Assessment of Mercury Pollution of Coastal Waters in Ussuri Bay and Amur Bay Using Macroalgae

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Mercury concentrations were determined in common macroalgae Ulva lactuca, Ulva linza, Sargassum miyabei, Sargassum pallidum, Stephanocystis crassipes and Costaria costata from the northwestern part of the Sea of Japan in June – July 2017–2022. On average, biomonitors contain low mercury concentrations that do not exceed the MPC for commercial algae (500 ng/g in terms of dry weight) and corresponding to the third quartiles of global samples for green and brown algae (170 and 105 ng/g, respectively). Coastal waters around Vladivostok City are not contaminated with mercury, except for local areas on the western coast of the Ussuri Bay. Maximum Hg concentration – 1071 ng/g of dry weight – was found in the green algae Ulva lactuca growing near the reclaimed landfill “Gornostay”, where the increased content of Cu, Pb, Fe, Zn in the algae was already noted earlier. Threshold values of Hg concentrations were calculated as the median plus double median of deviations from the median. They are 34 ng/g of dry weight for U. lactuca, 36 for U. linza, 43 for S. miyabei, 38 for S. pallidum, 115 for S. crassipes and 83 ng/g for C. costata (blade without rhizoids). The influence of thalli ages on mercury concentration in macroalgae is considered.

Full Text

Restricted Access

About the authors

E. N. Chernova

Pacific Geographical Institute of the Far Eastern Brunch of the Russian Academy of Sciences; Far East Federal University

Author for correspondence.
Email: elena@tigdvo.ru
Russian Federation, Vladivostok; Vladivostok

S. I. Kozhenkova

Pacific Geographical Institute of the Far Eastern Brunch of the Russian Academy of Sciences

Email: elena@tigdvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

S. G. Yurchenko

Pacific Geographical Institute of the Far Eastern Brunch of the Russian Academy of Sciences

Email: elena@tigdvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

References

  1. Аминина Н.М. Сравнительная характеристика бурых водорослей прибрежной зоны Дальнего Востока // Известия ТИНРО. 2015. Т. 182. С. 258–268.
  2. Аминина Н.М., Вишневская Т.И., Гурулева О.Н. и др. Состав и возможности использования бурых водорослей дальневосточных морей // Вестник ДВО РАН. 2007. № 6. С. 123–130.
  3. Архив погоды во Владивостоке. https://rp5.ru/Архив_погоды_во_Владивостоке,_им._В.К._Арсеньева_(аэропорт),_METAR
  4. Боголицын К.Г., Каплицин П.А., Кашина Е.М. и др. Особенности минерального состава бурых водорослей Белого и Баренцева морей // Химия растительного сырья. 2014. № 1. С. 243–250.
  5. Боголицын К.Г., Малко, А.В., Иванченко Н.Л. Оценка содержания свинца и ртути в водах Белого и Баренцева морей // Химия. 2013. № 4. С. 119–124.
  6. Бурдин К.С., Золотухина Е.Ю. Тяжелые металлы в водных растениях (аккумуляция и токсичность). М.: Диалог МГУ, 1998. 202 с.
  7. Ващенко М.А., Жадан П.М., Альмяшова Т.Н. и др. Оценка уровня загрязнения донных осадков Амурского залива (Японское море) и их потенциальной токсичности // Биология моря. 2010. Т. 36. № 5. С. 354–361.
  8. Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю). Решение Комиссии таможенного союза от 28 мая 2010 г. № 299. http://www.eurasiancommission. org/ru/act/texnreg/depsanmer/sanmeri/Pages/P2_299.aspx/
  9. Камнев А.Н. Структура и функции бурых водорослей. М.: Изд-во МГУ, 1989. 200 с.
  10. Коженкова С.И., Христофорова Н.К., Чернова Е.Н. Долговременный мониторинг загрязнения морских вод Северного Приморья тяжелыми металлами с помощью бурых водорослей // Экология. 2000. № 3. С. 233–237.
  11. Коженкова С.И., Чернова Е.Н., Шулькин В.М. Микроэлементный состав зеленой водоросли Ulva fenestrata из залива Петра Великого Японского моря // Биология моря. 2006. Т. 32. № 5. С. 346–352.
  12. Краткий справочник по геохимии. М.: Недра, 1977. 184 с.
  13. Лосев О.В. Содержание тяжелых металлов и нефтепродуктов в донных отложениях залива Углового (залив Петра Великого, Японское море) // Вестник ДВО РАН. 2020. № 5. С. 104–115.
  14. Лукашев Д.В. Метод расчета фоновых концентраций тяжелых металлов в мягких тканях двустворчатых моллюсков для оценки загрязнения р. Днепр // Биология внутренних вод. 2007. № 4. С. 97–106.
  15. Мощенко А.В., Белан Т.А., Борисов Б.М. и др. Современное загрязнение донных отложений и экологическое состояние макрозообентоса в прибрежной зоне Владивостока (залив Петра Великого Японского моря) // Известия ТИНРО. 2019. Т. 196. С. 155–181.
  16. Мурадов С.В. Воздействие тяжелых металлов на водоросли-макрофиты Авачинской губы // Фундаментальные исследования. 2014. № 9. С. 1998–2002.
  17. Облучинская Е.Д., Алешина Е.Г., Матишов Д.Г. Сравнительная оценка загрязнения металлами губ и заливов Мурмана по индексу MPI (Metal Pollution Index) // Доклады Академии наук. 2013. Т. 448. № 5. С. 588–591.
  18. Патин С.А. Морозов Н.П. Микроэлементы в морских организмах и экосистемах. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. 152 с.
  19. Петухов В.И., Петрова Е.А., Лосев О.В. Тяжелые металлы и нефтепродукты в водах залива Угловой (Амурский залив, Японское море) в теплый и холодный периоды года // Вестник ДВО РАН. 2019. № 1. С. 85–93.
  20. Подкорытова А.В., Вафина Л.Х. Химический состав бурых водорослей Черного моря // Труды ВНИРО. 2013. Т. 150. С. 100–107.
  21. Поляков Д.М., Марьяш А.А., Можеровский А.В. Накопление тяжелых металлов осадками Амурского залива (Японское море) под влиянием биохимических факторов // Водные ресурсы. 2019. Т. 46. № 2. С. 172–177.
  22. Симоконь М.В. Загрязнение донных отложений Уссурийского залива металлами и металлоидами // Уссурийский залив: современное состояние, ресурсы и перспективы природопользования. Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2009. С. 35–38.
  23. Титлянов Э.А., Титлянова Т.В. Морские растения стран Азиатско-тихоокеанского региона, их использование и культивирование. Владивосток: Дальнаука, 2012. 377 с.
  24. Христофорова Н.К. Биоиндикация и мониторинг загрязнения морских вод тяжелыми металлами. Л.: Наука, 1989. 192 с.
  25. Христофорова Н.К., Кобзарь А.Д., Григоров Р.А. Уссурийский залив: загрязнение прибрежных вод тяжелыми металлами и его оценка с использованием бурых водорослей // Вестник ДВО РАН. 2020. № 3. С. 116–125.
  26. Чернова Е.Н. Биогеохимический фон и особенности накопления металлов фукусовыми водорослями в прибрежных водах Японского, Охотского и Белого морей // Биология моря. 2016. Т. 42. № 1. С. 60–68.
  27. Чернова Е.Н., Коженкова С.И. Пространственная оценка загрязнения залива Петра Великого (Японское море) металлами с помощью бурой водоросли Sargassum miyabei // Океанология. 2020. Т. 60. № 1. С. 49–56.
  28. Чернова Е.Н. Определение фоновых концентраций металлов в бурой водоросли Sargassum pallidum из северо-западной части Японского моря // Биология моря. 2012. Т. 38. № 3. С. 249–256.
  29. Чернова Е.Н. Принцип лимитирующих факторов применительно к накоплению металлов водорослями // Биота и среда природных территорий. 2023. Т. 11. № 1. С. 73–83.
  30. Шулькин В.М., Коженкова С.И., Чернова Е.Н. и др. Металлы в различных компонентах прибрежно-морских экосистем Сихотэ-Алинского биосферного района // Геоэкология. 2003. № 4. С. 318–327.
  31. Шулькин В.М., Богданова Н.Н., Киселев В.И. Металлы в речных водах Приморского края // Геохимия. 2007. № 1. С. 79–88.
  32. Akcali I., Kucuksezgin F. A biomonitoring study: Heavy metals in macroalgae from eastern Aegean coastal areas // Marine Pollution Bulletin. 2011. V. 62. P. 637–645.
  33. Cantillo A.Y. Comparison of results of Mussel Watch Programs of the United States and France with worldwide Mussel Watch studies // Marine Pollution Bulletin. 1998. V. 36. P. 712–717.
  34. Chakraborty S., Bhattacharya T., Singh G. et al. Benthic macroalgae as biological indicators of heavy metal pollution in the marine environments: A biomonitoring approach for pollution assessment // Ecotoxicology and Environmental safety. 2014. V. 1001. P. 61–68.
  35. Chalkley R., Child F., Al-Thaqafi K. et al. Macroalgae as spatial and temporal bioindicators of coastal metal pollution following remediation and diversion of acid mine drainage // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2019, V. 132, P. 1–10.
  36. Costa M., Henriques B., Pinto J. et al. Influence of salinity and rare earth elements on simultaneous removal of Cd, Cr, Cu, Hg, Ni and Pb from contaminated waters by living macroalgae // Environmental Pollution. 2020. V. 266. N115374.
  37. Di Beneditto A.P.M., Kehrig H.A., Pestana I.A. From past use to present effects: total mercury in crustaceans and fish in the inner estuary of Paraíba do Sul River, Southeast Brazil // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 2021. V. 107. P. 124–130.
  38. García-Seoane R., Fernández J.A, Villares R. et al. Use of macroalgae to biomonitor pollutants in coastal waters: Optimization of the methodology // Ecological Indicators. 2018. V. 84. P. 710–726.
  39. Kozhenkova S.I., Khristoforova N.K., Chernova E.N. et al. Long-term biomonitoring of heavy metal pollution of Ussuri Bay, Sea of Japan // Russian Journal of Marine Biology. 2021. V. 47 4. Р. 256–264.
  40. Kumar K.S., Ganesan K., Subba Rao P.V. Phycoremediation of heavy metals by the three-color forms of Kappaphycus alvarezii // Journal of Hazardous Materials. 2007. V. 143. P. 590–592.
  41. Long E.R., MacDonald D.D., Smith S.L. et al Incidence of adverse biological effects with ranges of chemical concentrations in marine and estuarine sediments // Environ. Management. 1995. V. 19. P. 81–97.
  42. Murillo-Cisneros D.A., O’Hara T.M., Elorriaga-Verplancken F.R. et al. Trophic structure and biomagnifcation of total mercury in ray species within a benthic food web // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 2019. V. 773. P. 321–329.
  43. Reinmann C., Filzmoser P., Garrett R.G. Background and threshold: Critical comparison of methods of determination // Sci. Total Environ. 2005. V. 346. P. 1–16.
  44. Sanchez-Quiles D., Marba N., Tovar-Santhez A. Trace metal accumulation in marine macrophytes: Hotspots of coastal contamination worldwide // Science of the Total Environment. 2017. V. 576. P. 520–527.
  45. Sawidis T., Brown M.T., Zachariadis G. et al. Trace metal concentration in marine macroalgae from different biotopes in the Aegean Sea // Environment international. 2001. V. 27. P. 43–47.
  46. Shul’kin V.M., Chernova E.N., Khristoforova N.K. et al. Effect of mining activities on the chemistry of aquatic ecosystem components // Water Resources. 2015. V. 42. P. 843–853.
  47. Sunda W.G., Huntsman S.A. Processes regulating cellular metal accumulation and physiological effects: Phytoplankton as model system // The Science of the Total Environment. 1998. V. 219. Р. 165–181.
  48. Tropin I.V., Bourdine K.S. Periodic changes in metal content Fucus distichus thalli under polar day // J. of the Appl. Phycology. 1997. V. 9. P. 269–276.
  49. Wallenstein C., Neto A., Alvaro N. et al. Algae based biotopes of the Azores (Portugal): Spatial and seasonal variation // Aquatic Ecology. 2008. V. 42. P. 547–559.
  50. Warmer H., Dokkum R. Water pollution control in the Netherlands // Policy and practice 2001. 2002. RIZA report 2002.009.
  51. Wang W.X., Dei R.C.H. Kinetic measurements of metal accumulation in two marine macroalgae // Marine Biology. 1999. V. 135. P. 11–23.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Map-scheme of sampling in the Amursky and Ussuriysky Bays: 1 - Popov Island, Starka Strait; 2 - Russky Island, m. Popov Island, Starka Strait; 2 - Russky Island, m. Rogozina; 3 - Russky Island, m. Kosheleva; 4 - Kirpichny Zavod bay, m. Lap. Patrokl; 8 - Sobol Bay; 9 - Sobol Bay. Sobol; 9 - Sobol Bay; 9 - Sukhoputnaya Bay. Sukhoputnaya Bay; 10 - Bay. Intermediate Bay, south; 11 - Intermediate Bay, north; 12 - Sobol Bay, north; 6-400 m south of Cape Krasny; 9 - Sobol Bay; 10 - Dry Land Bay. Intermediate Bay, north; 12 - Rybachy settlement; 13 - Gornostay landfill site; 14 - 400 m to the north of Gornostay landfill site; 15 - Stekliannaya Bay; 16 - Stekliannaya Bay. Glass Bay; 16 - Desantnaya Bay, south; 16 - Desantnaya Bay. Desantnaya Bay, south; 17 - recreation centre ‘Zhemchuzhina’; 18 - Lazurnaya Bay, Cape Zelenyi; 18 - Lazurnaya Bay, Cape Zelenyi. Lazurnaya Bay, Cape Zeleny; 19 - Cape Muravyiny; 20 - Cape Turtle.

Download (452KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Mercury content (ng/g dry weight) in algae of the Ussuri Bay in 2017. Stations from south to north as in Fig. 1. 21 - Sporog.

Download (140KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Mercury content (ng/g dry weight) in algae of the Amur and Ussuri Bays in 2020. Stations from south to north as in Fig. 1.

Download (138KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian academy of sciences