sevinПОВОЛЖСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛPovolzhskiy Journal of Ecology1684-73182541-8963Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН; Товарищество научных изданий КМК.10.35885/1684-7318-2024-2-222-234sevin-570Research ArticleСТАТЬИARTICLESБиотестирование декабромдифенилоксида с применением многокомпонентной тест-системыBiotesting of decabromodiphenyl oxide using a multi-component test systemhttps://orcid.org/0000-0001-5187-7361ЭрдниевЛ. П.ErdnievL. P.

Леонид Петрович Эрдниев

410022; ул. Заречная, здание 1А, стр. 1; Саратов

Leonid P. Erdniev

410022; Unit 1 Zarechnaya St.; Saratov

leonid-erdniev@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7379-484XГусевЮ. С.GusevYu. S.

Юрий Сергеевич Гусев

410022; ул. Заречная, здание 1А, стр. 1; Саратов

Yuri S. Gusev

410022; Unit 1 Zarechnaya St.; Saratov

yuran1989@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3836-0258ПлешаковаЕ. В.PleshakovaY. V.

Екатерина Владимировна Плешакова

Кафедра биохимии и биофизики

410012; ул. Астраханская, д. 83; Саратов

Yekaterina V. Pleshakova

Department of Biochemistry and Biophysics

410012; 83 Astrakhanskaya St.; Saratov

plekat@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1992-5305КошелеваИ. С.KoshelevaI. S.

Ирина Сергеевна Кошелева

410022; ул. Заречная, здание 1А, стр. 1; Саратов

Irina S. Kosheleva

410022; Unit 1 Zarechnaya St.; Saratov

irishka-kosheleva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5070-4431КузяновД. А.KuzyanovD. A.

Дмитрий Андреевич Кузянов

410022; ул. Заречная, здание 1А, стр. 1; 410012; ул. Астраханская, д. 83; Саратов

Dmitriy A. Kuzyanov

410022; Unit 1 Zarechnaya St.; 410012; 83 Astrakhanskaya St.; Saratov

dimakuzyanov@gmail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0670-7918МикеровА. Н.MikerovA. N.

Анатолий Николаевич Микеров

410022; ул. Заречная, здание 1А, стр. 1; Саратов

Anatoly N. Mikerov

410022; Unit 1 Zarechnaya St.; Saratov

mail@smncg.ruСаратовский медицинский научный центр гигиены ФБУН «ФНЦ медико- профилактических технологий управления рисками здоровью населения»РоссияSaratov Hygiene Medical Research Center of the Federal Budget Scientific Institution “Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies”Russian FederationСаратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. ЧернышевскогоРоссияSaratov State UniversityRussian FederationСаратовский медицинский научный центр гигиены ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения»; Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. ЧернышевскогоРоссияSaratov Hygiene Medical Research Center of the Federal Budget Scientific Institution “Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies”; Saratov State UniversityRussian Federation20241407202402222234Copyright © Эрдниев Л.П., Гусев Ю.С., Плешакова Е.В., Кошелева И.С., Кузянов Д.А., Микеров А.Н., 20242024Эрдниев Л.П., Гусев Ю.С., Плешакова Е.В., Кошелева И.С., Кузянов Д.А., Микеров А.Н.Erdniev L.P., Gusev Y.S., Pleshakova Y.V., Kosheleva I.S., Kuzyanov D.A., Mikerov A.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sevin.elpub.ru/jour/article/view/570

   Проанализировано биотестирование антипирена декабромдифенилоксида с применением многокомпонентной тест-системы. Показано, что его водные растворы характеризуются обратным дозозависимым эффектом в стимуляции роста колонии зеленой водоросли Chlorella vulgaris и отсутствием признаков токсического воздействия у Daphnia magna. При термической деструкции декабромдифенилоксида при температуре 400 ºС образуется смесь продуктов, одним из компонентов которой является бром. Смесь продуктов деструкции попадает в воздух и обладает токсическими свойствами, которые проявляются в виде стимуляции роста колонии зеленой водоросли Chlorella vulgaris, а также гибели и нарушения роста эмбрионов моллюсков Planorbis. Таким образом, оценка токсичности проб воды с содержанием антипирена может проводиться методом биотестирования с использованием в качестве тест-объектов культуры зеленой водоросли Chlorella vulgaris и суточных эмбрионов Planorbis. Отмечено, что на фоне сформированного мнения о безопасности декабромдифенилоксида, обоснованного плохой растворимостью в воде и низкой токсичностью для биообъектов, возникает необходимость изучения эмбриотоксичного действия продуктов термической деструкции для животных и человека.

   The results of biotesting of decabromodiphenyl oxide using a multicomponent test sys- tem are presented. It has been demonstrated that its aqueous solutions exhibit a reverse dose- dependent effect in stimulating the growth of colonies of the green algae Chlorella vulgaris and show no signs of toxic effects on Daphnia magna. During the thermal decomposition of decabro- modiphenyl oxide at a temperature of 400°C, a mixture of products is formed, one of which is bromine. The decomposition product is released into the air and possesses toxic properties, as evi- denced by stimulation of the growth of colonies of the green algae Chlorella vulgaris, as well as the death and growth abnormalities of Planorbis mollusk embryos. Therefore, water samples con- taining decabromodiphenyl oxide can be assessed for toxicity by biotesting methods, using cul- tures of green algae Chlorella vulgaris and 24-hour-old Planorbis embryos as test subjects. It is noteworthy that in the context of the prevailing perception of the safety of decabromodiphenyl ox- ide, based on its poor water solubility and low toxicity to biological organisms, there arises a need to study embryotoxic effects of the thermal decomposition products on both animals and humans. 

Chlorella vulgarisDaphnia magnaдекабромдифенилоксидантипиренбиотестированиетоксикологияChlorella vulgarisDaphnia magnadecabromodiphenyl oxideantipyrenebiotestingtoxicologyReferencesАрбузова А. А. К вопросу об изучении рынка современных текстильных материалов с повышенной огнестойкостью // Пожарная и аварийная безопасность : сборник материалов XIV Международной научно-практической конференции «Пожарная и аварийная безопасность», посвященной 370-й годовщине образования пожарной охраны России. Иваново: Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2019. С. 214 – 216.Arbuzova A. A. To study the market of modern textile materials with high fire resistance. In: Fire and Emergency Safety : Collection of Materials of the XIV<sup>th</sup> International Scientific and Practical Conference Devoted to the 370<sup>th</sup> anniversary of Russian Fire Services. Ivanovo, Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire and Rescue Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia Publ., 2019, pp. 214–216 (in Russian).Белозеров Д. А., Летникова А. С., Курышев А. А. Эколого-гидрогеохимическая оценка состояния неоген-четвертичного водоносного комплекса юго-восточной части города Bоронежа // Bестник Bоронежского государственного университета. Серия: Геология. 2018. № 2. С. 143 – 150. doi: 10.17308/geology.2018.2/1555Belozerov D. A., Letnikova A. S., Kuryshev A. A. Ecological and hydrogeochemical assessment of the state of the neogene-quaternary aquifer complex in the south-eastern part of the city of Voronezh. Bulletin of Voronezh State University. Series: Geology, 2018, no. 2, pp. 143–150 (in Russian). doi: 10.17308/geology.2018.2/1555Зарембо О. К., Гуменный B. С. Назначение антипиренов и их биологическое действие // Гигиена и санитария. 1981. № 12. С. 42 – 44.Zarembo O. K., Gumenny V. S. Purpose of fire retardants and their biological effect. Hygiene and Sanitation, 1981, no. 12, pp. 42– 44 (in Russian).Леонова Д. И., Tретьякова Е. B., Цымбалюк К. К., Шафран Л. M. Определение содержания фталевых пластификаторов и броморганических антипиренов в объектах окружающей среды и продуктах термоокислительной деструкции полимерных материалов // Aктуальные проблемы транспортной медицины. 2013. № 4 (34). С. 7 – 17.Leonova D. I., Tretyakova E. V., Tsymbalyuk K. K., Shafran L. M. Determination of phthalic plasticizers and flame retardants organobromine in environmental environment and products oxidative degradation polymer material. Actual Problems of Transport Medicine, 2013, no. 4 (34), pp. 7–17 (in Russian).Перминова T. А. Бром в компонентах природной среды Томской области и оценка его токсичности : дис. … канд. геол.-минерал. наук. Томск, 2017. 182 с.Perminova T. A. Bromine in the Components of the Natural Environment of the Tomsk Region and Assessment of its Toxicity. Diss. Cand. Sci. (Geol.-Mineral.). Tomsk, 2017. 182 p. (in Russian).Чернюк B. Д., Кухарчик T. И., Кулакович B. П. Отходы пластмасс электротехнических изделий как потенциальный источник загрязнения почв тяжелыми металлами и стойкими органическими загрязнителями // Aктуальные вопросы устойчивого природопользования: научно-методическое обеспечение и практическое решение : материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию НИЛ экологии ландшафтов факультета географии и геоинформатики БГУ / отв. ред. Д. С. Bоробьëв. Минск: Белорусский государственный университет, 2022. С. 462 – 465.Chernyuk V. D., Kukharchik T. I., Kulakovich V. P. Plastic waste from electrical products as a potential source of soil pollution with heavy metals and persistent organic pollutants. In: Vorobyov D. S., ed. Materials of the International Scientific and Practical Conference dedicated to the 60<sup>th</sup> Anniversary of the Research Laboratory of Landscape Ecology of the Faculty of Geography and Geoinformatics of Belarusian State University. Minsk, Belarusian State University Publ., 2022, pp. 462–465 (in Russian).Шабалов H. П. Неонатология : учеб. пособие : в 2 т. М.: МЕДпресс-информ, 2004. Т. 1. 608 с.Shabalov N. P. Neonatologiya: ucheb. posobie : v 2 t. [Neonatology: Textbook. manual : In 2 volumes]. Moscow, MEDpress-inform, 2004, vol. 1. 608 p. (in Russian).Шафран Л. M., Бабий B. Ф., Tретьякова Е. B., Леонова Д. И. К проблеме токсикологической и эколого-гигиенической оценки бромсодержащих антипиренов // Aктуальные проблемы транспортной медицины. 2013. № 2 (32). С. 38 – 49.Shafran L. M., Babiy V. F., Tretyakova E. V., Leonova D. I. The problem of toxicological and ecological hygienic assessment of brominated flame retardants. Actual Problems of Transport Medicine, no. 2 (32), pp. 38–49 (in Ukrainian).Bastos P. M., Eriksson J., Vidarson J., Bergman A. Oxidative transformation of polybrominated diphenyl ether congeners (PBDEs) and of hydroxylated PBDEs (OH-PBDEs) // Environmental Science and Pollution Research. 2008. Vol. 15, iss. 7. P. 606 – 613. doi: 10.1007/s11356-008-0045-9Bastos P. M., Eriksson J., Vidarson J., Bergman A. Oxidative transformation of polybrominated diphenyl ether congeners (PBDEs) and of hydroxylated PBDEs (OH-PBDEs). Environmental Science and Pollution Research, 2008, vol. 15, iss. 7, pp. 606–613. doi: 10.1007/s11356-008-0045-9Chen S., Ma Y., Wang J., Chen D., Luo X.-J., Mai B.-X. Brominated flame retardants in children’s toys; concentration, composition, and children’s exposure and risk assessment // Environmental Science & Technology. 2009. Vol. 43, iss. 11. P. 4200 – 4206. doi: 10.1021/es9004834Chen S., Ma Y., Wang J., Chen D., Luo X.-J., Mai B.-X. Brominated flame retardants in children’s toys; concentration, composition, and children’s exposure and risk assessment. Environmental Science & Technology, 2009, vol. 43, iss. 11, pp. 4200–4206. doi: 10.1021/es9004834Darnerud P. O., Eriksen G. S., Johannesson T., Larsen P. B., Viluksela M. Polybrominated diphenyl ethers: Occurence, dietary exposure, and toxicology // Environmental Health Perspectives. 2001. Vol. 109, suppl. 1. P. 49 – 68. doi: 10.1289/ehp.01109s149Darnerud P. O., Eriksen G. S., Johannesson T., Larsen P. B., Viluksela M. Polybrominated diphenyl ethers: Occurence, dietary exposure, and toxicology. Environmental Health Perspectives, 2001, vol. 109, suppl. 1, pp. 49–68. doi: 10.1289/ehp.01109s149de Boer J., Wester P. G., van-der Horst A., Leonards P. E. Polybrominated diphenyl ethers in influents, suspended particulate matter, sediments, sewage treatment plant and effluents and biota from the Netherlands // Environmental Pollution. 2003. Vol. 122, iss. 1. P. 63 – 74. doi: 10.1016/s0269-7491(02)00280-4de Boer J., Wester P. G., van-der Horst A., Leonards P. E. Polybrominated diphenyl ethers in influents, suspended particulate matter, sediments, sewage treatment plant and effluents and biota from the Netherlands. Environmental Pollution, 2003, vol. 122, iss. 1, pp. 63–74. doi: 10.1016/s0269-7491(02)00280-4Hardy L. The toxicology of the three commercial polybrominated diphenyl oxide (ether) flame retardants // Chemosphere. 2002. Vol. 46, iss. 5. P. 757 – 777. doi: 10.1016/s0045-6535(01)00240-5Hardy L. The toxicology of the three commercial polybrominated diphenyl oxide (ether) flame retardants. Chemosphere, 2002, vol. 46, iss. 5, pp. 757–777. doi: 10.1016/s0045-6535(01)00240-5Hardy L., Schroeder R., Biesemeier J., Manor O. Prenatal oral (gavage) developmental toxicity study of decabromodiphenyl oxide in rats // International Journal of Toxicology. 2002. Vol. 21, iss. 2. P. 83 – 91. doi: 10.1080/10915810252866051Hardy L., Schroeder R., Biesemeier J., Manor O. Prenatal oral (gavage) developmental toxicity study of decabromodiphenyl oxide in rats. International Journal of Toxicology, 2002, vol. 21, iss. 2, pp. 83–91. doi: 10.1080/10915810252866051Horrocks R. The potential for bio-sustainable organobromine-containing flame retardant formulations for textile applications – A review // Polymers. 2020. Vol. 12, iss. 9. Article number 2160. doi: 10.3390/polym12092160Horrocks R. The potential for bio-sustainable organobromine-containing flame retardant formulations for textile applications – A review. Polymers, 2020, vol. 12, iss. 9, article no. 2160. doi: 10.3390/polym12092160Wang R., Tang T., Feng S., Xie J., Tao X., Huang K., Zou M., Yin H., Dang Z., Lu G. Debromination of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and their conversion to polybrominated dibenzofurans (PBDFs) by UV light: Mechanisms and pathways // The Journal of Hazardous Ma- terials. 2018. Vol. 354. P. 1 – 7. doi: 10.1016/j.jhazmat.2018.04.057Wang R., Tang T., Feng S., Xie J., Tao X., Huang K., Zou M., Yin H., Dang Z., Lu G. Debromination of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and their conversion to polybrominated dibenzofurans (PBDFs) by UV light: Mechanisms and pathways. The Journal of Hazardous Materials, 2018, vol. 354, pp. 1–7. doi: 10.1016/j.jhazmat.2018.04.057Watkins D. J., McClean M. D., Fraser A. J., Weinberg J., Stapleton H. M., Sjödin A., Webster T. F. Exposure to PBDEs in the office environment: Evaluating the relationships between dust, handwipes, and serum // Environmental Health Perspectives. 2011. Vol. 119, iss. 9. P. 1247 – 1252. doi: 10.1289/ehp.1003271Watkins D. J., McClean M. D., Fraser A. J., Weinberg J., Stapleton H. M., Sjödin A., Webster T. F. Exposure to PBDEs in the office environment: Evaluating the relationships between dust, handwipes, and serum. Environmental Health Perspectives, 2011, vol. 119, iss. 9, pp. 1247–1252. doi: 10.1289/ehp.1003271Wu Z., Han W., Yang X., Li Y., Wang Y. The occurrence of polybrominated diphenyl ether (PBDE) contamination in soil, water/sediment, and air // Environmental Science and Pollution Research. 2019. Vol. 26, iss. 23. P. 23219 – 23241. doi: 10.1007/s11356-019-05768-wWu Z., Han W., Yang X., Li Y., Wang Y. The occurrence of polybrominated diphenyl ether (PBDE) contamination in soil, water/sediment, and air. Environmental Science and Pollution Research, 2019, vol. 26, iss. 23, pp. 23219–23241. doi: 10.1007/s11356-019-05768-wZhang M., Buekens A., Li X. Brominated flame retardants and the formation of dioxins and furans in fires and combustion // The Journal of Hazardous Materials. 2016. Vol. 304. P. 26 – 39. doi: 10.1016/j.jhazmat.2015.10.014Zhang M., Buekens A., Li X. Brominated flame retardants and the formation of dioxins and furans in fires and combustion. The Journal of Hazardous Materials, 2016, vol. 304, pp. 26–39. doi: 10.1016/j.jhazmat.2015.10.014

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