Kovalev S.I., Kosolapova L.G., Melgunov M.S., Raputa V.F. Regularities of distribution and migration of radionuclides in the valley of the Yenisei River. Novosibirsk, Izd-vo SO RAS. Geo Branch. 2004. 286 с.
Trofimova E.A., Zotina T.A., Bolsunovsky A.Ya. Assessment of the transfer of anthropogenic radionuclides in the trophic networks of the Yenisei River. Siberian Ecological Journal, 2012, no. 4, pp. 497-504.
Trofimova E.A., Zotina T.A., Dementiev D.V., Bolsunovsky A.Ya. Accumulation of anthropogenic radionuclides by predatory and peaceful fish of the Yenisei River. Voprosy Radiation Safety, 2014, no. 4, pp. 55-61.
Arts G.H.P., Belgers J.D.M., Hoekzema C.H., Thissen J.T.N.M. Sensitivity of submerged freshwater macrophytes and endpoints in laboratory toxicity tests. Environ. Pollut., 2008, vol. 153, pp. 199-206. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2007.07.019.
Bolsunovsky A., Dementyev D., Trofimova E., Iniatkina E., Kladko Yu., Petrichenkov M. Chromosomal aberrations and micronuclei induced in onion (Allium cepa) by gamma-radiation. Journal of environmental radioactivity, 2019, vol. 207, pp. 1-6. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.05.014
Bolsunovsky A., Dementyev D., Trofimova E. Biomonitoring of radioactive contamination of the Yenisei River using aquatic plants. Journal of environmental radioactivity, 2020, vol. 211, no. 106100, pp. 1-12. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.106100
Bolsunovsky A.Ya., Dementyev D.V., Vakhrushev V.I. Transport of artificial radionuclides over long distances downstream along the Yenisei River during the 1966 extreme flood event. Doklady Earth Sciences, 2021, vol. 498, part 2, pp. 514-518. https://doi.org/10.1134/S1028334X21060052
Dementyev D.V., Bolsunovsky A.Y., Borisov R.V., Trofimova E.A. Concentrations of heavy metals in bottom sediments of the Yenisei River near Krasnoyarsk. Bull. Tomsk Polytech. Univ. Geo Assets Eng., 2015, vol. 326, no. 5, pp. 91-98. http://izvestiya.tpu.ru/archive/article/view/1578/1431
Fukui Kiichi, Nakayama Shigeki. Plant Chromosomes: Laboratory Methods,1996, 288 p.
Geras' kin S., Evseeva T., Oudalova A. Plants as a tool for the environmental health assessment. Encyclopedia of environmental health, 2011, pp. 239-248.
Geras'kin S.A., Oudalova A.A., Kim J.K., Dikarev V.G., Dikareva N.S. Cytogenetic effect of low dose γ-radiation in Hordeum vulgare seedlings: non-linear dose-effect relationship. Radiat. Environ. Biophys., 2007, vol. 46, pp. 31-41. https://doi.org/10.1007/s00411-006-0082-z
Grant W.F. Chromosome aberrations in plants as a monitoring system. Environmental Health Perspectives, 1978, vol. 7, pp. 37-43. https://doi.org/10.1289/ehp.782737
Gudkov D.I., Shevtsova N.L., Pomortseva N.A., Dzyubenko E.V., Kaglyan A.E., Nazarov A.B. Radiation-induced cytogenetic and hematologic effects on aquatic biota within the Chernobyl exclusion zone. Journal of environmental radioactivity, 2016, vol. 151, pp. 438-448. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2015.09.004
Nosov A.V. Analysis of the radiation environment on the Enisei River after decommissioning of straight-through reactors at the Krasnoyarsk mining-chemical complex. Atom. Energy, 1996, vol. 81, pp. 670-674. https://doi.org/10.1007/BF02407062
Rank J. The method of Allium anaphase-telophase chromosome aberration assay. Ekologija, 2003, vol. 1, pp. 38-42.
Sediment-water chironomid toxicity test using spiked water. Test Guideline No. 219. Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 2. 2004. OECD Publishing, Paris.
Shevtsova N.L., Gudkov D.I., Cytogenic effects of long-term radiation on higher aquatic plants within the Chernobyl accident Exclusion Zone. Radioprotection, 2009, vol. 44, pp. 937-940. https://doi.org/10.1051/radiopro/20095167
Vakulovsky S.M., Kryshev I.I., Nikitin A.I., Savitsky Y.V., Malyshev S.U., Tertyshnik E.G. Radioactive contamination of the Yenisey River. Journal of environmental radioactivity, 1995, vol. 29, pp. 225-236. https://doi.org/10.1016/0265-931X(95)00033-7
Zotina T.A., Trofimova E.A., Medvedeva M.Yu., Dementyev D.V., Bolsunovsky A.Ya. Use of the aquatic plant Elodea canadensis to assess toxicity and genotoxicity of Yenisei River sedim ents. Environmental Toxicology and Chemistry, 2015, vol. 34, no. 10, pp. 2310-2321. https://doi.org/10.1002/etc.3057
Zotina T.A., Trofimova E.A., Dementyev D.V. Time-dependent trends of artificial radionuclides in biota of the Yenisei River (Siberia, Russia). Journal of Environmental Radioactivity, 2019, vol. 208-209, no. 106028. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.106028
Просмотров аннотации: 0 Загрузок PDF: 0
Copyright (c) 2024 Alexander Ya. Bolsunovsky, Elena A. Trofimova, Dmitry V. Dementyev, Alena S. Dementyeva
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
