Оценка токсичности двух видов буровых растворов для раннего развития русского осетра Acipenser gueldenstaedtii

И. И. Руднева1, *, В. Г. Шайда2, М. В. Медянкина3

1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

2 ООО «ЭкоСервис-А», Москва, Россия

3 МГУТУ Московский государственный университет технологий и управления имени К. Г. Разумовского (Первый казачий университет), Москва, Россия

* e-mail: svg-41@mail.ru

Аннотация

Гидробионты на ранних онтогенетических стадиях в наибольшей степени подвержены воздействию загрязнителей. Буровые растворы токсичны для водной среды и могут нарушать рост, развитие и выживаемость водных организмов. Исследовали действие двух буровых растворов на водной основе (WBF 1 и WBF 2) в концентрации 0.025, 0.05, 0.1, 0.5 и 1 мг/л на выживаемость оплодотворенной икры и предличинок русского осетра Acipenser gueldenstaedtii, а также на динамику их вылупления в пресной и соленой (5 ‰) воде в течение 5 сут. Исследуемые буровые растворы проявляли различную токсичность. Выживаемость эмбрионов в контрольных группах в пресной воде и экспонированных в среде с WBF 1 при концентрации 0.1–0.5 мг/л не различалась, но при концентрации 1 мг/л все эмбрионы погибли. В соленой воде при концентрации WBF 1 0.025 мг/л и выше наблюдали сокращение выживаемости на 87 % (p < 0.01). WBF 2 не повлиял на выживаемость эмбрионов осетра. В обеих контрольных группах вылупление личинок произошло в первые сутки, но эмбрионы, экспонированные в среде с WBF 1 при концентрации 0.025–0.5 мг/л, вылупились только на вторые сутки. Количество предличинок в среде со всеми тестируемыми концентрациями было меньше, чем в контроле. При концентрации 1 мг/л предличинки не вылупились. Достоверные различия в выживаемости предличинок в опытных группах по сравнению с контрольными были обнаружены при концентрации WBF 1 1 мг/л. Установлена высокая отрицательная корреляция между концентрацией токсиканта и выживаемостью предличинок рыб (R² = 0.87). Различий между выживаемостью предличинок в контрольной и опытной группах, содержащихся в WBF 2, не выявлено. На основании проведенных исследований можно заключить, что WBF 2 не оказал токсического действия на предличинок рыб в тестируемых концентрациях; следовательно, этот раствор является более экологически безопасным, чем WBF 1. Эмбрионы рыб являются адекватными биоидикаторами для оценки токсичности буровых растворов и могут быть использованы для определения экологического статуса прибрежных акваторий в районах разработки нефтегазовых месторождений на шельфе.

Ключевые слова

буровые растворы, загрязнение воды, икра рыб, предличинки, биотестирование, русский осетр, Acipenser gueldenstaedtii

Благодарности

Авторы выражают искреннюю благодарность работникам Темрюкского рыбоводного завода за предоставление экспериментального материала, помощь и консультации в проведении экспериментальных исследований. Работа выполнена при финансовой поддержке ООО «ЭкоСервис-А».

Информация об авторах

Руднева Ирина Ивановна, ведущий научный сотрудник, Морской гидрофизический институт РАН (299011, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), доктор биологических наук, профессор, ORCID ID: 0000-0002-9623-9467, Scopus Author ID: 9266541700, ResearcherID: L-3758-2016, SPIN-код: 9817-2796, svg-41@mail.ru

Шайда Валентин Григорьевич, инженер-исследователь, ООО «ЭкоСервис-А» (107140, г. Москва, ул. Верхняя Красносельская, 17А, стр. 1Б, оф. 8)

Медянкина Мария Владимировна, доцент кафедры экологии и природопользования факультета биотехнологий и рыбного хозяйства, Московский государственный университет технологий и управления МГУТУ им. К. Г. Разумовского (Первый казачий университет) (119049, Москва, ул. Шаболовская, д. 14, стр. 9), кандидат биологических наук, SPIN-код: 9127-2022, ORCID ID: 0000-0002-9195-0399, mediankina@mail.ru

Для цитирования

Руднева И. И., Шайда В. Г., Медянкина М. В. Оценка токсичности двух видов буровых растворов для раннего развития русского осетра Acipenser gueldenstaedtii // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2026. № 3. С. 125–138. EDN IGKNBG.

Rudneva, I.I., Shayda, V.G. and Medyankina, M.V., 2026. Assessment of Toxicity of Two Drilling Fluids on the Early Development of Russian Sturgeon Acipenser gueldenstaedtii. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (3), pp. 125–138.

Список литературы

  1. Antia M., Ndidiamaka A., Ezejiofor A., Obasi C. N. et al. Environmental and public health effects of spent drilling fluid: an updated systematic review // Journal of Hazardous Materials Advances. 2022. Vol. 7. 100120. https://doi.org/10.1016/j.hazadv.2022.100120
  2. Hossain E. M., Apaleke A. An overview of mud technology and challenges toward greening of drilling fluid // Environmental engineering and management journal. 2015. Vol. 14, iss. 12. P. 2837–2848. https://doi.org/10.30638/eemj.2015.300
  3. Yalman E., Federer-Kovacs G., Depci T., Al Khalaf H. et al. Development of novel inhibitive water-based drilling muds for oil and gas field applications // Journal of Petroleum Sciences and Engineering. 2022. Vol. 210. 109907. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.109907
  4. Ejileughaa Ch., Ezejiofor A. N., Ezealisiji K. M., Orisakwe O. E. Metal oxide nanoparticles in oil drilling: Aquatic toxicological concerns // Journal Hazardous. Materials Advances. 2022. Vol. 7. 100116. https://doi.org/10.1016/j.hazadv.2022.100116
  5. Pereira L. B., Sad C. M. S., Castro E. V. R., Filgueiras P. R. et al. Environmental impacts related to drilling fluid waste and treatment methods: A critical review // Fuel. 2022. Vol. 310, Part B. 122301. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122301
  6. Xiong D., Han X. Particular pollutants, human health risk and ecological risk of oil-based drilling fluid: a case study of Fuling shale gas field // Environmental Geochemistry and Health. 2023. Vol. 45, iss. 3. P. 981–995. https://doi.org/10.1007/s10653-022-01259-z
  7. Руднева И. И. Реакции гидробионтов на загрязнение морской среды буровыми растворами и шламами // Биология моря. 2025. Т. 51, № 1. С. 3–19. EDN GJYZUE. https://doi.org/10.7868/s3034526x25010012
  8. Beyer J., Trannum H. C., Bakke T., Hodson P. V. et al. Environmental effects of the Deepwater Horizon oil spill: A review // Marine Pollution Bulletin. 2016. Vol. 110, iss. 1. P. 28–51. http://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2016.06.027
  9. Иванютин Н. М., Пасынков А. А. Система мониторинга районов эксплуатации залежей углеводородов в Черном море // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2019. № 3. С. 37–51. EDN BVTDPL. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2019-3-37-51
  10. Вилкова О. Ю. Анадромные осетры России: перспективы промысла // Труды ВНИРО. 2022. Т. 190. С. 14–21. EDN PCYZCX. https://doi.org/10.36038/2307-3497-2022-190-14-21
  11. Minaz M., Kurtoğlu İ. Z. Long-term exposure of endangered Danube sturgeon (Acipenser gueldenstaedtii) to bisphenol A (BPA): growth, behavioral, histological, genotoxic, and hematological evaluation // Environmental Science Pollution Research. 2024. Vol. 31, iss. 21. P. 30836–30848. https://doi.org/10.1007/s11356-024-33168-2
  12. Foley M., Askin N., Belanger M. P., Wittnich C. Anadromous fish as biomarkers for the combined impact of marine and freshwater heavy metal pollution // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2022. Vol. 230. 113153. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.113153
  13. Almar R., Ranasinghe R., Bergsma E. W., Diaz H. et al. A global analysis of extreme coastal water levels with implications for potential coastal overtopping // Nature Communications. 2021. Vol. 12. 3775. https://doi.org/10.1038/s41467-021-24008-9
  14. Park J. W., Kim B. S., Kim J. K., Jung H. K. et al. Influence of salinity on the survival rate of fertilized Chum Salmon (Oncorhynchus keta) eggs // Journal of Marine Sciences and Engineering. 2024. Vol. 12, iss. 1. 39. https://doi.org/10.3390/jmse12010039
  15. Zhou Z., Wu F., Tong Y., Zhang S. et al. Toxicity and chemical characterization of shale gas wastewater discharged to the receiving water: Evidence from toxicity identification evaluation // Science of the Total Environment. 2024. Vol. 912. 69510. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169510
  16. Vincent-Akpu I. F., Allison M. E. Effect of chronic exposure to drilling fluid XP-07 on gonad histology in Tilapia guineensis // Toxicology and environmental chemistry. 2010. Vol. 92, iss. 2. P. 271–277. https://doi.org/10.1080/02772240902927502
  17. Sridewi N., Nurbariah S., Ahmad S. Heavy metal content analysis and toxicity assessment of oil-based drilling mud using Zebrafish embryos // Transactions on Maritime Sciences. 2021. Vol. 10, iss. 2. P. 390–395. https://doi.org/10.7225/toms.v10.n02.w06
  18. Тарасова С. С., Гаевая Е. В. Исследования токсичности буровых шламов и возможности их утилизации // Проблемы региональной экономики. 2021. № 3. С. 75–79. EDN TBSLWO. https://doi.org/10.24412/1728-323X-2021-3-75-79
  19. Мазлова Е. А., Малина Н. В., Семенычев В. Г. Изучение влияния отходов бурения на планктонные и бентосные организмы Черного моря // Химия и технология топлив и масел. 2019. № 1. С. 43–51. EDN YXTNZR.
  20. Somashekaraiah R., Suvin P. S., Gnanadhas D. P., Kailas S. V. et al. Eco-friendly, non-toxic cutting fluid for sustainable manufacturing and machining processes // Tribology Online. 2016. Vol. 11, iss. 5. P. 566–567. https://doi.org/10.2474/trol.11.556
  21. Jimoh M. O., Arinkoola A. O., Salawudeen T. O., Daramola M. O. Environmental challenges of natural gas extraction and production technologies // Advances in natural gas: formation, processing, and applications. Volume 1. Natural gas formation and extraction / edited by M. R. Rahimpour, M. A. Makarem, M. Meshksar, Elsevier, 2024. P. 75–101. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-19215-9.00009-8
  22. Meier S., Morton H. C., Nyhammer G., Grøsvik B. E. et al. Development of Atlantic cod (Gadus morhua) exposed to produced water during early life stages effects on embryos, larvae, and juvenile fish // Marine Environmental Research. 2010. Vol. 70, iss. 5. P. 383–394. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2010.08.002
  23. Bakke T., Klungsøyr J., Sanni S. Environmental impacts of produced water and drilling waste discharges from the Norwegian offshore petroleum industry // Marine Environmental Research. 2013. Vol. 92. P. 154–169. http://doi.org/10.1016/j.marenvres.2013.09.012
  24. Sil A., Wakadikar K., Kumar S., Babu S. S. et al. Toxicity characteristics of drilling mud and its effect on aquatic fish populations // Journal of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste. 2010. Vol. 16, iss. 1. P. 51–57. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HZ.2153-5515.0000092
  25. Ekpo M. A., Uzegbu M. L. The effect of the petroleum drilling mud additive (Chromelignosulphonate) on the microbiology and survival of periwinkle (Pachymelania spp. and Tympanotonus spp.) // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2004. Vol. 20, iss. 6. P. 559–562. https://doi.org/10.1023/B:WIBI.0000043161.02154.57
  26. Balk L., Hylland K., Hansson, T., Berntssen M. H. G. et al. Biomarkers in natural fish populations indicate adverse biological effects of offshore oil production // PLoS One. 2011. Vol. 6, iss. 5. e19735. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0019735
  27. Jones R., Wakeford M., Currey-Randall L., Miller K. et al. Drill cuttings and drilling fluids (muds) transport, fate and effects near a coral reef mesophotic zone // Marine Pollution Bulletin. 2021. Vol. 72. 112717. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2021.112717
  28. Ismail A. R., Alias A. H., Sulaiman W. R. W., Jaafar M. Z. et al. Drilling fluid waste management in drilling for oil and gas wells // Chemical Engineering Transactions. 2017. Vol. 56. P. 1351–1356. https://doi.org/10.3303/CET1756226
  29. Rasti A., Ameri A., Riahi M. A. Aerobic degradation of oil-based mud drilling fluid by in situ bacteria in the Hawizeh Marshes // Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. 2021. Vol. 11, iss. 10. P. 3775–3783. https://doi.org/10.1007/s13202-021-01263-6
  30. Rudneva I. I. Interspecies peculiarities of biomarkers response of marine fish embryos to oil pollution // Pollution. 2023. Vol. 9, iss. 1. P. 243–253. https://doi.org/10.22059/poll.2022.345522.1530
  31. Руднева И. И., Шайда В. Г., Медянкина М. В., Шайда О. В. Влияние бурового раствора и тампонажной жидкости на виды-индикаторы морских прибрежных бентосных экосистем // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2025. № 3. С. 81–95. EDN TUWYZA.

Файлы

 Полный текст (русский)

  JATS XML (русский)

 Полный текст (английский)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.