ГЛАВНАЯ » КОНФЕРЕНЦИИ » САБИНИНСКИЕ ЧТЕНИЯ » VI Сабининские чтения - 2017 » Материалы Международной конференции
«Экологическая физиология водных фототрофов: распространение, запасы, химический состав и использование»
VI Сабининские чтения - 2017
» Исследование содержания тяжелых металлов в макрофитах Белого моря

Исследование содержания тяжелых металлов в макрофитах Белого моря

Study of heavy metals content in macrophytes in the White sea

 

Дахно А.Д., Крупина М.В.

Aleksandr D. Dakhno, Marina V. Krupina 

 

Московский Государственный Университет им. М.В.Ломоносова,
биологический факультет (Москва, Россия)

 

УДК 574.632:669

 

Изучалось содержание тяжелых металлов в 12 видах макроводорослей (3 вида зеленые, 6 видов бурые и 3 вида красные) и в 1 виде высших водной растительности из одного местообитания. Рассматриваются закономерности накопления металлов от таксономической принадлежности видов.

Ключевые слова: экология; морские макроводоросли; тяжелые металлы; Белое море.

 

Изучение влияния антропогенного загрязнения на морские гидробионты является необходимым условием сохранения природной среды обитания гидробионтов и, опосредованно, среды обитания всего человечества. Загрязняющие вещества, поступающие из атмосферы и с бытовыми и промышленными стоками в водоемы, накапливаются в тканях живых организмов и наносят вред не только самим гидробионтам, но и водным экосистемам в целом. Белое море – это внутренний водоем России и уровень его загрязнения является результатом производственной деятельности окружающих его регионов.

Современными источниками экологических проблем Белого моря являются горнодобывающая промышленность, сельское хозяйство и нефтехранилища. Они – поставщики Cu, Pb, Zn, Ni и Cr – тяжелых металлов, которые накапливаются в живых организмах морской флоры и фауны и со временем попадают по пищевым цепям в организм человека. Металлы являются наиболее опасными загрязняющими веществами, оказывающими сильное токсическое воздействие на живые организмы. Металлы поступают, циркулируют и практически не выводятся из водоемов (Патин, 2005).

В бассейне Белого моря, особенно на Кольском полуострове, сосредоточены многие полезные ископаемые и геохимические провинции с промышленным содержанием редких элементов. Здесь расположены крупные горнорудные и металлургические компании: ПО «Апатит» с рудником и обогатительными фабриками; комбинат «Североникель», включающий плавильный комплекс по получению Сu, Ni, Со, а также попутных металлов – Аu, Аg, Рt и Sе; Оленегорский горно-обогатительный комбинат, который добывает и обогащает железные руды; крупный металлургический комбинат «Печенганикель» (г. Никель) (Корякин, Юрченко, 2007).

Важнейшим источником поступления металлов являются атмосферные выпадения. Показано, что аэрозоли над акваториями Белого моря и других морей Российской Арктики значительно обогащены многими металлами, особенно Ni и Cu, что является результатом деятельности горнодобывающих и металлургических производств. Свой вклад в загрязнение Белого моря тяжелыми металлами вносят крупные города-порты на берегу моря – Архангельск, Северодвинск и др. (Виноградова, Шевченко, 2005).

Только контроль, оценка и прогноз состояния окружающей среды позволят избежать тяжелых последствий, наносимых поллютантами. Для этих целей используются разнообразные программы мониторинга. Мониторинг – это система наблюдений, которая позволяет выделить изменение состояния биосферы под влиянием антропогенной деятельности, т.е. мониторинг антропогенных изменений окружающей природной среды (Израэль, 1974). Одним из методов является биологический мониторинг, в котором используются живые объекты как мониторы и индикаторы загрязнения. Создание теории биологического мониторинга в нашей стране принадлежит В.Д.Федорову (1975). Под биологическим мониторингом следует понимать систему наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, вызванных факторами антропогенного происхождения.

Целью нашей работы являлось определить содержание тяжелых металлов, накопленных морскими макроводорослями из одного местообитания в районе ББС МГУ (Кандалакшский залив Белого моря) и выявить особенности накопления отдельных элементов разными видами макроводорослей.

 

Материалы и методы

При подготовке биологического материала к определению содержания тяжелых металлов формировали 3 усредненные пробы (3–10 экземпляров растений, высушенных до постоянного веса, гомогенизировали, органическую составляющую удаляли методом сухого озоления, оставшуюся неорганическую часть растворяли HNO3 с последующей фильтрацией). Измерения Cu, Zn, Cd, Pb, Mn и Fe проводили на атомно-абсорбционном спектрофотометре Hitachi 180-80. Содержание тяжелых металлов рассчитывали в мкг/г сухого веса.

 

Результаты и обсуждение

Исследовалось 12 видов водорослей и морская трава Zostera marina собранных районе ББС МГУ Белого моря. В таблице № 1 и на диаграммах № 1–6 представлены данные по содержанию и распределению некоторых тяжелых металлов в пробах исследованных макрофитов. 

 

Таблица № 1. Содержание тяжелых металлов в морских макрофитах(мкг/г с.в.)

 

Fe в пробах макрофитов колеблется в 16 раз (от 43,5 мкг/г у ламинарии, до 761 мкг/г у морской травы зостеры). Концентрация Mn колеблется почти в 17 раз (от 2,45 мкг/г у ламинарии до 40,7 мкг/г у бурой водоросли Fucus viziculosus). Содержание Zn – почти в 5 раз (от 4,40 мкг/г у красной водоросли Porphyra sp. до 20,6 мкг/г у Desmarestia aculeata). Колебания Cu – в 5 раз (от 0,52 мкг/г у ламинарии до 2,69 мкг/г у Cladophora rupestris), Cd – в 36 раз (от 0,01 мкг/г у Porphyra sp. до 0,35 мкг/г у ламинарии) и Pb – в 17 раз (от 0,05 мкг/г у Chorda filum до 1,48 мкг/г у красной водоросли Ceramium virgatum).

В исследованных пробах макрофитов не выявлена зависимость содержания металлов от таксономической принадлежности объекта. Так, для трех бурых водорослей  выявлено умеренное содержание Fe, Mn, Zn и Cu, однако содержание Pb и Cd было значительно выше, чем у других макроводорослей.

Красная водоросль Ceramium virgatum содержит больше всего Pb. Однако, в красной водоросли Porphyra sp. меньше всего Zn и Cd.

Морская трава зостера содержит больше всего Fe, а содержание других элементов не выше, чем у водорослей.

В диаграммах использованы цвета систематической принадлежности вида (зеленые, бурые, красные). В диаграммах использованы цвета систематической принадлежности вида (зеленые, бурые, красные). На диаграммах наглядно показано, что содержание Zn в 1 виде бурых  водорослей больше, чем в зеленых, красных и морской траве. Во 5 видах бурых водорослей содержание Zn около средних значений (9,4). Pb в зеленых водорослях меньше, чем в других порядках, хотя у 2 видов бурых водорослей содержание Pb на том же уровне, что и у зеленых. Содержание Cu в бурых водорослях ниже, чем в исследованных красных и морской траве, но уровень содержания находится около средних значений (0,88) для всех исследованных видов макрофитов.

 

Диаграммы №1–6.

Содержание тяжелых металлов в макрофитах Белого моря (мкг/г с.в.).

 

Содержание большинства изученных металлов в морской траве Zostera marina не отличается от уровня содержания этих металлов в водорослях, однако можно выделить превышение содержания Fe в 1,3 раза по сравнению с самым высоким его содержанием у водорослей. Колебание содержания Fe у разных видов водорослей между собой значительно больше, чем между водорослями и морской травой.

 

Исследуя способность 13 видов макрофитов из одного местообитания накапливать тяжелые металлы, мы не выявили вида, равномерно и пропорционально отражающего  содержание металлов в окружающей среде. У всех макрофитов наблюдается видоспецифичность накопления различных металлов. При использовании макрофитов в целях мониторинга загрязнения морской среды тяжелыми металлами следует обратить внимание на те виды, которые способны накапливать повышенное содержание Pb и Cd, т.к. эти элементы содержатся в воде в малых количествах. Красная водоросль Ceramium virgatum наиболее подходит для использования в качестве организма-монитора: имеет широкое распространение, значительную биомассу, не содержит минимальных значений исследуемых металлов, а содержание Pb у нее максимальное (что следует учитывать при оценке антропогенной нагрузки). 

 

Список литературы

1. Виноградова А.А., Шевченко В.П. Роль атмосферных аэрозолей в загрязнении Северного Ледовитого океана и его морей // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т.18. №5–6. С. 387–394.

2. Израэль Ю.А. Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка изменений состояния окружающей природной среды. Основы мониторинга // Метеорол. и гидрол. 1974. №7. С. 3–8.

3. Корякин А.С., Юрченко С.В. Сбросы загрязняющих веществ беломорской нефтебазой в Кандалакшский залив в 2004–2006 гг. // Экологические исследования беломорских организмов. – СПб.: Изд-во СПбГУ, 2007. – С. 59–60.

4. Патин С.А. Антропогенное воздействие на морскую среду и биоресурсы: Методология оценок и современная ситуация // Антропогенные влияния на водные экосистемы. – М.: Т-во научных изданий КМК, 2005. – С. 32–59.

5. Федоров В.Д. Биологический мониторинг: обоснование и опыт организации // Гидробиол. журн. 1975. Т.2. №5. С. 5–11.

Статья поступила в редакцию 10.12.2017

.

 

Study of heavy metals content in macrophytes in the White Sea

Aleksandr D. Dakhno, Marina V. Krupina

Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

We studied the content of heavy metals in 12 species of macroalgae (3 green, 6 brown and 3 red) and 1 species of higher aquatic vegetation of the same habitat. Peculiarities of accumulation of metals from the taxonomic affiliation of species.

Key words: ecology; marine macroalgae; heavy metals; White Sea.

 

 

Об авторах

Дахно Александр Дмитриевич - Dakhno Aleksandr D.

бакалавр
ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова», Москва, Россия (Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia), Биологический ф-т, каф. гидробиологии

alex.ancient.1511@gmail.com

Крупина Марина Владимировна - Krupina Marina V.

кандидат биологических наук
ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова», Москва, Россия (Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia), Биологический ф-т, каф. гидробиологии

markrupina@yandex.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, Московский Государственный Университет им.М.В.Ломоносова, д. 1, стр. 12, Биологический ф-т, каф. гидробиологиител.: (495) 939-11-48

 

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

 

 

К другим статьям Международной конференции 
«Экологическая физиология водных фототрофов: 
распространение, запасы, химический состав и использование».
VI Сабининские чтения - 2017 

 

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

 

К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ








ГЛАВНАЯ

НОВОСТИ

О ЖУРНАЛЕ

АВТОРАМ

15 номеров журнала

ENGLISH SUMMARY

ОБЗОРЫ И СТАТЬИ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ
МАТЕРИАЛЫ


АКВАРИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
И  ИХ  СОДЕРЖАНИЕ


КОНФЕРЕНЦИИ

АЛЬГОЛОГИЧЕСКИЙ СЕМИНАР

СТУДЕНЧЕСКИЕ РАБОТЫ

АВТОРЕФЕРАТЫ

РЕЦЕНЗИИ


ПРИЛОЖЕНИЕ к журналу:


ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ОПРЕДЕЛИТЕЛИ И МОНОГРАФИИ

ОТЕЧЕСТВЕННАЯ АЛЬГОЛОГИЯ
СЕГОДНЯ


ИСТОРИЯ АЛЬГОЛОГИИ

КЛАССИКА
ОТЕЧЕСТВЕННОЙ АЛЬГОЛОГИИ


ПУБЛИКАЦИИ ПРОШЛЫХ ЛЕТ

ВЕДУЩИЕ АЛЬГОЛОГИЧЕСКИЕ
ЦЕНТРЫ


СЕКЦИЯ  АЛЬГОЛОГИИ  МОИП

НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ РАЗДЕЛ

СЛОВАРИ И ТЕРМИНЫ



НАШИ ПАРТНЕРЫ


ПРЕМИИ

КОНТАКТЫ

Новые публикации



Карта сайта






Рассылки Subscribe.Ru
Журнал "Вопросы современной альгологии"
Подписаться письмом


Облако тегов:
микроводоросли    макроводоросли    пресноводные    морские    симбиотические_водоросли    почвенные    Desmidiales(отд.Сharophyta)    Chlorophyta    Rhodophyta    Phaeophyceae    Диатомеи     Dinophyta    Prymnesiophyta_(Haptophyta)    Cyanophyta    Characeae    бентос    планктон    перифитон    кокколитофориды    Экология    Систематика    Флора_и_География    Культивирование    Химический_состав    Минеральное_питание    Ультраструктура    Загрязнение    Биоиндикация    Размножение    Морфогенез    Морфология_и_Морфометрия    Физиология    Морские_травы    Использование    ОПРЕДЕЛИТЕЛИ    Фотосинтез    Фитоценология    Черное_море    Белое_море    Баренцево_море    Дальний_Восток    Азовское_море    Каспийское_море    Чукотское_море    КОНФЕРЕНЦИИ    ПЕРСОНАЛИИ    ИСТОРИЯ    РЕЦЕНЗИЯ    Биотехнология    Динамические_модели    Экстремальные_экосистемы    Ископаемые_водоросли    Сезонные_изменения    Биоразнообразие    Аральское_море    первичная_продукция    

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147