Оценка накопления тяжелых металлов в системе планктонных биофильтраторов
- Авторы: Будько Д.Ф.1, Мартынова Д.М.2
-
Учреждения:
- Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
- Зоологический институт РАН
- Выпуск: Том 59, № 1 (2019)
- Страницы: 33-44
- Раздел: Химия моря
- URL: https://journals.eco-vector.com/0030-1574/article/view/11822
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0030-157459133-44
- ID: 11822
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Проведено экспериментальное исследование по изучению накопления тяжелых металлов (Fe, Mn, Cr, Co, Ni, Cu, Pb, Cd, As) в трофической цепи планктонных организмов Белого моря. Зоопланктонные организмы, отобранные в фоновом районе, питались в течение фиксированного времени сестоном с различным содержанием металлов. Сестон, отобранный на ст. Чупа был обогащен Fe, Cu, Pb, Cr, Co, As и Ni относительно сестона, собранного на ст. Картеш, считающейся фоновой в данном исследовании. Разница в концентрации взвеси и содержании элементов-индикаторов глинистого и обломочного материала (Al, Ti, Zr) говорит о естественном повышенном фоне в содержании этих элементов в сестоне на ст. Чупа за счет увеличенной доли минеральной компоненты сестона. Зоопланктон, питающийся пищей (сестоном) с повышенным содержанием металлов, накопил в ходе эксперимента Fe, Mn и Cr, и в меньшей степени – Ni, Co, Pb, Cu, т.е. именно те элементы, которыми был обогащен сестон. Несмотря на отсутствие достоверных различий в содержании Mn в двух группах сестона, его явное накопление зоопланктоном и пониженное содержания в фекальных петтелах показывает наиболее высокую усваиваемость Mn зоопланктоном, что может быть связанно с биодоступностью Mn в источнике. При сопоставлении содержания тяжелых металлов с сестоном, фекальные пеллеты зоопланктона обеднены основными элементами, и их содержание в пеллетах составляет (в % от содержания в сестоне): Zn – 72%; Mn – 24; Cu – 97; Pb – 62; Cr – 99; Co – 78; Ni – 87; As – 96; Cd – 65%.
Ключевые слова
Об авторах
Д. Ф. Будько
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: budko@ocean.ru
Россия, Москва
Д. М. Мартынова
Зоологический институт РАН
Email: daria.martynova@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург
Список литературы
- Будько Д.Ф., Демина Л.Л., Мартынова Д.М. Химический и вещественный состав рассеянного взвешенного материала (взвеси) из прибрежной зоны Белого моря // Вода: химия и экология. № 2. 2016. С. 3-10.
- Будько Д.Ф., Демина Л.Л., Мартынова Д.М., Горшкова О.М. Микроэлементы в различных трофических группах беломорских организмов // Океанология. 2015. Т. 55. № 5. С. 808-820.
- Гордеев В.В., Шевченко В.П. Формы некоторых металлов во взвеси Северной Двины и их сезонные вариации // Океанология. 2012. Т. 52. № 2. С. 282-291.
- Демина Л.Л. Количественная оценка роли живого вещества в геохимической миграции микроэлементов в океане // Геохимия. 2015. №3. С.234-251.
- Демина Л.Л., Леонова Г.А., Бобров В.А., Мартынова Д.М. Микроэлементы в организмах планктона Белого моря // Система Белого моря. Т.II. М.: Научный мир, 2012. С. 691-715.
- Демина Л.Л., М.А. Левитан, Н.В. Политова. О формах нахождения некоторых тяжелых металлов в донных осадках эстуарных зон рек Оби и Енисея (Карское море) // Геохимия. 2006. № 2. С. 212-226.
- Демина Л.Л., Немировская И.А. Пространственное распределение микроэлементов в сестоне Белого моря // Океанология. 2007. Т. 47. №3. С. 390-402.
- Ленинджер А. Основы биохимии: в 3-х т. Т. 1. М.: Мир, 1985. 367 С.
- Лисицын А.П. Потоки осадочного вещества, природные фильтры и осадочные систе¬мы «живого океана» // Геология и геофизика. 2004. Т. 45. № 1. С. 15-48.
- Лобус Н.В. Элементный состав зоопланктона Карского моря и заливов Восточного побережья Новой Земли // Океанология. 2016. Т. 56. № 6. С. 890-900.
- Мартынова Д.М. Комплексный подход к оцен- ке потока пеллет в Белом море // Система Белого моря. Т.II. М.: Научный мир, 2012. С. 675-691.
- Саенко Г.Н. Закономерности концентрирования металлов и галогенов морскими организмами // Докл. АН СССР. 1989. Т. 306. №3. С. 759-763.
- Berger V.Ja., Dahle S., Galaktionov K.V. White Sea. Ecology and Environment // Derzavets Publisher. St. Peterburg-Tromsø, 2001. 158 p.
- Budko D., Demina L. Chemical fractionation of toxic heavy metals in Holocen bottom sediments in the White Sea // Proceeding of the 8th international Siberian early career geoscientists conference. 13-24 June 2016. P. 82-83.
- Campbell L.M., Norstrom R.J., Hobson K.A. et al. Mercury and other trace elements in a pelagic Arctic marine food web // Sci. Total Environ. 2005. 351-352. P. 247–263.
- Coelho J.P., Mieiro C.L., Pereira E. et al. Mercury biomagnification in a contaminated estuary food web: Effects of age and trophic position using stable isotope analyses // Marine Pollution Bulletin. 2013. V. 69. P. 110–115.
- Dehn, L.A., Follmann, E.H., Thomas, D.L. et al. Trophic relationships in an Arctic food web and implications for trace metal transfer // Sci. Total Environ. 2006. V. 362. P. 103–123.
- Dietz R., Riget F., Cleeman M., Aarkrog A. et al. Comparison of contaminants from different trophic levels and ecosystems // Sci. Total Environ. 2000. V. 245. P. 221–231.
- Irigoien X. Gut clearance rate constant, temperature and initial gut contents: a review // J. of Plankton Res. 1998. V. 20. I. 5. P. 997–1003.
- Fisher N.S., Reinfelder J.R. The trophic transfer of metals in marine systems // Metal speciation and bioavalability in aquatic systems / Eds. Tessier A., Turener D.R. IUPAC. John Wiley& Sons Ltd., 1995. 542 p.
- Graf G. Benthic-pelagic coupling in a deep-sea benthic community // Nature. 1989. № 341. P. 437-439
- Grotti M., Soggia F., Ianni C. et al. Bioavailability of trace elements in surface sediments from Kongsfjorden, Svalbard // Marine Pollution Bulletin. 2013. V. 77. P. 367–374.
- Hassen A., Saidi N., Cherif M. Effects of heavy metals on Pseudomonas aeruginosa and Bacillus thuringiensis // Biores. Technol. 2006. V. 65. P. 73–82.
- Jara-Marini M.E., Soto-Jimenez M.F., Paez-Osuna F. Trophic relationships and transference of cadmium, copper, lead and zinc in a sub-tropical coastal lagoon food web from SE Gulf of California // Chemosphere. 2009. V. 77. P. 1366–1373.
- Kosobokova K., Martynova D., Prudkovsky A. Contribution of Zooplankton to Vertical Carbon Fluxes in the Kara and White Seas // Polarforschung. 2006. 75 (2–3). P. 77-82.
- Koukina S.E., Korneeva G.A., Bek T.A. Forms of metals in the littoral sediments in Kandalaksha Bay of the White Sea in the Russian Arctic // Oceanology. 2010. V. 50. №. 6. P. 877–883.
- Leonova G.A., Bobrov V.A., Bogush A.A., Bychinskii V.A. Concentration of chemical elements by zooplankton of the White Sea // Oceanology. 2013. V. 53. № 1. P. 54–70.
- Li Y.-H. Factors controlling the distribution of ele- ments in the ocean // Trans. Res. Inst. Oceano-chemistry. 2008. V. 21. № 2. P. 1-21.
- Martynova D.M. Copepod faecal pellets in the White Sea: experimental and in situ studies // Oceanology. 2003. № 43. Р. 123-133.
- Nfon E., Cousins I.T., Järvinen O. et al. Trophodynamics of mercury and other trace elements in a pelagic food chain from the Baltic Sea. Sci. Total Environ. 2009. V. 407. P. 6267–6274.
- Pantyulin A.N. Hydrological system of the White Sea // Oceanology. 2003. V. 43. P. 1–14.
- Rahman M.A., Hasegawa H., Lim R.P. Bioac-cumulation, biotransformation and trophic transfer of arsenic in the aquatic food chain // Environmental Res. 2012. V. 116. P. 118–135.
- Sieburth J.M., Smetacek J.M., Lenz J. Pelagic ecosystem structure: heterotrophic compartments of the plankton and their relationships to plankton size fraction // Limnol. Oceanogr. 1978. V. 23. Р. 173-188.
- Tao Y., Yuan Z., Xiaona H., Wei M. Distribution and bioaccumulation of heavy metals in aquatic organisms of different trophic levels and potential health risk assessment from Taihu lake, China // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2012. V. 81. P. 55–64.
- Wang W.X. Interactions of trace metals and different marine food chains // Mar. Ecol. Prog. 2002. Ser. 243. P. 295–309.