Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА БИОТЕСТИРОВАНИЯ ПРИ МОНИТОРИНГЕ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ БАРЕНЦЕВА МОРЯ

Горбачева Е.А. 1
1 ФГУП «Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича»
Проведено биотестирование вытяжек донных отложений Баренцева моря на микроводоросли Phaeodactylum tricornutum и личинках рачка Artemia salina. Установлено, что токсичные донные отложения регистрируются преимущественно в хозяйственно освоенных губах и заливах. В наиболее загрязненном Кольском заливе доля токсичных проб достигает 62-65 %. В открытых районах моря токсичные донные отложения немногочисленны и чаще наблюдаются в областях распространения норвежских и мурманских прибрежных вод и Центральном желобе.
биотестирование
токсичность
донные отложения
Баренцево море
1. Гуревич В.И. Современный седиментогенез и геология Западно-Арктического шельфа Евразии. М: Научный мир, 2002. – 134 с.
2. Ильин Г.В. Распространение загрязняющих веществ в шельфовых морях Российской Арктики // Геология и геоэкология континентальных окраин Евразии. М.: ГЕОС, 2009. Вып. 1. С. 124-163.
3. Плотицына Н.Ф. Мониторинг химического загрязнения водных масс Баренцева моря // VI-VII Междунар. семинары «Рациональное использование прибрежной зоны северных морей». Ч. II: Изучение биотопов прибрежных экосистем. Социально-экологические и экономические исследования в прибрежной зоне северных морей: материалы докл., 18 июля 2002 г., 17 июля 2003 г., Кандалакша. СПб: Изд-во РГГМУ, 2004. С. 136-149.
4. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. М.: РЭФИА, НИА – Природа, 2002. 118 с.
5. Соколова С.А., Старцева А.И. Экотоксикологические исследования в Двинском заливе Белого моря // Комплексные исследования экосистемы Белого моря: cб. научн. тр. / ВНИРО; под ред. В.В. Сапожникова. – М.: ВНИРО, 1994. – С. 94-104.

Экологический мониторинг морской среды предполагает совместный анализ состояния биотической и абиотической компонент морской экосистемы. Основные аспекты такого анализа включают определение изменений в условиях среды и изучение экологических последствий и биологических эффектов загрязнения. Биотестирование является одним из подходов к оценке биологических эффектов загрязнения морской среды. Оно характеризует качество среды по интегральному показателю «токсичность» на основе унифицированной экспериментальной оценки реакции водных организмов (тест-объектов) на токсическое воздействие [5].

Материалом для исследований служили пробы донных отложений, отобранные в рейсах научно-исследовательских судов в Баренцевом море в 2000-2012 гг. (рисунок).

В качестве тест-объектов использовали морскую золотистую водоросль Phaeodactylum tricornutum и личинок солоноватоводного жаброногого рачка Artemia salina. Продолжительность экспериментов 96 ч.

О токсичности донных отложений судили на основании биотестирования их водных вытяжек. При получении вытяжек каждую пробу донных отложений смешивали с морской водой из условно чистого района в объемном соотношении 1:4 и встряхивали в течение 2 ч. После смешивания суспензии давали отстояться 1 ч. Полученную надосадочную жидкость сливали и центрифугировали в течение 10 мин при скорости 4000 об/мин.

Водоросль Ph. tricornutum культивировали на среде Гольдберга в модификации Кабановой, при освещенности 4000 лк и температуре 20-22 ºС. При постановке экспериментов использовали общепринятую методику [4]. В качестве регистрируемого показателя выбрали изменение численности клеток водоросли.

Изучение воздействия вытяжек донных отложений на А. salina осуществляли по выживаемости личинок. В соответствии с методикой [4] в чашки Петри, содержащие 40 мл чистой морской воды или исследуемого раствора, помещали по 20 личинок в возрасте до 1 сут. Количество выживших рачков подсчитывали через каждые 24 ч. Эксперименты проводили в трех повторностях.

gorbacheva1.tif

Карта-схема района исследований и расположение станций отбора проб

Результаты исследований показали, что наиболее часто токсичные донные отложения регистрируются в хозяйственно освоенных бухтах и заливах. По уровню загрязнения особо выделяется Кольский залив, на побережье которого расположены гг. Мурманск и Североморск, а также ряд промышленных предприятий. Доля токсичных проб донных отложений в южном и среднем коленах залива составляла 65 и 62 % соответственно. Наиболее чувствительна к загрязняющим веществам, присутствующим в донных отложениях этих районов, оказалась водоросль Ph. tricornutum. Максимально загрязнены донные отложения на участках расположения ПО «Судоверфь», торгового и рыбного портов, рейдовых нефтеперегрузочных комплексов и свалок старых судов. ЕС50 (концентрации, вызывающие 50 %-е по сравнению с контролем снижение численности клеток Ph. tricornutum) вытяжек донных отложений, отобранных в этих районах, достигали 3,7-37,2 %. Сопоставление результатов биотестирования с данными химико-аналитических исследований позволило выявить связь между токсичностью донных отложений Кольского залива и накоплением в них отдельных загрязняющих веществ. Установлены статистически достоверные значения коэффициента корреляции между уровнем токсичности донных отложений Кольского залива для Ph. tricornutum и содержанием в них меди (r = 0,52*; * – достоверно при Р < 0,05), цинка (r = 0,49*) и свинца (r = 0,51*).

Токсичные донные отложения отмечали в Мотовском заливе и Варангер-фьорде. Поллютанты поступают в эти районы с водами Северо-Атлантического течения, несущего загрязнения от промышленных центров Северной Европы, и из локальных источников (населенные пункты, порты, объекты военного назначения и т. п.), расположенных на побережье.

В Варангер-фьорде исследования проводили на девяти станциях. В глубоководных районах токсичные для личинок A. salina (гибель рачков в вытяжках достигала 21,7-23,3 %) донные отложения зафиксировали на двух станциях, располагавшихся на незначительном удалении друг от друга − на выходе из губы Большая Волоковая, вблизи Айновых островов, и напротив губы Малая Волоковая. Токсичные донные отложения отмечали также в таких губах Варангер-фьорда, как Амбарная и Малонемецкая Западная, в вытяжках из которых гибель личинок А. salina достигала 28 и 48 % соответственно.

Из семи исследованных проб донных отложений глубоководных районов Мотовского залива лишь одна токсична для личинок А. salina. Гибель 23 % рачков наблюдали в вытяжке донных отложений, отобранных на станции, расположенной в центральной части залива. Токсичной для личинок А. salina (гибель рачков составляла 15 %) являлась вытяжка донных отложений губы Червяное Озерко (восточный рукав губы Ура). Кроме того, токсичные донные отложения зарегистрировали в бухте Озерко (вершина губы Большая Мотка). Исследования в бухте проводили до начала геологоразведочных работ на побережье (2004 г.) и после их окончания (2009 г.). В более ранних исследованиях токсичные донные отложения (снижение численности Ph. tricornutum в вытяжке до 56 % от контроля) зарегистрировали только в районе действующего причала. После окончания геологоразведочных работ токсичные донные отложения (снижение численности Ph. tricornutum в вытяжке до 61 % от контроля и гибель личинок А. salina до 48 %) обнаружили и на двух станциях в районе мыса Вестник, на расстоянии 700 м от буровой.

Открытые районы Баренцева моря относятся к областям в незначительной степени затронутым техногенным воздействием [1]. Источниками загрязнения здесь являются воды Северо-Атлантического течения, атмосферный перенос и судоходство.

Для личинок А. salina из 89 исследованных образцов донных отложений открытых районов Баренцева моря токсичными оказались только 13. Культура водоросли оказалась менее чувствительной к загрязняющим веществам, присутствующим в этих донных отложениях. Для Ph. tricornutum из 56 изученных проб токсичными оказались только две. Более часто (14 % исследованных проб) в вытяжках отмечали кратковременное подавление размножения клеток водоросли в начале эксперимента, которое в последующем сменялось восстановлением и стимуляцией роста культуры Ph. tricornutum. Это свидетельствует о присутствии поллютантов в среде в концентрациях, которые уже чувствительны для клеток водоросли, но они способны приспособиться к такому уровню загрязнения и нормально развиваться в течение времени, ограниченного длительностью эксперимента.

Согласно данным биотестирования в открытых областях Баренцева моря наиболее загрязнены донные отложения из районов распространения норвежских и мурманских прибрежных вод и Центрального желоба (исследования проводили на участке расположения Штокмановкого газоконденсатного месторождения). Это обусловлено как более высокими концентрациями поллютантов в водных массах этих районов [2, 3], так и особенностями рельефа и гидродинамики, определяющими аккумуляцию осадочного материала, и сорбционной емкостью самих донных отложений. В вытяжках из 20 % образцов донных отложений, отобранных в районах присутствия норвежских и мурманских прибрежных вод, наблюдали токсическое воздействие на личинок А. salina, 31 % − негативное (токсическое или кратковременное подавление размножения клеток в начале эксперимента) влияние на Ph. tricornutum. В Центральном желобе токсичными для личинок А. salina являлись вытяжки, полученные из 20 % проб донных отложений, и в таком же количестве вытяжек отмечали кратковременное подавление роста культуры Ph. triconutum. На других участках донные отложения загрязнены в меньшей степени. Так, в районах распространения печорских прибрежных и атлантических водных масс токсичными для личинок А. salina оказались вытяжки из 6 и 12 % проб соответственно. Негативное воздействие на Ph. triconutum отмечали не более чем в 14 % вытяжек из донных отложений каждого из этих районов.

Таким образом, результаты биотестирования показали, что в Баренцевом море наибольшее количество токсичных проб донных отложений регистрируется в хозяйственно освоенных губах и заливах. В открытых районах моря токсичные донные отложения немногочисленны и более часто наблюдаются на участках распространения норвежских и мурманских прибрежных вод и в Центральном желобе.


Библиографическая ссылка

Горбачева Е.А. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА БИОТЕСТИРОВАНИЯ ПРИ МОНИТОРИНГЕ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ БАРЕНЦЕВА МОРЯ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 8-1. – С. 104-106;
URL: http://www.applied-research.ru/ru/article/view?id=3861 (дата обращения: 28.02.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074