CC BY
238
Соловых Г.Н.1, Минакова В.В.2, Карнаухова И.В.2, Павловская В.В.3
1Оренбургская государственная медицинская академия,
2Оренбургский государственный педагогический университет калининградский государственный технический университет
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АККУМУЛЯЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ДВУСТВОРЧАТЫМИ МОЛЛЮСКАМИ СЕМЕЙСТВ UNЮNЮAE И DREISSENIDAE
Исследовано содержание тяжелых металлов в тканях двустворчатых моллюсков ипю рСогит, Anodonta судпеа и Dreisseпa ро1утогрЬа. Исследуемые виды двустворчатых моллюсков в наибольших количествах накапливают цинк. Анализ накопления ионов тяжелых металлов позволил обобщить особенности их кумуляции и выстроить ряды накопления, которые имеют общие закономерности.
Ключевые слова: тяжелые металлы, двустворчатые моллюски, воемы, биоиндикаторы.
В последние десятилетия в экосистемах водоемов наблюдаются изменения, которые происходят под влиянием естественных факторов окружающей среды и под влиянием хозяйственной деятельности человека. Поэтому особую актуальность приобретают исследования закономерностей реакций моллюсков на меняющиеся условия окружающей среды. Угрозу для жизнедеятельности гидробионтов представляют тяжелые металлы и их соединения [4, 10].
Высокий уровень загрязнения среды тяжелыми металлами приводит к снижению видового разнообразия гидробионтов. Использование гидробионтов в качестве биоиндикаторов позволяет судить о значении этих токсикантов. Группу тяжелых металлов можно отнести к микроэлементам, в этом ряду одни крайне необходимы для жизнеобеспечения живых организмов, другие вызывают противоположный эффект и, попадая в организм, приводят к его отравлению или гибели. Специалистами по охране окружающей среды среди металлов-токсикантов выделена приоритетная группа, в которую входят кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк и хром как опасные для живых организмов; из них ртуть, свинец и кадмий - наиболее токсичны [6, 9]. Поэтому представлялось оправданным проведение сопряженного анализа содержания металлов, как в тканях моллюсков, так и в среде их обитания - воде, так как содержащиеся в водных системах ионы тяжелых металлов поглощаются организмами главным образом непосредственно из воды, а загрязнение организмов соответствует их способности адсорбировать ионы из воды, а не их положению в цепи питания [3].
Объектами исследования были выбраны двустворчатые моллюски, отличающиеся по экологическим характеристикам, в частности средой обитания: pictorum являются ти-
пичными представителями речных двуство-рок, обитающих, преимущественно, в прибрежной зоне на песчано-иловатом грунте с замедленным течением, вид Anodontа cygnea относят, главным образом, к обитателям стоячих водоемов с заиленным дном, а Dreissena polymorpha - прикрепленная форма с многолетним жизненным циклом, живет дрейссена колониями, которые состоят из особей различного возраста [3]. Учитывая вышеизложенное, можно предположить: во-первых, разное содержание металлов в различных зонах обитания моллюсков, а, во-вторых, неодинаковую способность данных видов к накоплению данных токсикантов.
Собирались моллюски в р. Урал в его среднем течении в районе города Оренбурга cygnea и U. рictorum) и в оз. Форелевое, расположенном в западной части Калининградской области. Исследования содержания тяжелых металлов в воде и тканях двустворчатых моллюсков были проведены по следующим стандартам: ГОСТ 26929 - 94 «Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения токсических элементов» (способ сухой минерализации), ГОСТ 30178 - 96 «Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсических элементов» (способ сухого озоления), ИСО 8288 - 86 «Качество воды: определение токсических элементов, пламенные атомно-абсорбционные спектрометрические методы».
Соловых Г.Н. Сравнительное исследование аккумуляции тяжелых металлов...
Таблица 1. Содержание тяжелых металлов в воде и в тканях двустворчатых моллюсков
Объект исследования Cu Zn Pb Cd
Вода (р. Урал) (мг/л) 0,005 0,001 0,029 0,003 - 0,003 0,001
U. pictorum (мг/кг) 0,24 0,08 15,86 3,08 - 0,06 0,003
A. cygnea (мг/кг) 0,78 0,19 9,31 2,4 - 0,17 0,08
Вода (оз.Форелевое) (мг/л) 0,0023±0,015 0,017±0,009 0,0382±0,001 0,0018±0,0001
D. polymorpha (мг/кг) 6,21±0,02 26,93±1,84 0,633±0,163 0,344±0,025
Примечание: уровень значимости данных р<0,05; значения даны как средние арифметические и их стандартное отклонение.
Для оценки степени аккумуляции металлов в тканях моллюсков по отношению к содержанию элементов в воде был рассчитан коэффициент биологического накопления (Кё), под которым понимают отношение концентрации металлов в теле гидробионтов к их содержанию в окружающей среде [5].
Результаты исследования показали, что различные металлы неодинаково накапливаются в тканях исследуемых моллюсков (табл. 1).
Интересно отметить, что все исследуемые виды двустворчатых моллюсков в наибольших количествах накапливают цинк. Однако установлено, что содержание всех анализируемых металлов выше в теле D. рolymorpha: по цинку -в 2,9 и 1,7 раз выше, чем в тканях A. cygnea и U. рictorum, меди - в 25,9 раз выше, чем содержание данного металла в теле U. pictorum и в 7,9 раз выше, чем в теле A. сygnea, кадмия - в 5,7 и 2 раза соответственно. Свинец не был обнаружен в исследуемых пробах воды р. Урал и теле моллюсков и. pictorum и A. сygnea, но содержится в воде оз. Форелевого и накапливается в тканях D. рolymorpha.
Следовательно, разные виды моллюсков обладают разной способностью к аккумуляции металлов в своих тканях, что полностью подтверждает учение Вернадского В.И. [2, с. 158]: «...одной из функции биосферы является концентрационная».
Эти выводы хорошо согласуются с рассчитанными нами коэффициентами биологического накопления металлов моллюсками (Кё) (табл. 2).
Таблица 2. Коэффициенты биологического накопления (Кё) металлов в мягких тканях двустворчатых моллюсков
Объект исследования Kdcu Kdzn Kdpb Kdcd
U. pictorum 48 547 66 20
A.cygnea 156 321 67 57
D. polymorpha 270 1683 17 188
Анализ накопления ионов тяжелых металлов позволил обобщить особенности их кумуляции и выстроить ряды накопления, которые имеют общие закономерности:
- для D. рolymorpha - Кёрь >Кёса > Кёс >
К<к;
- для U. pictorum - Кёса > КёСи > Кё2п ;
- для A. cygnea - Кёса > КёСи > Кё2п.
По величине аккумуляции гидробионты подразделяются на макро-, микро-, деконцентраторы [1,7,8]. К макроконцентраторам относятся виды, у которых Кё > 15000, к микроконцентраторам - виды с Кё = 10000-15000, к деконцентраторам - с Кё < 10000. По показателям Кё D.рolymorpha, и.pictorum, А. сygnea относятся к деконцентраторам.
Таким образом, моллюски поглощают весьма значительные количества тяжелых металлов. Коэффициенты биологического накопления свидетельствуют не только о загрязнении среды этими металлами, но и о биологической доступности их ионов в данных условиях, а также указывают на видоспецифичность аккумуляции микроэлементов моллюсками, которые затем могут включаться во все физиологические и биохимические процессы организма.
Список использованной литературы:
1. Brix H. The influence of size upon the concentration of Cd, Cr, Cu, Hg, Pb and Zn in the common mussel (Mutilus edulis) /H. Brix, J.E. Lyngby //Heavy metals in water organism: Simposia biologica Hungarica. - Budapest, 1985. - P. 23 - 28.
2. Вернадский В.И. Живое вещество /В.И. Вернадский. - М.: Наука, 1978. - 358 с.
3. Жадин В.И. Реки, озера, водохранилища СССР, их фауна и флора /В.И. Жадин, С.В. Герд. - М.: Учпедиз., 1961. - 135 с.
4. Кадмий: экологические аспекты //Гигиенические критерии состояния окружающей среды 135. - Женева: Всемирная организация здравоохранения, 1994. - 160 с.
5. Мур Д. Тяжелые металлы в природных водах. Контроль и оценка влияния /Д. Мур, С. Рамамурти. - М.: Мир, 1987. - 250 с.
6. Небел Б. Наука об окружающей среде /Б. Небел. - М.: Мир, 1993. - Т.1. - 420 с.
7. Никаноров А.М. Биомониторинг тяжелых металлов в пресноводных экосистемах /А.М. Никаноров, А.Б. Жулидов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 312 с.
8. Павловская Б.Б. Экологические аспекты реакции моллюсков Dreissena polymorpha (Pallas, 1771) на действие ионов тяжелых металлов: Автореф. дисс... канд. биол. наук /Б.Б. Павловская. - Калининград, 2007. - 26 с.
9. Экологические проблемы Берхней Болги: Коллективная монография. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2001. - 427 с.
10. Яп К.К. Зависимость между массой мягких тканей, толщиной раковины и накоплением тяжелых металлов (Cd, Cu, Pb, и Zn) у зеленой мидии Perna viridis / К.К. Яп, А. Измаил, С.Г. Тан // Биология моря. - 2003. - Т. 29. - № 5. - С. 358-362.
