Формы токсичности почв территорий с высокой степенью долговременного радионуклидного загрязнения, выявляемые твердофазным биотестом с Allium cepa

Аннотация

В статье представлены результаты измерения токсичности почв с удельной активностью 137Cs в диапазоне 3,3‧102–1,3‧106 Бк·кг-1, плотностью потока β-частиц и мощностью дозы γ-излучения на поверхности насыпного образца 5,4–192,7 имп·с-1‧см-2 и 0,2–2,7 мкЗв·ч-1 соответственно. Формы токсичности выявляли в твердофазном биотесте с Allium cepa L., имитирующим ситуацию внешнего облучения делящихся клеток при контакте с почвой. Токсический эффект оценивали относительно контроля как митотоксичность по снижению митотического индекса и как генотоксичность по индукции хромосомных аберраций с учетом вклада кластогенного эффекта. Величина митотического индекса в серии биотестов с загрязненной почвой снижалась до значений 8,6±1,1–14,6±2,3% по сравнению с контрольным уровнем пролиферации в 14,9±1,2%. При этом частота хромосомных аберраций сопряженно возрастала от 4,7±0,3 до 18,2±3,3%, при контрольном уровне в 3,9±0,5%, с возрастанием до 68% доли нарушений, связанной с кластогенным воздействием на хромосомы. Выявлен ряд значимых корреляций между величинами индексов токсичности и показателями радиоактивного загрязнения почв.

Литература

1.    Барыкина Р.П., Веселова Т.Д., Девятов А.Г. Справочник по ботанической микротехнике. Основы и методы. М., 2004.
2.    Гераськин С.А., Фесенко С.В., Волкова П.Ю. и др. Что мы узнали о биологических эффектах облучения в ходе 35-летнего анализа последствий аварии на Чернобыльской АЭС? // Радиационная биология. Радиоэкология. 2021. Т. 61, № 3. https://doi.org/10.31857/S0869803121030061
3.    Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении: Учебник. М., 2009.
4.    Дубинин Н.П. Радиационный и химический мутагенез. М., 2000.
5.    Ильин Л.А., Кириллов В.Ф., Коренков И.П. Радиационная гигиена: Учебник для вузов. М., 2010.
6.    Касацкий А.А. Биологический круговорот 137Cs и 40К в лесных фитоценозах южной тайги и лесостепи в отдаленный период после чернобыльских выпадений: Дис. … канд. биол. наук. М., 2015.
7.    Котельникова А.Д. Оценка токсичности дерново-подзолистой почвы при различных уровнях содержания лантаноидов методами биотестирования: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2019.
8.    Крупные радиационные аварии: последствия и защитные меры / Р.М. Алексахин, Л.А. Булдаков, В.А. Губанов и др. // Под общей ред. Л.А. Ильина, В.А. Губанова. М., 2001.
9.    Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М., 1988.
10.    Пяткова С.В., Гераськин С.А., Васильева А.Н. и др. Особенности использования Allium-теста для оценки токсичности образцов воды и почвы с радиоактивно загрязненных территорий // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2009. № 3.
11.    Радиоэкологические последствия аварии на Чернобыльской АЭС: биологические эффекты, миграция, реабилитация загрязненных территорий / Под ред. Н.И. Санжаровой, С.В. Фесенко. М., 2018.
12.    Столбова В.В., Мамихин С.В., Котельникова А.Д. и др. Детализация классификации аберраций хромосом с недифференцированным окрашиванием для учета кластогенного воздействия радионуклидных и комплексных загрязнений // Радиационная биология. Радиоэкология. 2019. Т. 59, № 5. https://doi.org/10.1134/S0869803119040118
13.    Терехова В.А., Кулачкова С.А., Морачевская Е.В. и др. Методология биодиагностики почв и особенности некоторых методов биоиндикации и биотестирования (обзор) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2023. № 2. https://doi.org/10.55959/MSU0137-0944-17-2023-78-2-35-45
14.    Удалова А.А., Пяткова С.В., Гераськин С.А. и др. Оценка цито- и генотоксичности подземных вод, отобранных на промплощадке Дальневосточного центра по обращению с радиоактивными отходами // Радиационная биология. Радиоэкология. 2016. Т. 56, № 2. https://doi.org/10.7868/S0869803116020132
15.    Щеглов А.И. Биогеохимия техногенных радионуклидов в лесных экосистемах: По материалам 10-летних исследований в зоне влияния аварии на ЧАЭС. М., 2000.
16.    Ярмоненко С.П., Вайнсон А.А. Радиобиология человека и животных. М., 2004.
17.    Bolsunovsky A., Dementyev D., Trofimova E. et al. Chromosomal aberrations and micronuclei induced in onion (Allium cepa) by gamma-radiation // J. of Environmental Radioactivity. 2019. Vol. 207. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.05.014
18.    Brown L.D., Cai T.T., Dasgupta A. Interval estimation for a binomial proportion // Statistical Science. 2001. № 2. https://doi.org/10.1214/ss/1009213286
19.    Geras’kin S.A., Kim J.K., Dikarev V.G. et al. Cytogenetic effects of combined radioactive (137Cs) and chemical (Cd, Pb, and 2,4-D herbicide) contamination on spring barley intercalar meristem cells // Mutation Research / Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2005. Vol. 586, № 2. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2005.06.004
20.    Gisselson D. Classification of chromosome segregation errors in cancer // Chromosoma. 2008. Vol. 117, № 6. https://doi.org/10.1007/s00412-008-0169-1
21.    Pentreath R.J., Woodhead D.S. A system for protecting the environment from ionising radiation: selecting reference fauna and flora, and the possible dose models and environmental geometries that could be applied to them // The Science of the Total Environment. 2001. Vol. 277. https://doi.org/10.1016/S0048-9697(01)00888-9
22.    Saghirzadeh M., Gharaati M.R., Mohammadi Sh. et al. Evaluation of DNA damage in the root cells of Allium cepa seeds growing in soil of high background radiation areas of Ramsar – Iran // J. of Environmental Radioactivity. 2008. Vol. 99. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2008.03.013
23.    Stolbova V.V., Agapkina G.I., Kotelnikova A.D. et al. A short-term method for assessing the genotoxicity of soil as a solid-phase body based on the Allium test // Moscow University Soil Science Bulletin. 2018. Vol. 73, № 5. https://doi.org/10.3103/S0147687418050071
24.    Xavier M.N., Torres Novaes J.A., Cavalcante Silva A.C. et al. Cytogenetic effects of β-particles in Allium cepa cells used as a biological indicator for radiation damages // J. of Environmental Radioactivity. 2023. Vol. 259–260. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2023.107109