При системном подходе к эколого-токсикологической оценке водоемов нельзя недооценивать значение биологического мониторинга генотоксических соединений. Они представляют наибольшую опасность, так как, обладая мутагенной активностью, могут привести к непредсказуемым последствиям за счет увеличения частоты мутаций [1, 4].
В связи с этим основной целью наших исследований являлась комплексная оценка уровня генотоксичности родниковой воды города Ростова-на-Дону (крупнейшего урбанизированного центра Юга России) с применением растительных биосенсоров, установление характера и уровня загрязнения воды по удельной активности радионуклидов и ее гидрохимическим свойствам.
Данные основаны на ана-телофазном анализе при визуальном учете хромосомных аберраций митотического цикла клеток апикальной меристемы корешков однолетних растений (Pisum sativum). Радионуклидный состав определяли инструментальным гамма-спектрометрическим методом радионуклидного анализа. Химический состав – методом капиллярного электрофореза [2, 3].
Результаты цитогенетического анализа корневой меристемы гороха посевного (Pisum sativum), после проращивания на исследуемых природных водах 12 родников показали, что спонтанный уровень хромосомных аберраций в контрольном образце (выращенного на дистиллированной воде) находится в пределах адаптивной нормы и составляет 1,4 ± 0,39 %. Из 12 родников в 7 обнаружены ДНК-тропные вещества, при этом зарегистрирован повышенный генотоксический эффект (уровни аберраций хромосом превышают значения контрольного образца от 2–4 раза). Наиболее тревожным является состояние родника «Гремучий», в воде которого уровень спонтанного мутационного процесса превышен в 5 раз и составляет 6,8 ± 1,2 %). Анализ спектра перестроек хромосом корневой меристеме (Pisum sativum), проращиваемого в воде данного родника показал следующие особенности – регистрируются клетки с множественными перестройками (37 %), а также не только с хроматидными, но и с хромосомными мостами (55,6 %). Как известно, хромосомные перестройки возникают после прохождения клетки в клеточном цикле фазу репликации и могут персистировать в ряду клеточных поколениях.
Радионуклидный анализ проб воды из родников г. Ростова-на-Дону выявил незначительное превышение уровней вмешательства только для 210Pb. Содержание 238U и искусственного 137Cs во всех отобранных образцах воды ниже минимальной детектируемой активности (0,005 Бк/л). Средние содержания остальных радионуклидов значительно ниже уровней вмешательства и составляют: 0,350 Бк/л 234Th; 0,042 Бк/л 226Ra; 232Th и 224Ra – среднее 0,010 Бк/л совпадают в пределах погрешности определения (20 %); 0,150 Бк/л 40К.
Анализ химического состава водных проб из 12 родников показал максимальное количество превышений ПДК для Na+ (до 2,2 ПДК – 11 превышений), для SO42– (до 3,7 ПДК – 12 превышений) и по общей жесткости (до 4ПДК – 12 превышений).
Таким образом, в условиях природных водоемов имеет место синергическое действие загрязняющих веществ, эффект которых определяется не только химическим и радионуклидным составом различных компонентов, но и их соотношением и взаимодействием [5]. В связи с этим необходимо осуществлять генетический контроль за состоянием водоемов по суммарному действию поллютантов, присутствующих в природной воде и накапливающихся в донных отложениях. Для этого целесообразно использовать анафазный метод учета хромосомных аберраций и определение митотической активности в клетках апикальной меристемы растений.
Данный метод позволяет проводить прямой учет частоты хромосомных нарушений, так как повреждения, вызванные мутагенами, отражаются в хромосомах и измерение хромосомных аберраций является приемлемым параметром для мониторинга мутагенов окружающей среды.