ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СМЕСЕВОГО ХИМИЧЕСКОГО ПРЕПАРАТА, СОДЕРЖАЩЕГО ПАВ, С VIGNA RADIATA

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СМЕСЕВОГО ХИМИЧЕСКОГО ПРЕПАРАТА, СОДЕРЖАЩЕГО ПАВ, С VIGNA RADIATA

Цай С.^1,2, Остроумов С.А. ^1,2

МОИП, секция гидробиологии и ихтиологии

1 Биологический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова, Москва 119991, Российская Федерация; ar55 [at] yandex.ru;

2 Шэньчжэньский университет МГУ-ППИ, Шэньчжэнь, Китайская Народная Республика;

---

РЕЗЮМЕ: В статье представлены новые данные о  действии смесевого химического препарата (продукта), содержащего синтетические ПАВ, на проростки растений. Исследуемый химический продукт – пеномоющее средство (ПМС),  shampoo китайского производства. Это был травяной shampoo (herbal shampoo, HS), который содержал сульфат лаурилполиэфира аммония, лаурилсульфат аммония и компоненты двух лекарственных растений. Изучено его действие на проростки Vigna radiata. Показано, что при некоторых концентрациях водные растворы HS оказывают токсическое действие. При концентрации 0,5% HS оказывал токсическое действие, вызывая угнетение длины корня более чем на 50%. Новые данные согласуются с предыдущими результатами, полученными исследовательской группой С.А. Остроумова в МГУ им. М.В. Ломоносова.

Ключевые слова: экологические опасности, экотоксикология,  фитотест, фитотоксичность, водная токсикология, поверхностно-активные вещества, биотестирование, проростки растений,

ВВЕДЕНИЕ. В предыдущих исследованиях было проведено биотестирование нескольких поверхностно-активных веществ (ПАВ) и химических продуктов, содержащих поверхностно-активные вещества [1-18]. Определены концентрации этих химикатов в воде, оказывающие токсическое воздействие на ряд биологических видов [1-11, 13, 16, 17, 18], в том числе на растения. Другие лаборатории также используют аналогичные подходы для проверки токсичности и опасности воздействия химических веществ на окружающую среду. [19, 20].

В последнее время эти исследования были продолжены с использованием пеномоющих средств (ПМС) и биологических видов Lens culinaris Medik. и Vigna radiata (L.) R.Wilczek [18].

Целью данного исследования является продолжение исследования потенциальных биологических эффектов (включая токсичность) химических продуктов, содержащих поверхностно-активные вещества, с использованием биологического вида Vigna radiata (L.) R.Wilczek. Результаты исследований в этом направлении докладывались авторами на заседаниях секции МОИП.

МЕТОДЫ. Химическим веществом, протестированным в данном исследовании, был китайский травяной shampoo (herbal shampoo, HS, название: Ginger Polygonum Multiflorum Nutrient Shampoo). Выпускается компанией BAWANG International (Group) Holding Co., Ltd (Гуанчжоу, Китай). Непрозрачный жидкий shampoo имеет коричневый цвет. В состав коммерческого shampoo входят лаурилполиэфирсульфат аммония, лаурилсульфат аммония, кокамидопропилбетаин, кокамид MEA, гликольдистеарат, PDMS (полидиметилсилоксан), ароматизатор, хлорид натрия, пироктоноламин, поликватерний-47, поликватернийолин-10, пантантенолин-10, пантантенолин-10, пантантенолин. , EDTA-Na2, метилпарабен, зингибер лекарственный (разновидность экстракта корней имбиря), polygonum multiflorum (китайское лекарственное растение) и вода.

Подробно метод описан в книгах [16, 17] и других наших публикациях [18]. Семена помещали в чашки Петри. В чашки Петри добавляли исследуемый водный раствор исследуемых химических веществ. Измеряли количественные параметры прорастания семян и роста проростков и рассчитывали средние значения. Статистический анализ данных проводился с использованием программы Microsoft Excel 2019.

Количество семян 30 на чашку Петри.

Объем раствора шампуня, добавляемого в каждую чашку Петри, составлял 20 мл.

Изометрический объем (20 мл) ультрачистой воды (ultrapure water ) использовали в качестве контроля.

Температура инкубации чашек Петри составляла 25,0 ± 1,0 ° С.

Остальные детали методики экспериментов описаны в [16-18].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.  Основные результаты представлены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что при тестировании различных концентраций исследованного химического вещества выявляется зависящая от концентрации токсичность для используемого биологического вида, растения Vigna radiata.

Концентрация 0,5% вызывала уменьшение средней длины корней проростков этого вида.

Самая большая испытанная концентрация (5%) вызвала наиболее выраженный токсический эффект.

Интерпретация полученных данных представлена в таблице 2.

Полученные результаты согласуются с предыдущими результатами исследований, проведенных в группе С.А. Остроумова в МГУ [1-18]. Предыдущие данные, полученные в этой группе, продемонстрировали фитотоксичность ПАВ и некоторых химических смесей, содержащих ПАВ, для высших растений [1-11, 13-18, 21], как наземных [1-11, 13, 16, 17, 18], так и водных. [9, 21].

Новые результаты, представленные в этой публикации, дают новые дополнительные примеры токсичности химических смесей, содержащих поверхностно-активные вещества.

Таблица 1. Результаты фитотеста на проростках маша (Vigna radiata) . Условия: 96-часовое воздействие различных концентраций водного раствора shampoo (20 мл) при 25,0 ± 1,0 ° C. Тестируемым химическим веществом был китайский травяной shampoo (название shampoo: Ginger Polygonum Multiflorum Nutrient Shampoo). [The mung beans (Vigna radiata) tests for the 96-h exposure to various concentrations of the water solution of the shampoo (20 mL) at 25.0±1.0  °C. The tested chemical was the Chinese herbal shampoo (the name of the shampoo: Ginger Polygonum Multiflorum Nutrient Shampoo)].

Концентрации исследуемого химического вещества (%); Concentrations  of the tested chemical (%)	0,0%	0,5%	5,0%
Длина корней, средняя (мм) Root length, average (mm)	58,47	22,36	0,35
Стандартная ошибка (мм) Standard error (mm)	1,70	1,38	0,13

Таблица 2 . Интерпретация результатов, полученных в этом исследовании, в отношении биологических эффектов тестируемого химического вещества (Ginger Polygonum Multiflorum Nutrient Shampoo), который был протестирован в различных концентрациях с использованием Vigna radiata.

Концентрация (%) испытанного химического продукта. Concentration of the tested chemical	Интерпретация результатов фитотеста в этом исследовании; Interpretation of the results of the phytotest in this study	Комментарии (Comments)
0	Нет токсичности; No toxicity	Нет подавления роста корней; No inhibition of  growth of roots
0.5	Выраженная токсичность;A pronounced toxicity	Ингибирование роста корней более 50%; Inhibition of  root growth, more than 50%
5.0	Летальное воздействие; Lethal effect as a result of high toxicity	Нет роста корней; No root growth observed

Стоит отметить, что химический продукт (химический смесевой препарат), изучаемый в этой публикации, является широко используемым средством для ухода за телом. Химические продукты этого типа производятся и продаются в больших количествах. Поступление этих химикатов в водную среду происходит в больших количествах. Загрязнение водной среды этими химическими веществами является значительным. Следовательно, потенциальное воздействие на окружающую среду загрязнения воды этими химическими веществами имеет большое значение. Экотоксикологические соображения, связанные с загрязнением воды ПАВ и химическими продуктами, содержащими ПАВ, анализировались в предыдущих публикациях, а именно в книгах [16, 17]

Новые данные подтверждают основные выводы, сделанные в этих книгах.

ВЫВОДЫ.

1. Было обнаружено, что фитотест с использованием  Vigna radiata является эффективным методом изучения биологических эффектов новых пеномоющих средств (ПМС, а именно, herbal shampoo).

2. Было обнаружено, что при определенных концентрациях и временном воздействии испытанное химическое вещество, а именно китайский травяной shampoo (название: Ginger Polygonum Multiflorum Nutrient Shampoo), оказывал токсическое воздействие на проростки растений на примере  Vigna radiata.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Goryunova  S.V.,   Ostroumov  S.A.   Effects of an anionic detergent  on green algae and some angiosperms. // Biological Sciences. 1986, No.7: p.84-86.  

2.  Nagel  H.,    Ostroumov  S.A.,  Maximov  V.N.  Inhibition  of  elongation  of seedlings of buckwheat under the effect of sodium dodecylsulphate. // Biological Sciences. 1987, No.12: 81-84; https://www.academia.edu/44213751/;

3. Maximov  V.N., Nagel H.,   Ostroumov  S.A.   Biotesting  waters containing  a surfactant (sulfonol) and DNOC. // Hydrobiological  Journal, 1988. 24 (4): 54-55. https://www.academia.edu/1436246/ ;

4. Maximov  V.N.,  Nagel  H., Kovaleva  T.N.,   Ostroumov  S.A.   Biotesting  of water polluted by sulfonol. // Water Resources.  1988. 1: 165-168.

5.         Ostroumov   S.A.  Certain  Aspects  of  Evaluating   Biological   Activity  of Xenobiotics // Vestnik MGU, Series 16, Biologiya,   1990.  p. 27-34.

6.  Ostroumov S.A., Xing B.  Effects of three types of metal oxide nanoparticles (TiO2,  CuO,  Al2O3)  on  the  seedlings  of  the  higher  plant  Lens  culinaris.  // Ecologica.  2012. Vol.19 (65), 10-14.

7.  Ostroumov   S.A.,     L.S.  Samoilenko,   M.M.  Telitchenko.   Studies  on  some aspects  of  ecotoxicology  and  biochemical  ecology  of  surfactants  // Biodeterioration and Biodegradation.1995.  Vol. 9, 641-641.

8. Ostroumov  S.A., Golovko A.E.   Biotesting of surfactant (sulphonol)  toxicity using rice seedings as a test-object // Gidrobiologičeskij žurnal (Kiev) [Gidrobiologicheskiy  Zhurnal,  Hydrobiological  Journalhttps://www.academia.edu/27074231/ ; https://link.springer.com/article/10.1134/S1070363213130057;

12.   Lazareva    E.V.,    Ostroumov    S.A.   Accelerating    the   reduction    of  the concentration  of surface-active  substances  in water microcosms  in the presence of plants: Innovations  for phytotechnology  // Doklady Akademii Nauk.    2009. 425 (6), 843-845;     https://www.academia.edu/43779198/;  https://ru.scribd.com/document/60795487/; English translation:  Accelerated decrease in surfactant concentration in the water of a microcosm in the presence of plants: innovations for phytotechnology. Doklady Biological Sciences 2009 Vol.425 No.1 pp.180-182; Lazareva, E. V. ;  Ostroumov, S. A.; DOI https://doi.org/10.1134/S0012496609020276;

13. Poklonov V.A., Kotelevtsev S.V., Ostroumov S.A. On the effect of detergents on Vigna radiata and Lens culinaris under biotest conditions // Toxicological Bulletin. 2012. No. 5. p.49-53. [Poklonov V. A., Kotelevtsev S. V., Ostroumov S. A. O vozdeystvii detergentov na Vigna radiata i Lens culinaris v usloviyakh biotesta // Toksikologicheskiy vestnik. 2012. № 5. s.49-53https://library.by/portalus/modules/biology/readme.php?subaction=showfull&id=1281291046& archive=&start_from=&ucat=& ; last viewed 04.05.2020;

15. Electronic resource. 160 articles, environment, water, ecology, toxicology, remediation, bioassay, aquatic, higher plants, macrophytes…; in English, in Russian. 50-page list. http://5bio5.blogspot.com/2015/07/160-articles-environment-water-ecology.html;    last viewed 04.05.2020;

16. Ostroumov S. A., Biological Effects of Action of Surfactants on Organisms, MAKS-Press,  Moscow (2001), p. 334. (in Rus.). [translit of the title of the book: Biologicheskiie effekty pri vozdeistvii poverkhnostno-aktivnykh veshchestv na organizmyhttps://www.worldcat.org/title/biologicheskiie-effekty-pri- vozdeistvii-poverkhnostno-aktivnykh-veshchestv-na-organizmy/oclc/263630756;

17.  Ostroumov   S.A.,  2006.  Biological   effects   of  surfactants.   CRC  Press. https://www.academia.edu/826799/; https://www.academia.edu/782323/;

18. Cai X., Ostroumov S.A. Discovery of detergent toxicity using non-animal bioassay. Biogeochemical Innovations, Vol.2, p.216-219 (2020). https://www.academia.edu/44455943/;

19. Eze, M.O., George, S.C. and Hose, G.C., 2021. Dose-response analysis of diesel fuel phytotoxicity on selected plant species. Chemosphere, 263, p.128382.

20. Das, P., Bora, P., Paul, N. and Bhattacharyya, N., 2021. Vegetation composition and assessment of phytotoxicity in a paper mill dumpsite. Plant Science Today, 8(1), pp.140-147.

21. Solomonova E. A., Ostroumov S. A. Tolerance of an Aquatic Macrophyte Potamogeton crispus L. to Sodium Dodecyl Sulphate. - Moscow University Biological Sciences Bulletin, 2007, Vol. 62, No. 4, p. 176–179. DOI: 10.3103/S0096392507040074; http://www.scribd.com/doc/45556848 ;