Bioaccumulation of Heavy Metals in Soft Tissues of Bivalve Mollusks from Natural Lakes in Eastern Sikhote-Alin (Russia) and the Mekong Delta (Vietnam)

Full Text

В литературе имеются обширные сведения по накоплению двустворчатыми моллюсками (Bivalvia) тяжёлых металлов (ТМ) из водоёмов, подверженных интенсивному загрязнению (см. [1, 2] и др.). Информации по накоплению ТМ этими беспозвоночными в незагрязненных водных объектах недостаточно, однако она не менее актуальна. Имеются данные о том, что в подобных водоёмах накопление гидробионтами ТМ не коррелирует с их содержанием в воде и определяется биологическими особенностями организмов [3].

Цель исследования связана с выявлением общих закономерностей накопления ТМ массовыми видами двустворчатых моллюсков Unionidae и Cyrenidae на примере незагрязненных водоемов разных зоогеографических зон Восточной Азии.

Природными объектами, на которых решались поставленные задачи, были озёра Японское, Голубичное и Духовское, расположенные в умеренной климатической зоне на восточном склоне горной страны Сихотэ-Алинь (Приморский край, Россия), и тропическое озеро Бинтьен (Binh Thien, или Bung Binh Thien) из верхней час­ти дельты р. Меконг (Вьетнам). В работе исследовано содержание Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Cd и Pb в телах двустворчатых моллюсков Kunashiria coptzevi (Zatravkin et Bogatov, 1987) из озёр Японское и Голубичное, Ensidens ingallsianus (Lea, 1852) и Scabies crispata (Gould, 1843) из оз. Бинтьен (сем. Unionidae), а также моллюсков Corbicula japonica Prime, 1864 из оз. Духовское и Corbicula sp. из оз. Бинтьен (сем. Cyrenidae). Выбор указанных выше 7 элементов для исследования определялся их биологической значимостью в функционировании водных сообществ [1]. Отметим, что работы, посвящённые микроэлементному составу двустворчатых моллюсков из континентальных вод ­Тихоокеанской России и Вьетнама, малочис­ленны [4–6], а по моллюскам из водоёмов дельты ­Меконга отсутствуют вовсе.

В озёрах Японское, Голубичное и Духовское сборы моллюсков проведены в июле 2013 г., а в оз. Бинтьен — в апреле и сентябре 2017 г. Собранных моллюсков выдерживали 48 ч в воде с места сбора, разбивали на размерно-возрастные групп по 2–10 экземпляров и препарировали, чтобы получить по 2,5 г сырой массы для каждой группы. Затем мягкие ткани высушивали в сушильном шкафу при температуре 85°C до постоянной массы. Полученные навески минерализовали азотной кислотой в микроволновой печи MARS 5 (CEM Сorporation, USA) в лаборатории геохимии Тихоокеанского института географии ДВО РАН. Концентрацию металлов определяли атомно-абсорбционным методом на приборах Shimadzu AA 6800 в пламенном (Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Cd) и беспламенном (Pb) вариантах. Точность определения концентрации металла контролировали, анализируя стандартные образцы. Загрязнение реактивов контролировали, анализируя холостые пробы.

Из табл. 1 видно, что у исследованных Unionidae из Приморского края и Вьетнама содержание ТМ уменьшается в одинаковой последовательности: Mn > Fe > Zn > Cu > Ni > Cd > Pb. Такая же последовательность снижения степени аккумуляции ТМ оказалась свойственна и унионидам из рода Beringiana (Starobogatov et Zatravkin, 1983) из охраняемого как зоологический памятник природы камчатского озера Азабачье [5].

Для озёр, подверженных существенному антропогенному воздействию, аналогичные ряды ТМ у Unionidae могут выглядеть иначе. Например, K. coptzevi в оз. Васьковское (восточный склон Сихотэ-Алиня) характеризуются существенно большим накоплением Pb, занимающим четвёртое место в ряду по убыванию металлов в мягких тканях этого вида, что объясняется аэротехногенным переносом этого элемента из выбросов располагавшегося поблизости свинцово‑плавильного завода [6].

Корбикулы из природных озёр Духовское и Бинтьен накапливали ТМ в сопоставимых количествах, но отличались от Unionidae иной последовательностью уменьшения их концентраций: Fe > Zn > Cu > Mn > Ni ³ Cd > Pb. В мягких тканях корбикул в наибольших концентрациях содержались Fe, Zn и Cu, в то время как Mn, в отличие от Unionidae, занимал не первую, а лишь четвёртую позицию, причём концентрации этого элемента оказались в 10–2000 раз ниже таковых у совместно обитающих с ними Unionidae (табл. 1). Обращает на себя внимание повышенное по сравнению с Unionidae накопление корбикулами меди. В частности, в оз. Бинтьен концентрации этого металла в тканях корбикул на порядок превышают содержание меди в теле унионид при сопоставимом содержании цинка (табл. 1). У дальневосточных C. japonica концентрации в тканях меди также значительно больше, чем у K. coptzevi (табл. 1). Избирательное накопление меди известно и для Corbicula fluminea (O. F. Müller, 1774), часто используемого в биомониторинге пресных вод [7, 8]. Способность к аккумуляции Cu также обнаружена у другого азиатского пресноводного представителя рода, интродуцированного ныне во многие страны мира, — Corbicula fluminalis (O. F. Müller, 1774) [9].

Таким образом, несмотря на значительное отдаление мест обитания изученных моллюсков (юго-восток и северо-восток Азии), содержание ТМ в мягких телах Unionidae и Cyrenidae оказалось специфично для семейств и для каждого из них уменьшалось в одинаковой последовательности.

 

Таблица 1. Концентрации тяжёлых металлов (мкг/г сухой массы) в мягких тканях Unionidae и Cyrenidae из природных озёр российского Дальнего Востока и Вьетнама

Вид	Озеро	Mn	Fe	Ni	Cu	Zn	Cd	Pb
Unionidae
Kunashiria coptzevi	Японское	5997 ± 2450	5023 ± 3090	4,2 ± 0,9	5,4 ± 0,9	263 ± 48	1,6 ± 0,4	1,11 ± 0,31
Kunashiria coptzevi	Голубичное	3089 ± 1705	2826 ± 1542	2,9 ± 0,9	4,5 ± 0,8	173 ± 29	0,9 ± 0,2	1,35 ± 1,23
Ensidens ingallsianus	Бинтьен	7786 ± 3356	1696 ± 616	2,8 ± 0,8	5,3 ± 2,2	251 ± 93	0,7 ± 0,2	0,22 ± 0,10
Scabies crispata	Бинтьен	4565 ± 1194	1579 ± 211	2,2 ± 0,2	6,2 ± 0,9	90 ± 24	0,4 ± 0,1	0,35 ± 0,30
Cyrenidae
Corbicula japonica	Духовское	12 ± 8	283 ± 14	1,3 ± 0,1	13,2 ± 0,9	119 ± 3	1,3 ± 0,1	0,31 ± 0,04
Corbicula sp.	Бинтьен, апрель	4 ± 3	392 ± 111	1,5 ± 0,3	52,0 ± 21,9	81 ± 14	0,4 ± 0,2	0,06 ± 0,03
Corbicula sp.	Бинтьен, сентябрь	1,2 ± 0,9	212 ± 19	0,96 ± 0,1	49,9 ± 4,4	70 ± 3	1,0 ± 0,1	0,16 ± 0,01

 

Выявленные таксономические особенности накопления ТМ у изученных унионид и корбикул необходимо учитывать при использовании их в качестве индикаторных организмов. По-видимому, отклонения от установленных схем накопления ТМ моллюсками могут указывать на загрязнения водоёмов этими элементами или природные аномалии. Полученные абсолютные значения ТМ в телах двустворчатых моллюсков в первом приближении могут быть рекомендованы в качестве фоновых уровней для дальнейших экологических исследований в Тихоокеанском регионе.

Работа выполнена при поддержке программы Дальневосточного отделения РАН “Дальний Восток” (грант ВАНТ17–007) и Вьетнамской академии наук и технологий (грант VAST.HTQT.NGA.01/17-18).

About the authors

V. V. Bogatov

Federal Scientific Center of the East Asia Terrestrial Biodiversity, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: vibogatov@mail.ru

Corresaponding member of the RAS

Russian Federation, 159, Stoletiya prospekt, Vladivostok, 690022

L. A. Prozorova

Federal Scientific Center of the East Asia Terrestrial Biodiversity, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: vibogatov@mail.ru
Russian Federation, 159, Stoletiya prospekt, Vladivostok, 690022

E. N. Chernova

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

Email: vibogatov@mail.ru
Russian Federation, 7, Radio Street, Vladivostok, 690041

E. V. Lysenko

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

Email: vibogatov@mail.ru
Russian Federation, 7, Radio Street, Vladivostok, 690041

Xuan Quang Ngo

Institute of Tropical Biology, Vietnam Academy of Science and Technology

Email: vibogatov@mail.ru
Viet Nam, Ho Chi Minh

Thanh Thai Tran

Institute of Tropical Biology, Vietnam Academy of Science and Technology

Email: vibogatov@mail.ru
Viet Nam, Ho Chi Minh

Nghia Son Hoang

Institute of Tropical Biology, Vietnam Academy of Science and Technology

Email: vibogatov@mail.ru
Viet Nam, Ho Chi Minh

References

Supplementary files