toxreviewТоксикологический вестникToxicological Review0869-79223034-4611Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erismantoxreview-515Research ArticleЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯECOLOGICAL TOXICOLOGYИССЛЕДОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ИЗОФОРМ НАНОЧАСТИЦ ДИОКСИДА ТИТАНА НА ПЛАНКТОННЫХ РАКООБРАЗНЫХ CERIODAPHNIA AFFINIS LILLJEBORGTHE STUDY OF BIOLOGICAL EFFECTS OF TITANIUM DIOXIDE NANOPARTICLES ISOFORMS ON PLANKTONIC CRUSTACEANS CERIODAPHNIA AFFINIS LILLJEBORGГремячихВера АлексеевнаGremyachikhVera Alekseevna

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории физиологии и токсикологии водных животных, Федеральное бюджетное учреждение Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742, пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н, Российская Федерация

e-mail: grva@ibiw.yaroslavl.ru

noemail@neicon.ruТомилинаИрина ИвановнаTomilinaIrina Ivanovna

Кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физиологии и токсикологии водных животных, Федеральное бюджетное учреждение Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742, пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н, Российская Федерация

e-mail: tomil@ibiw.yaroslavl.ru

noemail@neicon.ruИБВВ РАН, Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт биологии внутренних вод им. И.Д.Папанина РАНРоссияI.D. Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of SciencesRussian Federation201501102021055256Copyright © Гремячих В.А., Томилина И.И., 20212021Гремячих В.А., Томилина И.И.Gremyachikh V.A., Tomilina I.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.toxreview.ru/jour/article/view/515

Изучено влияние различных концентраций водных суспензий наночастиц TiO2 (в изоформах анатаза и рутила) на выживаемость и плодовитость ветвистоусого рачка Ceriodaphnia affinis. В 400 и 100 мг/л анатаза за 7 суток отмечено статистически значимое снижение выживаемости рачков. Средняя продолжительность жизни животных достоверно отличалась от контрольных значений в суспензиях рутила 2 и 0,2 мг/л, анатаза - во всех исследованных концентрациях. Значение показателя снижалось с увеличением концентрации вещества (r = -0,21; p < 0,02). Изоформы диоксида титана оказывали негативное влияние на репродуктивную функцию цериодафний. Зарегистрировано достоверное снижение суммарной плодовитости рачков за жизненный цикл для анатаза в концентрациях 0,2 и 0.02 мг/л и рутила - 0,2 мг/л. Анатаз в равных с рутилом концентрациях оказывал на цериодафний более выраженное токсическое действие, что, связано с меньшими размерами его частиц.

The influence of different concentrations of TiO2 nano-particles water suspensions (anatase and rutile isoforms) on survival and fertility of cladocerans Ceriodaphnia affinis was investigated. A statistically significant decrease of crustaceans survival in 400 mg/l and 100 mg/l anatase water suspensions over 7 days was observed. Median life span of animals authentically differed from control values in rutile 2.00 mg/l and 0.2 mg/l suspensions and anatase in all studied concentrations. The indicator value decreased with an increasing substance concentration (r=-0.21; p < 0.02). TiO2 isoforms produced negative effect on the Ceriodaphnia reproduction function. An authentic reduction of crustaceans total fertility over life span was recorded for anatase in concentrations of 0.2 mg/l and 0.02 mg/l and rutile in concentration of 0.2 mg/l. Anatase having equal concentrations with rutile posed a more expressed toxic effect on Ceriodaphnia which is linked to its lesser particles size.

диоксид титанананочастицытоксичностьцериодафнииtitanium dioxidenanoparticlestoxicityceriodaphniaReferencesRobichaud K.O., Uyar A.E., Darby M.R. Estimates of upper bounds and trends in nano-TiO2 production as a basis for exposure assessment / // Environ. Sci. Technol. 2009; 43 (12): 4227-4233.Robichaud K.O., Uyar A.E., Darby M.R. Estimates of upper bounds and trends in nano-TiO2 production as a basis for exposure assessment / // Environ. Sci. Technol. 2009; 43 (12): 4227-4233.Гмошинский И.В., Смирнова В.В., Хотимченко С.А. Современное состояние проблемы оценки безопасности наноматериалов // Российские нанотехнологии. 2010; 5 (9-10): 5-20.Gmoshinskij I.V., Smirnova V.V. Khotimchenko S.A. State of the problem of safety evaluation of nanomaterials // Rossgskie nanotekhnologii. 2010; 5 (910): 5-20 (in Russian).Hamilton R.F., Wu N., Porter D. Particle length-dependent titanium dioxide nanomaterials toxicity and bioactivity // Particle and Fibre Toxicology. 2009; 6 (35): 1-11.Hamilton R.F., Wu N., Porter D. Particle length-dependent titanium dioxide nanomaterials toxicity and bioactivity // Particle and Fibre Toxicology. 2009; 6 (35): 1-11.Моргалёв Ю.Н., Хоч Н.С., Моргалёва Т.Г., Гулик Е.С.,. Борило Г.А и др. Биотестирование наноматериалов: о возможности транслокации наночастиц в пищевые сети // Российские нанотехнологии. 2010; 5 (11-12): 98-102.Morgalyov Yu.N., Khoch N.S., Morgalyova T.G., Gulik E.S.,. Borilo G.A et al. Biotesting of nanomaterials: opportunities translocation of nanoparticles in food network // Rossgskie nanotekhnologii. 2010; 5 (11-12): 98102 (in Russian).Крысанов Е.Ю., Павлов Д.С., Демидова Т.Б., Дгебуадзе Ю.Ю. Наночастицы в живой природе: что нам об этом известно? // Российские нанотехнологии. 2009; 4 (7– 8): 26-27.Krysanov E.Yu., Pavlov D.S., Demidova T.B., Dgebuadze Yu.Yu. Nanoparticles in nature: what we know about this? // Rossgskie nanotekhnologii. 2009; 4 (78): 26-27 (in Russian).Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний. Федеральный реестр (ФР). ФР.1.39.2007.032М., «АКВАРОС». 2007; 56 с.Test method for measuring the toxicity of water and aqueous extracts of soil, sewage sludge, waste on mortality and fertility change ceriodaphnia. Federal’nyj reestr (FR). FR.1.39.2007.032M., «AKVAROS». 2007; 56 s (in Russian).Sokal R. R., Rohlf F. J. Biometry. The principals and practice of statistics in biological research. NY.W.H. Freeman and Co. 1995; 887 p.Sokal R. R., Rohlf F. J. Biometry. The principals and practice of statistics in biological research. NY.W.H. Freeman and Co. 1995; 887 p.Baun A., Hartmann N.B., Grieger K., Kusk K.O. Ecotoxicity of engineered nanoparticles to aquatic invertebrates: a brief review and recommendations for future toxicity testing // Ecotoxicology. 2008; 17: 387-395.Baun A., Hartmann N.B., Grieger K., Kusk K.O. Ecotoxicity of engineered nanoparticles to aquatic invertebrates: a brief review and recommendations for future toxicity testing // Ecotoxicology. 2008; 17: 387-395.Крысанов Е.Ю., Павлов Д.С., Демидова Т.Б., Дгебуадзе Ю.Ю. Наночастицы в окружающей среде и их влияние на гидробионтов // Известия РАН. Серия Биологическая. 2010; 4: 1-8.Krysanov E.Yu., Pavlov D.S., Demidova T.B., Dgebuadze Yu.Yu. Nanoparticles in the environment and their impact on hydrobionts // Izvestiya RAN. Seriya Biologicheskaya. 2010; 4: 1-8 (in Russian).Hall S., Bradley T., Moore J. Acute and chronic toxicity of nano-scale TiO2 particles to freshwater fish, cladocerans, and green algae, and effects of organic and inorganic substrate on TiO2 toxicity / // // Nanotoxicology. 2009; 3 (2): 91-97.Hall S., Bradley T., Moore J. Acute and chronic toxicity of nano-scale TiO2 particles to freshwater fish, cladocerans, and green algae, and effects of organic and inorganic substrate on TiO2 toxicity / // // Nanotoxicology. 2009; 3 (2): 91-97.Zhu X., Zhu L., Chen Y., Tian S. Acute toxicities of six manufactured nanomaterial suspensions to Daphnia magna // Journal of Nanoparticle Research.. 2008; 11: 67 - 75.Zhu X., Zhu L., Chen Y., Tian S. Acute toxicities of six manufactured nanomaterial suspensions to Daphnia magna // Journal of Nanoparticle Research.. 2008; 11: 67 - 75.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.