Особенности определения и оценка накопления углеводородов в гидробионтах Азовского моря

Ларин, Андрей Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Особенности определения и оценка накопления углеводородов в гидробионтах Азовского моря
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Особенности определения и оценка накопления углеводородов в гидробионтах Азовского моря"

ИИ'

1608041

На правах рукописи

Ларин Андрей Александрович

ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОЦЕНКА НАКОПЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В ГИДРОБИОНТАХ АЗОВСКОГО МОРЯ

Специальность 03.02.08 - экология (химические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

-9 СЕН 2010

Краснодар 2010 г.

004608041

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства» (ФГУП «АзНИИРХ»)

Защита состоится 29 июня 2010 г. в ауд. 231 в 14— часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.101.16 в Кубанском государственном университете по адресу. 350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного университета по адресу: 350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149

Автореферат разослан 27 мая 2010 г.

Научный руководитель:

доктор биологических наук Корпакова Ирииа Григорьевна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Елецкий Борис Дмитриевич доктор химических наук, профессор Александрова Эльвира Александровна

Ведущая организация:

ГУ «Гидрохимический институт» (г. Ростов-на-Дону)

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук, доцент

Н.В. Киселева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. К числу приоритетных загрязняющих веществ по критериям экологической опасности (токсичности, генотоксичности, канцерогенности и распространенности, частоте встречаемости), обнаруженных в воде и донных отложениях Азовского моря, относятся нефтепродукты (НП), пестициды, соединения ряда металлов. Наиболее распространенным видом антропогенного воздействия на биоресурсы моря и экосистему в целом является нефтяное загрязнение.

С эколого-токсикологических позиций нефть и нефтепродукты рассматриваются как групповой токсикант неспецифического действия. Компоненты нефти и нефтепродуктов активно воздействуют в той или иной мере на все группы живых организмов в морской среде, вызывая изменение в структуре сообществ, уменьшение их биомассы и продукции. Известно большое количество работ, описывающих токсическое действие углеводородов (УВ) нефти, распределенных в водной толще, на различные гидробионты. Однако остается невыясненным влияние сорбированных донными отложениями УВ на формирование и развитие донных сообществ.

Донные отложения являются местом обитания бентосных организмов, которые относятся к важнейшим компонентам водной экосистемы, участвующим в круговороте веществ. За счет высокой фильтрационной активности бентосные организмы обладают повышенной способностью к накоплению токсикантов. Ряд авторов отмечают положительную корреляцию между содержанием УВ в бентосных организмах и местах их обитания -донных осадках. Поэтому довольно часто предлагается использовать различные бентосные организмы (в частности двустворчатые моллюски) в качестве тест-объектов при мониторинге загрязнения морской среды.

Литературные данные о степени накопления нефтяных компонентов в бентосных организмах весьма отрывочны, а по корреляции между уровнем накопления в моллюсках и загрязнением среды их обитания практически отсутствуют. Нерешенным остается также вопрос корректного аналитического определения углеводородов одновременно во всех элементах водных экосистем - воде, донных отложениях и гидробионтах. Разные методы имеют неодинаковую чувствительность и специфичность к определяемым веществам. При анализе воды, донных отложений и гидробионтов несоответствие результатов, получаемых разными методами, становится более ощутимым.

Диссертационная работа выполнена в рамках государственных контрактов с Госкомитетом РФ по рыболовству и Федерального агентства по рыболовству (Росрыболовство) по ФЦП «Мировой океан» в рамках темы «Комплексные исследования процессов, характеристик и ресурсов Черного и Азовского морей» и госзаказа на выполнение научно-исследовательских работ по направлению «Комплексное изучение водных биологических ресурсов и среды их обитания в промысловых районах Мирового океана в целях

рыболовства, сохранения водных биологических ресурсов и среды их обитания».

Цель настоящей работы - разработка унифицированного подхода к оценке содержания углеводородов в элементах водных экосистем и исследование зависимости накопления углеводородов в двустворчатых моллюсках Азовского моря от условий их обитания.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработать методику определения углеводородов в гидробионтах;

- исследовать уровень накопления углеводородов различных классов в двустворчатых моллюсках Азовского моря и среде их обитания;

- изучить взаимосвязь содержания углеводородов в двустворчатых моллюсках от уровня загрязненности среды их обитания;

- провести моделирование динамики накопления углеводородов различных классов в двустворчатых моллюсках.

Научная новизна.

Изучены особенности анализа и разработана методика определения УВ в гидробионтах с учетом состава и свойств аналита.

По результатам наблюдений, проведенных в 2004-2009 гг., исследована зависимость степени накопления УВ в двустворчатых моллюсках Азовского моря от уровня нефтяного загрязнения среды их обитания.

Личный вклад автора: непосредственное участие автора в 15 морских экспедициях, лабораторных экспериментах, обработке и анализе собранного материала. По результатам исследований автором написаны научно-исследовательские отчеты и статьи, в которых проанализированы полученные данные по уровням накопления УВ в моллюсках и среде их обитания. При личном участии автора проведена разработка, усовершенствование и метрологическая аттестация методики определения УВ в гидробионтах.

Практическая значимость.

Разработана и аттестована методика определения УВ в биологических пробах, которая внедрена в АзНИИРХ при проведении экологических исследований.

Результаты исследований используются при проведении анализов гидробионтов в процессе эколого-рыбохозяйственного мониторинга элементов водных экосистем Азово-Черноморского бассейна.

Положения, выносимые на защиту:

1. Экспериментальные и теоретические материалы по особенностям определения углеводородов в гидробионтах.

2. Результаты определения углеводородов в двустворчатых моллюсках Азовского моря в различные сезоны 2004-2009 гг. с использованием предложенной методики.

3. Результаты исследований по установлению взаимосвязи накопления углеводородов в двустворчатых моллюсках и уровнем углеводородного загрязнения среды их обитания.

4. Материалы по метрологической аттестации методики определения УВ в гидробионтах.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 3 статьи в научных журналах, рекомендуемых ВАК Российской Федерации.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007); И Всероссийской конференции по аналитической химии с международным участием (Краснодар, 2007); VII Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «ЭКОАНАЛИТИКА - 2009» (Йошкар-Ола, 2009); V и VI Международной научно-практической конференции молодых ученых по проблемам водных экосистем «РопШб Еихшиэ - 2007» и «РопШв Еихти* - 2009» (Севастополь, 2007, 2009).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 132 стр., состоит из введения, пяти глав и выводов, включает 36 рис., 20 табл., список литературы, содержащий 186 источников, в том числе 68 иностранных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Особенности определения УВ в биологических пробах

Большинство известных методик определения УВ в гидробионтах включает 3 стадии анализа: выделение из анализируемых проб, очистку экстрактов от мешающих веществ и количественное определение выделенных УВ. Для выделения УВ из анализируемых проб, как правило, используются различные органические растворители или смеси из двух растворителей. Наиболее распространенные способы очистки экстрактов включают щелочной гидролиз, который обычно проводится водными или спиртовыми растворами едкого калия или натрия при различных температурах и времени обработки, и последующей экстракции органическими растворителями. Недостатком методик, предусматривающих проведение гидролиза, является необходимость наличия довольно значительной массы исследуемых биологических образцов, что не всегда доступно. К немаловажному фактору, особенно при выполнении рутинных анализов, относится высокая трудоёмкость и существенный расход реактивов. Реже используются методики, основанные на прямой экстракции УВ различными органическими растворителями и последующем отделении от мешающих соединений различными хроматографическими методами -колоночной, тонкослойной, гель-проникающей хроматографией. Количественное определение выделенных УВ чаще других проводится методами газовой, газожидкостной и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Используются также оптические методы - УФ- и флуоресцентной спектрометрии.

Анализ литературных данных позволяет утверждать, что при выполнении рутинных анализов, требующих совмещения корректности результатов с минимизацией трудовых и материальных затрат, наиболее интересны методики определения УВ, основанные на измерении

интегральных оптических характеристик. Несмотря на множество существующих в настоящее время методик определения УВ в гидробионтах, эта проблема остается недостаточно решенной. Практически отсутствуют работы, посвященные разработке методик, обеспечивающих одновременно корректный анализ всех элементов водных экосистем - вод, донных отложений и гидробионтов. Разные методы анализа имеют неодинаковую чувствительность и специфичность к определяемым веществам, по-разному проявляется и влияние матрицы на аналитические сигналы определяемых соединений. При анализе проб воды, донных отложений и гидробионтов сложного состава несоответствие результатов, получаемых разными методами, становится наиболее ощутимым.

Анализ литературных и наших экспериментальных данных по степени накопления УВ гидробионтами, опубликованных в период 1990-2009 гг., показал, что содержание алифатических УВ в двустворчатых моллюсках может варьировать от следовых количеств (1.6 мг/кг) до аномально высоких величин - 6800 мг/кг сырой массы. Такой же широкий разброс данных приведен и для полициклических ароматических углеводородов - от 0.01 до >100 мг/кг сырой массы. Максимальное накопление углеводородов в моллюсках отмечается после аварийных ситуаций и в хронически загрязненных районах с высоким уровнем загрязнения. Сведения по составу и содержанию УВ в морских организмах довольно отрывочны, касаются лишь отдельных классов соединений, отдельных акваторий, выполнены авторами с применением различных методов исследования. Противоречивость полученных данных с одной стороны связана со сложностью и зависимостью от многих условий процессов трансформации УВ, а с другой стороны -трудностями методического характера, обусловленными многочисленностью УВ, имеющих различное строение и свойства, которые могли бы быть положены в основу их определения.

Следует также отметить, что моллюски легко аккумулируют, но сравнительно медленно выводят УВ из организма в связи с отсутствием или, по крайней мере, слабым развитием углеводородгидроксилазной детоксицирующей системы. Такая особенность их поведения позволяет рассматривать их как потенциальные тест-объекты для контроля загрязнения водных экосистем. Предпосылкой к этому является широкое распространение моллюсков в морской среде, особенно в прибрежной зоне, легкодоступный пробоотбор, прикрепленный образ жизни и высокая фильтрационная активность, а также низкий процент биотрансформации УВ, приводящий к аккумулированию органических загрязнителей. Однако изучению взаимосвязи между уровнем накопления УВ в моллюсках и содержанием УВ в среде их обитания посвящено недостаточное количество исследований, которые могли бы ответить на вопрос: могут ли моллюски служить индикаторами загрязнения при экологическом мониторинге водных экосистем.

При определении УВ в биологических объектах возникают две основные проблемы, связанные со сложностью и непостоянством их состава, с одной стороны, и наличием липидных фракций — с другой. Из-за сложности и непостоянства состава нефтей и нефтепродуктов, в том числе и их углеводородных фракций, возникает проблема выбора характеристик для количественного определения, как суммарного содержания нефтяных компонентов, так и углеводородов. Вторая проблема связана с тем, что какие бы методики не были взяты для количественного определения УВ, в том числе хроматографические и оптические, одновременно будут регистрироваться и компоненты липидных фракций.

В отличие от других токсикантов (пестициды, ПХБ, тяжелые металлы) нефть и нефтепродукты представляют собой очень сложную смесь углеводородов и их производных, содержащих серу, азот и кислород. Содержание отдельных компонентов в различных сортах нефти и нефтепродуктов варьирует в очень широких пределах. Попадающие в водную среду нефть и нефтепродукты практически сразу же перестают существовать в исходном состоянии. В результате сложнейших физико-химических и биохимических превращений состав и свойства компонентов нефтяного загрязнения с течением времени существенно изменяются, что создает дополнительные трудности их аналитического определения.

Благодаря липофильным свойствам, УВ в наибольшей степени накапливаются в жизненно важных органах с высоким содержанием липидов, таких как мозг, печень и гонады. При экстракции УВ из анализируемых проб полученный липидный экстракт включает собственно УВ, жиры (триацилглицерины), а также содержащиеся в меньших количествах липиды других классов (фосфолипиды, стероиды, каротиноиды, жирорастворимые витамины и др.).

Оптимизация условий анализа гидробионтов для оценки накопления УВ

При разработке методики определения УВ в качестве добавок использовались УВ, выделенные из льяльной воды методом тонкослойной хроматографии. УВ вносили в мышечную ткань, печень и гонады промысловых рыб Азовского и Черного морей - пиленгаса и акулы-катран и мягкую ткань двустворчатых моллюсков Cerastoderma glauciim. УВ экстрагировали гексаном из гомогенизированных и обезвоженных сульфатом натрия проб. Эффективность выделения УВ контролировали по интенсивности люминесценции при Х^а = 370 нм, Хлюм = 460 нм и по сумме интенсивностей полос поглощения при 2926 и 2956 см"1 в ИК-области спектра, соответственно на спектрофлуориметре RF-5301PC фирмы Shimadzu (Япония) и ИК-спектрофотометре IR-270 фирмы Hitachi (Япония).

Любой метод регистрации количества УВ будет искажать получаемые результаты из-за соединений, извлеченных из биологических проб вместе с углеводородами. Например, при использовании люминесцентного метода

анализа предварительная очистка необходима, чтобы «избавиться» от таких соединений, как жирорастворимые витамины, гормоны, пигменты и т.п., которые из-за структурных особенностей обладают люминесцирующими свойствами. Применение метода ИК-спектроскопии также невозможно без предварительной очистки, так как все органические соединения имеют полосы поглощения валентных колебаний метальных и метиленовых групп, по интенсивности которых определяют количество УВ.

При анализе гидробионтов, важным этапом является процесс извлечения аналита из биологической матрицы, т.к. дальнейшее его определение будет зависеть от полноты экстракции. К наиболее распространенным способам выделения УВ различными растворителями (гексан, хлороформ, этиловый эфир, циклогексан, метиленхлорид или смеси растворителей) относятся: прямая экстракция, ультразвуковая, с применением микроволнового излучения, экстракция в аппарате Сокслета, сверхкритическая флюидная экстракция, жидкостная экстракция под давлением, твердофазная микроэкстракция.

Для разделения выделенных компонентов наиболее часто используется колоночная (КХ) или тонкослойная (ТСХ) хроматография, которой предшествует стадия очистки экстракта. Очистку чаще всего проводят кипячением пробы в спиртовом растворе щелочи с последующим выделением углеводородов и неомыляемых липидов в неполярном растворителе.

Сравнительная оценка ряда предложенных способов щелочного гидролиза, показала, что эта довольно длительная и трудоемкая стадия анализа не всегда приводит к желаемым результатам, особенно при высоком содержании липидов. С другой стороны, как показали наши сравнительные испытания, наиболее предпочтительно применение для прямой экстракции гексана, который в наименьшей степени извлекает мешающие полярные соединения.

Для дальнейшего разделения УВ и отделения их от липидной фракции нами использован метод тонкослойной хроматографии, в тонком слое сорбента граница отделения УВ от липидов достаточно четко определяется визуально под УФ-свегом, что позволяет контролировать эффективность очистки экстракта.

В качестве сорбентов для ТСХ-разделения изучались силикагель и оксид алюминия. С активированного оксида алюминия не элюируются жиры, жирные кислоты, жирные спирты и ряд других соединений, что, несомненно, является положительным моментом стадии разделения, однако, при этом одновременно необратимо сорбируются ароматические углеводороды. Например, с активированного оксида алюминия не элюируется до 30% трехядерных ПАУ и до 100 % - четырех- и пятиядерных ПАУ.

На оксиде алюминия III степени активности при элюировании смесью гексана и четыреххлористого углерода (70:30), липиды образуют размытую хроматографическую зону, перекрывающуюся с зоной УВ. Аналогичная картина наблюдалась и при использовании в качестве подвижной фазы

гексана. Двукратное элюирование гексаном также не улучшило разделения. В качестве подвижной фазы кроме гексана использовали ацетонитрил, в котором растворимость липидов существенно меньше, чем в гексане. Однако на оксиде алюминия липиды, как и при других использованных элюентах, в ацетонитриле растягиваются по всему слою сорбента вплоть до зоны УВ. На силикагеле при элюировании смесью гексана с четыреххлористым углеродом липиды и УВ остаются на старте, а при элюировании ацетонитрилом происходит более четкое их отделение от липидов.

При модифицировании поверхности сорбентов возрастает возможность специфического взаимодействия между полярной поверхностью сорбента с полярными и поляризованными группами или участками молекул. На импрегнированных сорбентах возможно также проявление процесса хемоеорбции полярных липидов, который приводит к значительному повышению времени удерживания или необратимой сорбции и омылению липидов, что повышает эффективность отделения их от определяемых УВ. Для импрегнирования силикагеля и оксида алюминия был выбран гидроксид натрия.

Наилучшие результаты были получены при использовании в качестве сорбента - силикагеля, подвижной фазы - ацетонитрила. УВ и липиды разделились на две зоны с четкими границами, имеющие Rf= 0.8 и 0.1. Кроме визуального, полноту разделения липидов и УВ проверяли по наличию полос поглощения различных функциональных групп в инфракрасных спектрах элюатов углеводородной зоны.

В ИК-спектре гексанового экстракта моллюска (С. glaucum) обнаружены полосы поглощения в области v =2800-3100 см присущие симметричным и ассиметричным валентным колебаниям групп -СН, -СН2 и -СН3 и в области v =1550-1750 см характерные для карбонильной группы. В этой же области полоса поглощения при v = 1650 см может также характеризовать присутствующие в липидах и УВ сопряженные группы — СН2=СН2- с другими виниленовыми и карбонильными группами (рисунок 1-1).

Рисунок 1 - ИК-спектр экстракта моллюска (С. glaucum) - (I), элюата после стадии очистки ТСХ -(И) и после двух стадий очистки - (III)

После хроматографирования экстракта в системе: сорбент - силикагель, импрегнированный гидроксидом натрия, подвижная фаза - ацетонитрил, в ИК-спектре элюата УВ-зоны, помимо полос поглощения метальных и метиленовых групп, наблюдалась полоса при V ~ 1740 см интенсивность которой значительно уменьшилась по сравнению с исходной. Однако наличие этой полосы свидетельствует о недостаточной очистке от липидов (рисунок 1 -

И).

Для предварительной очистки экстракта до разделения методом ТСХ использовали оксид алюминия, импрегнированный щелочью. В зависимости от количества и состава липидов дополнительная очистка уменьшила количество липидов в исходной пробе на 90-95 %. Предварительная очистка экстракта в статических условиях на импрегнированном оксиде алюминия и последующее разделение в тонком слое импрегнированного силикагеля позволила полностью отделить УВ от соэкстрагируемых липидов. Это подтверждает спектр элюата в инфракрасной области, который не имеет заметного поглощения при V ~ 1750 см (рисунок 1-Ш).

Удаление липидов из экстракта происходит не только за счет адсорбционных процессов на развитой поверхности сорбента, но и процесса щелочного гидролиза омыляемых липидов на поверхности сорбента. Использование в качестве элюента ацетонитрила также способствует улучшению разделения УВ и липидов за счет их разной растворимости в этом растворителе.

Определение количества выделенных УВ можно проводить по интенсивности поглощения в ИК-области или по интенсивности люминесценции полиаренов, входящих в состав УВ. После двукратной очистки экстракта происходит практически полное отделение УВ от полярных фракций липидов. Однако в зоне УВ находятся не только УВ, полученные извне, но и собственные УВ гидробионтов. Например, в составе УВ, выделенных из С. glaucum, при высоких концентрациях обнаружены полиолефии - С21Н32 (НЕН) и углеводород ряда гопана, которые будут существенно завышать результаты, получаемые методом ИК-спектрофотометрии (рис. 2).

НЕН

Гопал

р г „.

о °

Рисунок 2 -Хроматограмма УВ, выделенных из моллюска С. glaucum

С учетом этих особенностей и в связи с тем, что в составе биогенных УВ люминесцирующие ПАУ практически отсутствуют, для определения УВ предпочтительнее использовать метод флуоресцентной спектрофотометрии. В качестве стандарта для градуировки флуориметра использовали УВ, выделенные из льяльной воды, которая является наиболее распространенным источником нефтяного загрязнения водных объектов. Интенсивность люминесценции этих УВ занимает промежуточное положение между наиболее различающихся по этому показателю УВ, что уменьшает ошибку за счет несоответствия состава стандарта составу определяемых веществ (рис. 3).

Рисунок 3 -Зависимость

интенсивности люминесценции от концентрации УВ, выделенных из различных нефтяных образцов

— **--Маэут "-■•--Сэрат.нефгъ *

-Льяльн.воды — ■ •

С.мг/мл

* Гроэм.мефгь--У--■Диз.толливо

На основании проведенных исследований разработана схема определения УВ в гидробионтах, включающая следующие стадии анализа (рис. 4):

Ои|»щец г||Д1>обц|>|1Тов

^Гомогенизация

Экстракция

> {.

|г

При содержит^ лишвдов п приОг менее 1% {!

■я СД1Ц |'

Предварительно« отделение липидов № статически! условиях с

использованием Л1203 амнистированного Р>Ы)Н

Разделение УВ п лппидов

методом ТС'Х ■(сорбент — енликягель. нмирегмнровлиныи N»011; .»иднпжная ф^ии^аиетоишцнл). ,

Рисунок 4 - Схема анализа

гидробионтов на содержание УВ

•I

Измерение ннтенсныюсгм

лючтксценщш при Кы-ПОимЛ^-Ша»

Методика выполнения измерений массовой доли УВ в пробах гидробионтов пресных и морских водных объектов люминесцентным методом зарегистрирована в Федеральном реестре методик выполнения измерений, применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора, под шифром ФР 1.31.2009.06562.

Оценка накопления углеводородов моллюсками Азовского моря

Исследования по уровню накопления УВ в моллюсках Азовского моря и нефтяного загрязнения среды их обитания выполнены по материалам, собранным в Азовском море во время экспедиций комплексного экологического мониторинга, которые проводились с 2004 по 2009 гг. в различные вегетационные периоды (весной, летом и осенью). Наблюдения проводили на 76 стандартных станциях (рис. 5).

Содержание токсикантов определяли в мягкой ткани М. ИпеаШя, С. glaucum и М. ^аНоргомгпстИх, створках их раковин, а также интегральных пробах. Было проанализировано более 270 проб моллюсков, выполнено 1200 элементоопределений.

Содержание УВ в интегральных пробах наиболее часто встречающихся в Азовском море моллюсков менялось в пределах - от <3 до 33 мг/кг сырой массы (табл. 1). Наиболее высокие концентрации УВ обнаружены в пробах М. Нпеа/ш- и С. %1аисит.

Рисунок 5 -Карта-схема стандартных станций

комплексного экологического мониторинга в Азовском море

5 0 Г 0 9 10 II I: О Н 15 -ь II 10 13» 21 22 2) 24 20 27 20 29.30 31 32 33 34 35 X! 37 30 39 40 41 42 43 44 '5 46 4 7 48 49 5С 51 52 53 •Л 55 ¡6

Таблица 1 - Концентрации УВ в интегральных пробах моллюсков, мг/кг сырой массы_____

Год \iylHasier Цпеа/ия МуН/ия %а11оргоУ1ПС1аИх Сегш1ос1егта glaucum

Диапазон Средняя Диапазон Средняя Диапазон Средняя

2004 9-10 10 10-12 11 — —

2005 <3-14 8 <3-11 5 <3-23 9

2006 11-18 15 9-19 13 12-33 22

2007 <3-21 5 9-11 10 <3-7 5

2008 <3-24 9 <3-19 И <3-9 5

2009 <3-24 15 10-18 15 6-7 7

Сезонная динамика накопления УВ в гидробионтах характеризовалась более высокими значениями в весенний - наиболее холодный период, в этот период увеличивается содержание липидов в организме моллюсков, что приводит к увеличению накопления гидрофобных загрязнителей, к которым относятся УВ всех классов (табл. 2). При этом со снижением температуры уменьшается и интенсивность биологической и химической деградации УВ.

Таблица 2 - Концентрации УВ в интегральных пробах моллюсков в различные сезоны 2004-2009 гг., мг/кг сырой массы__

Вид моллюсков Весна Лето Осень

Диапазон Средняя Диапазон Средняя Диапазон Средняя

М. ИпеаШ.ч <3-24 10 <3- 18 8 <3- 10 4

М. ^а11орго\''тс'ши.ч <3-19 10 <3-11 6 <3- 10 7

С. glaucшn <3-33 15 <3-9 6 <3-5 4

В мягкой ткани С. glaucum и М^аНоргохчпа'аНя, отобранных в 20072009 гг., степень накопления УВ в среднем была выше в 1.5-2.5 раза, чем в створках раковин (табл. 3).

Таблица 3 - Концентрации УВ в мягкой ткани и створках моллюсков, мг/кг сырой массы_____

Год Сега$1ос1егта ^¡аисит МуШш galloprovinciaIis

Мягкая ткань Створки раковин Мягкая ткань Створки раковин

Диапазон Средняя Диапазон Средняя Диапазон Средняя Диапазон Средняя

2007 <3-17 6 <3-7 3 3-14 8 <3-7 5

2008 <3-21 9 <3-12 6 <3-23 13 <3-14 8

2009 7-35 19 <3-11 7 10-26 20 <3-14 8

В составе УВ, обнаруженных в исследованных моллюсках, были идентифицированы полициклические ароматические углеводороды (ПАУ): флуорен, фенантрен, антрацен, флуорантен, пирен, трифенилен, хризен, бенз(Ь)флуорантен, бенз(к)флуорантен бенз(е)пирен, бенз(а)пирен,

дибенз(а,Ь)антрацен, бенз^,Ь,Оперилен, суммарные концентрации которых менялись в диапазоне - от <0.01 до 8.4 нг/г сырой массы.

Среди идентифицированных ПАУ в более высоких концентрациях, как правило, обнаруживались фенантрен и флуорантен. Массовые доли каждого из них в общем содержании ПАУ составляли более 30%. По частоте встречаемости в исследуемых моллюсках среди идентифицированных ПАУ преобладали флуорантен, хризен, фенантрен и пирен. Хризен был обнаружен в 83.6%, флуорантен - в 82.2 %, фенантрен - в 80.8 %, бенз(Ь)флуорантен в 46.6 % и пирен - в 43.8 % проанализированных проб.

Исследование зависимости накопления УВ в моллюсках от уровня нефтяного загрязнения среды их обитания

Накопление углеводородов в моллюсках от содержания нефтепродуктов в среде их обитания (выборки составили 40-50 измерений) оценивали по коэффициентам ранговой корреляции Спирмена (табл. 4). Наибольший статистически достоверный коэффициент отмечен для интегральных проб Сегах1ос!егта ¡¡¿(лисит.

Таблица 4 - Корреляционная связь между накоплением УВ в моллюсках и содержанием НП в донных отложениях и придонном слое воды_

Вид Вид пробы Коэффициент корреляции г5

Донные отложения/ моллюски Придонный слой воды/ моллюски

МуШм'1ег Ипесйих Интегральная -0.20 -0.04

МуШи.ч galloprovincialis Интегральная 0.13 0.23

Мягкая ткань 0.05 0.27

Створки 0.48 0.25

СегахЮсИегта ¿1аисит Интегральная 0.50 0.10

Мягкая ткань -0.39 0.22

Створки -0.29 0.30

Отсутствие четкой корреляции в моллюсках может быть связано с особенностью их питания, выражающейся в образовании псевдофекапий и процессами биоконцентрирования вторичного загрязнения. При условии одинаковой степени загрязненности донных отложений все эти физиологические особенности моллюсков дифференцируют количество поллютантов, поступающих в их организм. Слабая корреляционная связь между накоплением УВ в моллюсках и содержанием НП в донных отложениях может быть также обусловлена и незначительной десорбцией НП в придонный слой воды, фильтруемый бентосными организмами.

Поскольку двустворчатые моллюски обитают на разных субстратах, был проведен расчет корреляционной зависимости с учетом гранулометрического состава донных отложений (табл. 5).

Таблица 5 — Корреляционная связь между концентрациями УВ в моллюсках и содержанием НП в донных отложениях различного гранулометрического состава

Вид моллюсков Тип пробы Тип донных отложений Коэффициент корреляции г5

\iytilus galloprovincialis интегральная песчано-ракушечный 0.39

илы алеврито-пелитовые -0.50

мягкая ткань песчано-ракушечный 0.01

илы алеврито-пелитовые 0.30

Сегая1ос1егта glaucum интегральная песчано-ракушечный 0.39

илы алеврито-пелитовые 0.32

мягкая ткань песчано-ракушечный 0.45

илы алеврито-пелитовые -0.51

\iyli\aster Ппеа1их интегральная песчано-ракушечный -0.20

илы алеврито-пелитовые -0.12

При дифференциации полученных данных с учетом типа грунта коэффициенты корреляции также остались на низком уровне. Наибольшие статистически достоверные коэффициенты корреляции (-0.51 и 0.45) получены для мягкой ткани С. glaucllm, отобранных на алеврито-пелитовых илах и песчано-ракушечных донных отложениях.

В связи с многочисленностью факторов, влияющих в натурных условиях на накопление и выведение УВ моллюсками (фаза репродуктивного цикла, температура, перемещение донных осадков и т.д.), для выяснения причин отсутствия корреляции между накоплением УВ в тканях моллюсков и содержанием НП в донных отложениях, нами проводились экспериментальные исследования, включающие изучение динамики изменения состава нефтяного загрязнения в системе вода - донные отложения и степени накопления УВ в тканях моллюсков, находящихся в контакте с донными отложениями различной степени загрязненности.

Содержание нефтяных компонентов в донных отложениях может быть выше, чем в воде в сотни, тысячи и даже десятки тысяч раз. Поэтому на границе раздела водной толщи и осадков происходят наиболее интенсивные процессы накопления компонентов нефти в бентосных организмах и донных видах рыб, их превращения и разложения, которые, в конечном счете, определяют биологические последствия нефтяного загрязнения моря. Информация о влиянии нефтяного загрязнения донных осадков на бентосную и бентосоядную фауну весьма ограничена, в отличие от изучения влияния на них водорастворимых фракций нефти.

Изучение трансформации первоначального состава нефтяного загрязнения в системе вода — донные отложения проводилось на образце сырой нефти из перевалочной базы «Шесхарис», расположенной в Новороссийской бухте. Нефть вносили в донные отложения различного гранулометрического состава: ил; песок; смесь песка и ракуши (80:20); смесь

песка, ракуши и ила (40:40:20). В зависимости от типа донных осадков, концентрации нефти, вносимые в донные отложения, составляли 0.2, 0.5, 0.8, 1.0 и 5.0 г/кг соответственно. Такие концентрации характерны для уровня нефтяного загрязнения донных отложений Азовского моря. В качестве контрольного образца использовались донные отложения, содержащие 0.03 г/кг, что соответствует минимальному количеству НП, обнаруживаемому в осадках моря. Загрязненный грунт помещали в аквариумы вместимостью 20 л и 100 л и запивали морской водой. Через различные промежутки времени (3 часа, 3 суток, 7 суток, 14 суток) отбирали пробы воды и донных отложений, в которых определяли качественный и количественный состав присутствующих в них НП. Оценивали также количество НП, которое сорбировалось на стенках аквариумов в вышеуказанные промежутки времени. Содержание НП, растворенных в воде и сорбированных на стенках аквариумов, постепенно увеличивалось с 0.5 до 2.4 % (в аквариумах с илами) от общего суммарного содержания и с 0.3 до 5.7 % (в аквариумах с песком). Основная масса нефти через 14 суток после начала эксперимента оставалась в сорбированном донными отложениями состоянии (94.3-97.6 %).

Изменение качественного состава НП в процессе миграции сказывалось на соотношениях отдельных групповых компонентов - парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, смол и асфальтенов, а также индивидуальных соединений этих групп. Независимо от типа осадков в воде с течением времени отмечено незначительное изменение соотношения между углеводородной фракцией и смолистыми веществами в сторону уменьшения смолистых веществ, в донных отложениях, напротив, наблюдалось увеличение доли смолистых веществ. Отмеченная тенденция может быть связана не только с процессами их деградации, но и с их накоплением в верхнем анализируемом слое осадков илистой фракции в процессе взмучивания и последующего осаждения.

Динамику изменения соотношения между парафино-нафтеновыми, ароматическими (включая одно- и двухядерные) и полициклическими (трехядерные и выше) ароматическими углеводородами оценивали по оптическим характеристикам - поглощению в инфракрасной (Е) и ультрафиолетовой (D) областях спектра и интенсивности люминесценции (I). Показатели D/E, I/E и I/D характеризуют соотношения ароматических и парафино-нафтеновых углеводородов - D/E, полициклических ароматических и парафино-нафтеновых углеводородов - I/E, полициклических ароматических и ароматических углеводородов - I/D (табл. 6). Изменения значений D/E, I/E и 1/D, полученных на разных этапах эксперимента, показали уменьшение к концу опыта доли ароматических, в том числе полициклических, углеводородов по сравнению с парафино-нафтеновыми углеводородами. При этом в ароматической фракции более высокая устойчивость отмечена для полициклических углеводородов независимо от типа грунта (отношение I/D с течением времени увеличилось). Полученные данные свидетельствуют о том, что во время эксперимента трансформация компонентов нефти,

сорбированных донными отложениями, происходила в результате как химического, так и биологического окисления. При этом интенсивность процессов химического окисления была выше, так как доля ароматических углеводородов, обладающих более высокой реакционной способностью по сравнению с парафиновыми углеводородами, к концу опыта уменьшилась. Отсутствие накопления ароматических углеводородов, которое обычно наблюдается в природных условиях, в проведенных экспериментах может быть обусловлено несколькими факторами: кратковременностью опытов (14 дней), недостатком нефтеокисляющей микрофлоры и интенсивными процессами автоокисления. Суммарное же содержание ПАУ в ароматической фракции, к концу эксперимента увеличилось: в опытах с илом в 1.9 раза, в опытах с песком - в 2.8 раза (табл. 6).

Таблица 6 — Изменение оптических характеристик углеводородов в донных

Время отбора проб Ил Песок

О/Е 1Я) 1/Е О/Е Ю 1/Е

3 часа 9.6 1.1хЮ2 П.ОхЮ2 2.9 2.1 х 10г 12.0x102

3-й сутки 7.7 1.2х 102 9.7* 102 2.4 4.0x10^ 9.6хЮ2

7-е сутки 4.5 1.5Х102 8.7х 102 1.9 4.1 хЮ2 4.5* 102

14-е сутки 4.2 2.1х Ю2 б.ЗхЮ2 0.8 5.9х102 4.0хЮ2

В составе алифатических углеводородов за время проведения экспериментов обнаружены следующие изменения: доля парафиновых углеводородов С15-Сг4 к концу эксперимента уменьшилась, а С25-С34, напротив, увеличилась; содержание разветвленных н-алканов, нафтеновых и ароматических углеводородов к концу опыта увеличилось; содержание неразделенных соединений («горб» на хроматограмме), представленных конденсированными гетероциклическими соединениями за время эксперимента практически не изменилось.

Таким образом, распределение нефти и нефтепродуктов по различным формам миграции в момент поступления и с течением времени сопровождается существенным изменением их исходного химического состава.

Исследования по степени накопления и выведения нефтяных компонентов двустворчатыми моллюсками проводились в условиях экспериментально воссозданного современного уровня загрязнения Азовского моря.

Объектом исследования служили двустворчатые моллюски Му/Иш galloprovincialis, которые активно участвуют в процессе фильтрации придонной воды и контактируют с загрязненным грунтом. В эксперименте использовали донные отложения, содержащие главным образом тяжелые фракции глубоко трансформированных углеводородов в концентрациях 0.5 г/кг и 1.0 г/кг сухой массы. В качестве контроля использовались донные

отложения, содержащие 0.03 г/кг. При этом гранулометрический состав используемых в эксперименте осадков относился к одному типу и был представлен ракушей, песком и илом (40:40:20). Эксперимент проводили в течение 5 суток. Концентрации НП в воде, отобранной из разных аквариумов, к концу эксперимента уменьшились. Уменьшение концентраций НП связано с осаждением взвешенных мелкодисперсных частиц, действием нефтеокисляющих бактерий, процессами автоокисления, однако основную роль в очищении воды сыграли помещенные в аквариумы мидии. Физиологические особенности мидий таковы, что в процессе фильтрации мидии не пропускают через пищеварительную систему крупные минеральные и другие частицы (в частности, взвешенные в толще воды донные отложения), а, обволакивая, тут же сбрасывают их в виде псевдофекалий, тогда как почти все мелкодисперсные и растворимые компоненты проходят «переработку» в организме. Также мидии поступают и с избытком корма. В течение эксперимента вокруг мидий появлялись «кучки» взвешенных частиц, которые мидии отфильтровывали при всасывании воды.

Максимальное накопление УВ (парафиновых, нафтеновых, ароматических) в мягкой ткани мидий было отмечено на третьи сутки эксперимента. К концу эксперимента концентрации суммы УВ в мидиях или остались на уровне, обнаруженном на 3-й сутки, или уменьшились (рис. 6).

В течение всего эксперимента в тканях мидий отмечено постоянное увеличение суммарного содержания индивидуальных ПАУ (рис. 7).

у, Рисунок б - Накопление ? УВ в мягкой ткани М. ^а\]орго\ппс1аУ^ в

аквариумах с донными отложениями различной степени загрязненности: 1 - контроль (0.03 г/кг), 2-0.50 г/кг;

3 - 1.00 г/кг сухой массы

18 I Г, 14 12 10 8

лц Рисунок 7 - Накопление ПАУ

(нг/г сырой массы) в мягкой ткани мидий, находящихся в аквариумах с донными

г.

отложениями, содержащими НП в концентрации 1.0 г/кг сухой массы

сутки

Проводились также исследования степени накопления углеводородов в тканях гидробионтов с более загрязненными донными отложениями (до 5 г/кг) и в более длительной экспозиции - 21 сутки. Высокий уровень загрязнения моделировался внесением в донные отложения свежего мазута. В качестве объекта исследований, как и в 5-суточном эксперименте, использовались двустворчатые моллюски М. ^аНоргоч'тс'шИя длиной 3-4 см, выращенных на коллекторах в условно чистом районе вблизи м. Б. Утриш. В каждом аквариуме экспонировалось по 14 мидий, помещенных на твердый субстрат. В течение эксперимента изменение концентраций НП в донных отложениях не имело четкой направленности. В воде, в отличие от донных осадков, на протяжении всей экспозиции отмечено постепенное уменьшение концентраций УВ. При этом в эксперименте с наиболее загрязненными донными отложениями отмечено и более резкое снижение концентраций УВ в воде. В контрольном аквариуме концентрация УВ в воде за время эксперимента практически не изменилась.

Уменьшение концентраций УВ в воде аквариумов может быть связано, как с очищающей ролью мидий, так и с осаждением взвешенных мелкодисперсных коллоидных частиц, которые вследствие высокой сорбционной способности содержат большие количества УВ. Осаждение взвеси подтверждается увеличением концентраций УВ в створках моллюсков, связанного с физической адсорбцией мелкодисперсных частиц створками раковин М. ga¡loprovinc¡alis в течение эксперимента.

В опытах с донными отложениями, содержащими более низкие концентрации НП (0.03 и 0.60 г/кг), максимальное содержание УВ в мидиях отмечено на 7-и сутки и в течение дальнейшей экспозиции содержание УВ изменялось незначительно. В аквариумах с более высоким содержанием нефтепродуктов накопление УВ в моллюсках имело волнообразный характер (рис. 8).

Рисунок 8 — Накопление УВ в мягкой ткани М^а11оргоу1пс1аПх в аквариумах с

донными отложениями различной степени загрязненности: (1)-контроль (0.03 г/кг); (2)-0.6 г/кг; (3)-2.5 г/кг; (4)-5.0 г/кг сухой массы

Особенность накопления УВ в мягкой ткани моллюсков связана с тем, что, захватывая минеральные и органические частицы, находящиеся во взвешенном состоянии или перешедшие в осадок, моллюски током воды транспортируют их в мантийную полость, где и происходит сортировка преимущественно по размерности частиц, а не по пищевой ценности.

Высокое накопление УВ в моллюсках, помещенных в аквариумы с наиболее загрязненными донными отложениями (2.5 и 5.0 г/кг сухого грунта), может быть обусловлено тем, что в пищеварительный тракт моллюсков попала также пелитовая часть ила с адсорбированными нефтяными компонентами.

В отличие от сложной динамики накопления УВ в мидиях независимо от длительности эксперимента, накопление ПАУ было постоянным в течение всей экспозиции (рис. 9).

Рисунок 9 - Накопление ПАУ (нг/г) в мягкой ткани мидий, находящихся в аквариумах с донными отложениями

различной степени

загрязненности

I 0.6 I /кг □ 5.(1 г/кг

Сложный характер динамики накопления УВ в моллюсках может быть связан с тем, что в стрессовых ситуациях (в данном случае высокое загрязнение) на фоне низкой фильтрационной активности происходит периодическая мобилизация адаптационных сил организма. Это приводит к кратковременному ускорению физиологических процессов очистки организма и сбросу в виде фекалий и псевдофекалий, попавших в организм аккумулированных токсикантов. Этот фактор может являться одной из причин отсутствия корреляции между степенью накопления УВ в тканях моллюсков и содержанием нефтепродуктов в донных отложениях, обнаруженное во время натурных наблюдений и экспериментов в лабораторных условиях. Поэтому использование двустворчатых моллюсков в качестве тест-объектов при мониторинге нефтяного загрязнения водных объектов только по накоплению токсикантов может привести к ошибочным выводам. В то же время можно предположить, что степень накопления ПАУ в моллюсках может быть использована в качестве критерия при оценке загрязнения водных объектов полиаренами, но это требует дальнейшего изучения. Вероятно, более результативным будет интегрированный подход, основанный на одновременном определении аккумулированных токсикантов и биохимических параметров исследуемых гидробионтов.

выводы

1. Разработана методика определения суммарного содержания углеводородов в гидробионтах, включающая две стадии очистки экстракта на оксиде алюминия и силикагеле, импрегнированных гидроксидом натрия, обеспечивающих эффективное удаление липидных фракций и определение УВ. Показано, что с учетом специфики анализируемого объекта, наиболее достоверные результаты получены при детектировании аналитического сигнала по интенсивности люминесценции.

2. Проведена метрологическая аттестация разработанной методики. Погрешность определения У В в диапазоне от 3 до 10 мг/кг составляет 42 %, свыше 10 до 38 мг/кг - 20 %, свыше 38 до 100 мг/кг сырой массы - 14 %. Методика зарегистрирована в Федеральном реестре методик выполнения измерений, применяемых в сфере распространения государственного метрологического контроля и надзора, под шифром ФР. 1.31.2009.06562.

3. Изучено накопление углеводородов различных классов в двустворчатых моллюсках Азовского моря и среде их обитания, отобранных в различные сезоны 2004-2009 гг., установлено, что уровень накопления менялся в пределах 3-35 мг/кг и не зависел от вида моллюсков, при этом содержание УВ в мягкой ткани исследованных моллюсков было в 2-3 раза выше, чем в створках раковин. Степень накопления УВ в моллюсках характеризуется более высокими значениями в весенний период.

4. В исследованных образцах моллюсков идентифицированы ПАУ, преимущественно фенантрен и флуорантен, массовые доли которых составляли от общего содержания полиароматических углеводородов более 60%. По частоте встречаемости в исследуемых моллюсках преобладали хризен, флуорантен, фенантрен, которые были обнаружены в более 80 % проанализированных проб. Суммарные концентрации индивидуальных ПАУ находились в диапазоне <0.01-8.4 нг/г сырой массы.

5. Проведены исследования зависимости степени накопления УВ в образцах моллюсков Азовского моря от их содержания в донных отложениях и придонном горизонте водной толщи. Отмечены низкие коэффициенты корреляции, не наблюдается зависимости между накоплением УВ в моллюсках и уровнем загрязненности различных типов донных осадков. Наиболее статистически достоверные коэффициенты корреляции получены для мягких тканей С. glaucum, отобранных на песчано-ракушечных грунтах и апеврито-пелитовых илах, соответственно 0.45 и 0.51.

6. Исследования по степени трансформации состава нефтяных компонентов в системе вода - донные отложения показали, что независимо от типа осадков в воде с течением времени отмечено незначительное изменение соотношения между углеводородной фракцией и смолистыми веществами в сторону уменьшения последних. В донных отложениях, наблюдается увеличение доли смолистых веществ. Отмеченная тенденция может быть связана не только с процессами деградации УВ, но и с накоплением их в верхнем анализируемом слое осадков илистой фракции в процессе взмучивания и последующего осаждения.

7. Уровни накопления УВ в тканях М galloprovincialis, находящихся в контакте с донными отложениями различной степени загрязненности (от 0.5 до 5.0 г/кг сухой массы), определялись динамикой накопления и последующего выведения УВ, которая не имела четкой направленности.

Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Павленко Л.Ф., Кленкин A.A., Анохина Н.С., Скрыпник Г.В., Ларин A.A. Новый подход к определению нефтяных углеводородов в биологических образцах / Тез. докл. XVIII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии: М.: Граница, 2007.-т. 4.-С. 196.

2. Ларин A.A. Влияние нефтяного загрязнения на биохимические показатели Mytilus Galloprovicialis // Мат-лы межд. научн. конф. - Саранск: Изд-во МГУ, 2007. - С. 100-101.

3. Ларин A.A. Накопление нефтяных углеводородов в бентосе Азовского моря / Тезисы V Международной научно-практической конференции молодых ученых по проблемам водных экосистем «Pontus Euxinus - 2007» (24-27 сентября 2007 г.) - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2007. - С. 49-50.

4. Кленкин A.A., Скрыпник Г.В., Ларин A.A. Подготовка проб воды и донных отложений для определения следовых количеств полициклических ароматических углеводородов / Тез. докл. II Всерос. конф. по аналит. химии с международным участием. - Краснодар, октябрь 2007 г.- С. 349.

5. Павленко Л.Ф., Корпакова И.Г., Скрыпник Г.В., Ларин A.A. Характеристика загрязнения акваторий Керченского пролива и прилежащих участков Азовского и Черного морей / В кн. «Керченская авария: последствия для водных экосистем». - Ростов н/Д: ФГУП АзНИИРХ, 2008. - С. 58-105.

6. Ларин A.A., Павленко Л.Ф., Корпакова И.Г. Накопление загрязняющих веществ в моллюсках из юго-восточного района Азовского моря. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - М., 2009. - №1 - С. 45-48.

7. Ларин A.A., Анохина Н.С. Зависимость накопления нефтяных компонентов в моллюсках от загрязненности среды их обитания / Тезисы VI Международной научно-практической конференции молодых ученых по проблемам водных экосистем «Pontus Euxinus - 2009» (21-24 сентября 2009 г.) - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2009. - С. 66-67.

8. Ларин A.A., Павленко Л.Ф., Корпакова И.Г., Темердашев З.А. Определение «углеводородного индекса» в биологических пробах методом тонкослойной хроматографии и инфракрасной и люминесцентной спектроскопии // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - М., 2009,-№7-С. 58-61

9. Ларин A.A., Корпакова И.Г. К вопросу о возможности использования моллюсков в качестве тест-объектов при мониторинге нефтяного загрязнения // VII Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «ЭКОАНАЛИТИКА - 2009», Йошкар-Ола, 21-27 июня 2009. - С. 127.

10. МВИ массовой доли нефтяных углеводородов в пробах гидробионтов пресных и морских водных объектах. Люминесцентный метод. ФР.1.31.2009.06562

Подписано в печать 19.05.2010. Формат 60*84W(i. Печать трафаретная. Бумага тип. № 1. Гарнитура «Тайме». Уч. печ. л. 1,24. Тираж 100 экз. Заказ № 9377.

Тираж изготовлен с оригинал-макета заказчика в типографии ООО «Просвещение-Юг» 350059, г. Краснодар, ул. Селезнева, 2. Тел./факс: 239-68-3 (.

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Ларин, Андрей Александрович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 Современные представления о методах определения углеводородов в биологических пробах и уровнях их накопления в морских гидробионтах.

ГЛАВА 2 Проблемы определения углеводородов в биологических объектах

2.1 Состав нефти и нефтепродуктов.

2.2 Трансформация компонентного состава нефти и нефтепродуктов.

2.3 Оптические свойства компонентов нефти и нефтепродуктов.

2.4 Характеристика липидной фракции гидробионтов.

2.5 Влияние липидов при определении углеводородов в гидробионтах.

ГЛАВА 3 Оптимизация условий анализа гидробионтов для оценки накопления углеводородов.

3.1 Выделение УВ из биологических проб

3.2 Очистка экстрактов УВ от мешающих веществ.

3.3 Количественное определение УВ в гидробионтах.

3.4 Метрологическое обеспечение измерений массовой доли углеводородов в гидробионтах.

ГЛАВА 4 Оценка накопления углеводородов в двустворчатых моллюсках

Азовского моря.

4.1 Материалы исследований.

4.2 Накопление УВ и ПАУ различными видами моллюсков Азовского моря в период 2004-2009 гг.

4.3 Взаимосвязь накопления УВ в моллюсках и уровня нефтяного загрязнения среды их обитания.

ГЛАВА 5 Экспериментальные исследования зависимости степени накопления и выведения углеводородов двустворчатыми моллюсками от уровня нефтяного загрязнения донных отложений.

5.1 Изменение состава нефтяных компонентов в воде и донных отложениях.

5.2 Исследование зависимости степени накопления и выведения УВ двустворчатыми моллюсками.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Особенности определения и оценка накопления углеводородов в гидробионтах Азовского моря"

В настоящее время, по сравнению с естественными геохимическими процессами перераспределения различных классов химических соединений, влияние антропогенного фактора приобретает доминирующий характер. Элементы практически всех водных экосистем Земли в большей или меньшей степени подвержены негативному действию ксенобиотиков, которое в первую очередь сказывается на водных биологических ресурсах.

Основные источники, потоки и повышенные уровни загрязнения сосредоточены именно в тех зонах, где локализуется жизнь в гидросфере и отмечаются наиболее высокие значения численности и биомассы водных организмов. Это, прежде всего, морские прибрежные и шельфовые районы, эстуарии, поверхности раздела фаз вода - атмосфера, вода - дно.

Считается, что глобальное загрязнение привело к снижению естественной продуктивности водных экосистем, в том числе промысловых гидробионтов по самым скромным оценкам не менее чем на 10 % в Мировом океане и не менее чем на 30% - во внутренних водоемах [1].

В соответствии с такими оценками снижение рыбопродуктивности Азовского моря от химического загрязнения может составлять 20-40 %, так как по степени загрязнения оно значительно превосходит все другие морские водоемы страны [2 - 4]. Это обусловлено главным образом огромной для столь малого водоема площадью водосбора, составляющей 570 тыс. км2, в 15 раз превосходящей площадь моря (38

-у тыс. км"), большим объемом водного стока, составляющим ежегодно 1/8 - 1/10 часть объема моря. Поэтому экосистема Азовского моря намного быстрее и интенсивнее, чем экосистемы других морей, реагирует на изменения экологической ситуации на площади водосбора и колебания антропогенных нагрузок на водные объекты бассейна, составляющие сложную разветвленную гидрографическую сеть.

В литературе имеется множество данных, свидетельствующих о различных нарушениях физиологического состояния гидробионтов, патологических деформациях регенеративной функции, иммунной системы и генетического аппарата гидробионтов под действием поллютантов [5-8].

Существенным дополнением им служат результаты химико-биологических, токсикологических исследований, проводившихся в случаях массовой гибели гидробионтов при залповых сбросах больших количеств техногенных токсикантов. Однако потери биоресурсов при залповых загрязнениях, какими бы впечатляющими они ни казались, несопоставимо малы, по сравнению с потерями, вызываемыми хроническим воздействием антропогенных ксенобиотиков, накапливаемых в жизненно важных органах рыб. По масштабам воздействия на количественные показатели состояния промысловой ихтиофауны химическое загрязнение можно сравнивать только с такими мощными факторами, как радикальные нарушения естественного воспроизводства и браконьерство. По влиянию же на качественные показатели её состояния химическое загрязнение значительно превосходит все остальные антропогенные факторы.

К числу приоритетных загрязняющих веществ (ЗВ) по критериям экологической опасности (токсичности, генотоксичности, канцерогенности и распространенности, частоте встречаемости), обнаруженных в воде и донных отложениях Азовского моря, относятся нефтепродукты (НП), хлорорганические пестициды (ХОП), соединения ряда металлов, в значительно меньшей мере - фенолы, синтетические поверхностно-активные соединения и другие вещества.

Наиболее распространенным видом антропогенного воздействия на биоресурсы моря и экосистему в целом является нефтяное загрязнение. Присутствие в море нефтепродуктов в концентрациях, превышающих предельно допустимую норму, и накопление в донных отложениях тяжелых нефтяных фракций, обладающих канцерогенной, мутагенной и тератогенной активностью и обусловливающих долговременное воздействие нефтяного загрязнения, свидетельствует о том, что экосистема моря испытывает хроническую нагрузку от данного вида антропогенного воздействия [9].

С эколого-токсикологических позиций нефть и нефтепродукты рассматриваются как групповой токсикант неспецифического действия [10]. Компоненты нефти и нефтепродуктов активно воздействуют в той или иной мере на все группы живых организмов в морской среде, вызывая изменение в структуре сообществ, уменьшение биомассы и продукции. В итоге нарушается созданное природой равновесие, определенный баланс различных организмов, что приводит к общему обеднению ресурсов Мирового океана.

Независимо от характера (временное или постоянное) загрязнение среды морских водоемов оказывает неизбежное влияние на донные биоценозы. Известно большое количество работ, описывающих токсическое действие на различные гидробионты углеводородов (УВ) нефти, распределенных в водной толще [11, 12]. Однако остается невыясненным влияние сорбированных донными отложениями углеводородов на формирование и развитие донных сообществ. Следует отметить, что до недавнего времени донным отложениям уделялось значительно меньше внимания, чем водной среде. В то же время донные отложения являются более информативным объектом исследований, чем вода, так как химический состав донных отложений несет информацию в течение более длительного периода времени, чем водная среда.

Донные отложения являются местом обитания бентосных организмов, которые относятся к важнейшим компонентам водной экосистемы, участвующим в круговороте веществ и самоочищении водоема.

За счет высокой фильтрационной активности и обитания в донных осадках, бентосные организмы обладают повышенной способностью к накоплению токсикантов. Ряд авторов отмечают положительную корреляцию между содержанием УВ в бентосных организмах и местах их обитания - донных осадках. Поэтому довольно часто предлагается использовать различные виды бентосных организмов (в частности двустворчатые моллюски) в качестве тест-объектов при мониторинге загрязнения морской среды [13 - 18].

Установление количественных зависимостей между загрязнением среды обитания гидробионтов, поступлением в море различных поллютаитов и потерями биоресурсов является одной из наиболее актуальных задач рыбохозяйственной науки. Решение ее непосредственно зависит от того, насколько полно и точно получаемая информация о распространении и динамике состава поллютантов в основных элементах экосистемы отражает ее реальное состояние.

В литературе сведений о степени накопления нефтяных компонентов (НК) в бентосных организмах очень мало, а данные по корреляции между уровнем накопления в моллюсках и уровнем загрязнения среды их обитания практически отсутствуют. В то же время при проведении эколого-рыбохозяйственного мониторинга такие сведения представляют не только научный, но и практический интерес.

Обращает на себя внимание тот факт, что практически отсутствуют работы, посвященные разработке сближенных методик определения УВ одновременно во всех элементах водных экосистем - воде, донных отложениях и гидробионтах. Разные методы анализа имеют неодинаковую чувствительность и специфичность к определяемым веществам. При анализе воды, донных отложений и гидробионтов сложного состава несоответствие результатов, получаемых разными методами, становится более ощутимым. В этой связи выбор одного метода измерения концентраций УВ во всех элементах водных экосистем является актуальной задачей.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработать методику определения углеводородов в гидробионтах;

- изучить взаимосвязь содержания углеводородов в двустворчатых, моллюсках от уровня загрязненности среды их обитания;

- провести моделирование, динамики накопления- углеводородов различных классов в двустворчатых моллюсках.

Научная новизна.

В результате анализа результатов наблюдений, проведенных в 2004-2009 гг., исследована зависимость степени накопления УВ в двустворчатых моллюсках Азовского моря от уровня нефтяного загрязнения среды их обитания.

Личный вклад автора: непосредственное участие автора в 15 морских экспедициях, лабораторных экспериментах, обработке и анализе собранного материала. По результатам исследований автором написаны научно-исследовательские отчеты и статьи, в которых проанализированы полученные данные по уровням накопления УВ в бентосных организмах и среде их обитания. При личном участии автора проведена разработка, усовершенствование и метрологическая аттестация методики определения УВ в гидробионтах.

Практическая значимость.

Положения, выносимые на защиту:

1. Экспериментальные и теоретические материалы по особенностям определения углеводородов в гидробионтах.

4. Материалы по метрологической аттестации методики определения УВ в гидробионтах.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007); II Всероссийской конференции по аналитической химии с международным участием

Краснодар, 2007); VII Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «ЭКОАНАЛИТИКА - 2009» (Йошкар-Ола, 2009); V и VI Международной научно-практической конференции молодых ученых по проблемам водных экосистем «Pontus Euxinus - 2007» и «Pontus Euxinus - 2009» (Севастополь, 2007, 2009).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 132 стр., состоит из введения, пяти глав и выводов, включает 36 рис., 20 табл., список литературы, содержащий 186 источника, в том числе 68 иностранных.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Ларин, Андрей Александрович

выводы

2. Проведена метрологическая аттестация разработанной методики. Погрешность определения УВ в диапазоне от 3 до 10 мг/кг составляет 42 %, свыше 10 до 38 мг/кг - 20 %, свыше 38 до 100 мг/кг сырой массы - 14 %. Методика зарегистрирована в Федеральном реестре методик выполнения измерений, применяемых в сфере распространения государственного метрологического контроля и надзора, под шифром ФР.1.31.2009.06562.

3. Изучено накопление углеводородов различных классов в двустворчатых моллюсках Азовского моря и среде их обитания, отобранных в различные сезоны 2004-2009 гг., установлено, что уровень накопления менялся в пределах 3-35 мг/кг и не зависел от вида моллюсков, при этом содержание УВ в мягкой ткани исследованных моллюсков было в 2-3 раза выше, чем в створках раковин. Степень накопления УВ в хмоллюсках характеризуется более высокими значениями в весенний период.

5. Проведены исследования зависимости степени накопления УВ в образцах моллюсков Азовского моря от их содержания в донных отложениях и придонном горизонте водной толщи. Отмечены низкие коэффициенты корреляции, не наблюдается зависимости между накоплением УВ в моллюсках и уровнем загрязненности различных типов донных осадков. Наиболее статистически достоверные коэффициенты корреляции получены для мягких тканей С. glaucum, отобранных на песчано-ракушечных фунтах и алеврито-пелитовых илах, соответственно 0.45 и 0.51.

7. Уровни накопления У В в тканях М.galloprovincialis, находящихся в контакте с донными отложениями различной степени загрязненности (от 0.5 до 5.0 г/кг сухой массы), определялись динамикой накопления и последующего выведения УВ, которая не имела четкой направленности.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Ларин, Андрей Александрович, Ростов-на-Дону

1. Патин С.А. Влияние загрязнения на биологические ресурсы и продуктивность Мирового океана. М.: Пищепромиздат, 1979. — 305 с.

2. Израэль Ю.А., Дыбань А.В., Панов Г.В., Колобова Т.П., Куликов А.С., Современное состояние прибрежных экосистем морей Российской Федерации // Метеорология и гидрология. 1995. - №9. - С.6-21.

3. Качество морских вод по гидрохимическим показателям. Ежегодник 2002. Коршенко А.Н., Матвейчук И.Г., Плотникова Т.И., Лучков В.П. СПб.: Гидрометеоиздат, 2005. - 127с.

4. Качество морских вод по гидрохимическим показателям. Ежегодник 2004. Коршенко А.Н., Матвейчук И.Г., Плотникова Т.И., Лучков В.П. Кирьянов. М, Метеоагенство Росгидромета, 2006. - 201с.

5. Касимов Р.Ю. Гасанов Т.Ш. Джабаров М.И. Аббасов Р.Ю. Джавадоева Л.А. Исследования влияния нефти на физиолого-биохимические показатели и плодовитость рыб // В сб.: Биологические ресурсы Каспия. Астрахань, 1992. - С. 158-160.

6. Миронов О.Г. Направления и результаты исследования отдела морской санитарной гидробиологии // Экология моря. 1996. - Вып. 45. - С. 85-92.

7. Патин С.А. Экологические проблемы освоения нефтегазовых ресурсов морского шельфа.- М: Изд. ВНИРО, 1997.-349 с.

8. Миронов О.Г. Биологические ресурсы моря и нефтяное загрязнение. М.: Пищепромиздат, 1972,- 105 с.

9. И. Патин С.А. Нефть и экология континентального шельфа. М.: Из-во ВНИРО, 2001.-247с.

10. Курбанова И.К., Исуев А.Р., Габибов М.М. Динамика общего белка молоди рыб при нефтяном загрязнении водной среды // Вестн. ДГУ. 2003. № 1. - С. 61-64.

11. Миронов О.Г., Миловидова Н.Ю., Щекатурина Т. JI. Биологические аспекты нефтяного загрязнения морской среды. Киев: Наукова думка, 1988.- 248с.

12. Farrington J.W., Tripp B.W. International mussel watch // Oceanus. 1993. - Vol. 36, N2. - P.62-66.

13. Кавун В.Я. Микроэлементный состав мягких тканей двустворчатых моллюсков Масота Lukini и М. Calcarea их бухты Кратерной (остров Ушишир, Курильские острова) // Биология моря. 1999. - Т. 25, № 5. - С. 409-412.

14. Щекатурина T.JI. Углеводороды автохтонного и аллохтонного происхождения их преобразование в морских организмах. Автореф. дис. . докт. хим. наук. Ростов-на-Дону, ГХИ.- 1992. 34с.

15. Stegeman J.J., Teal Т.М. Accumulation, release and retention of petroleum hydrocarbons by the oyster Crassostrea virginica// Mar. Biol.-1973. V.22. - P.34-44.

16. Миловидова Н.Ю. Каргополова Н.Н. Щекатурина Т.Л. Об изменении количества липидов у черноморских моллюсков и креветок в условиях хронического нефтяного загрязнения. // Биология моря. Киев, 1977.- Вып. 41. С. 91-95.

17. Алякринская И. О. О поведении и фильтрационной способности черноморской мидии в воде, загрязнённой нефтью // Зоол. журн. 1966. - Т. 45, № 7. - С. 988.

18. Lynda Webster, Marie Russell, Gill Packer, Colin F. Moffat Long term monitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHS) in blue mussels (Mytilus edulis) from a remote Scottish location 11 Polycyclic Aromatic Compounds. 2006. N26. - P. 283-298.

19. Рекомендации по выделению, идентификации и количественному определению углеводородных компонентов нефтяных загрязнений в гидробионтах и в продуктах, вырабатываемых из них / Составлен Писарева Н.А., Головин А.Н., Сизова Н.В. и др. -М.: ВНИРО, 1988, 27с.

20. Ушакова Т.М., Воробьева Л.ILL, Чернышева О.Н., Аксюк И.Н. По А.с. 1337764, СССР, заявл. 06.08.84, опубл. в бюллетене №34, 15.09.1987, вопросы питания №5 1988.

21. Медведев Ф.А., Воробьева Л.Ш., Ушакова Т.М., Чернышева О.Н. Хроматомасс-спектрометрическое определение следовых количеств углеводородов в биологических объектах // ЖАХ. 1991. - Т.46, выпуск 9. - С. 1828-1837.

22. Петров Ю.М., Пшеничная В.А., Трубаевский В.А. Способ определения микроколичеств углеводородов в биологических объектах и природных водах. А.с. 1390561, СССР, заявл. 19.11.86, N 4149678/23-25, опубл. в Б.И., 1988, №15, МКИ 01 №30106.

23. Стандартные методики, используемые в Auke Bay Laboratory, для анализа НУ в природных пробах, разработанные группой геохимических и природных исследований Техасского Университета (1989).

24. Boom Т.Т. The determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in indigenous and transplanted mussels along the dutch coast. // J. Environ. Anal. Chem. 1987. - Vol. 31, N2-4.-P. 251-261.

25. Mason R.P. A comparison of fluorescence and GC for the determination of petroleum hydrocarbons in mussels. // South Africa marine pollution Bulletin. 1987. -Vol.18, N 10.-P.528-533.

26. Merril Heit, Catherine S. Trace element, radionuclide and PAH concentration in unionidal mussels from Northern lake elorge // Science and Technology. 1980. - Vol.14, N 4. p.465-468.

27. SFE plus C18. lipid cleanup method for selective extraction and GC/MS quantitation of polycyclic aromatic hydrocarbons in biological tissues // Anal.Chem. 1998. - Vol. 70, N 15. - P.3242-3248.

28. Smith Kilian E.C., Northcott Grant L., Jones Kevin C. Influence of the extraction methodology on the analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons in pasture vegetation // J. Chromatogr. A. 2006. - Vol. 1116, N 1-2. - P .20-30.

29. Meudec A., Dussauze J., Jourdin M., Deslandes E., Poupart N. Gas chromatographic-mass spectrometric method for polycyclic aromatic hydrocarbon analysis in plant biota // J. Chromatogr. A. 2006. - Vol. 1108, N 2. - P.240-247.

30. Репа Т., Pensado L., Casais C., Mejuto C., Phan-Tan-Luu R., Cela R. Optimization of a microwave-assisted extraction method for the analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons from fish samples // J. Chromatogr. A. 2006. - Vol. 1121, N 2. - P.l63-169.

31. Fuoco R., Giannarelli S., Onor M., Ceccarini A., Carli V. Optimized cleanup methods of organic extracts for the determination of organic pollutants in biological samples // Microchem. J. 2005. - Vol. 79, N 1-2. - C. 69-76.

32. Monteduro R.A., Pellizzato F., Sperni L., Pavoni B. Contamination in Mytilus galloprovincialis by chlorinated hydrocarbons (PCBS and pesticides), PAHs and heavy metals in the lagoon of Venice // Polycyclic Aromatic Compounds. -2007, N 27.-P.437-459.

33. Sanz-Landaluze J., Bartolome L., Zuloaga O., Gonzalez L., Dietz C., Camara C. Accelerated extraction for determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in marine biota // Anal Bioanal Chem.- 2006. Vol.384. - P. 1331-1340.

34. Миронов О.Г., Щекатурина Т.Л. Метод определения углеводородов в морских организмах // Методы исследования органического вещества в океане. М., 1980. - С. 269-274.

35. Librando V, Hutzinger О, Tringali G, Aresta M. Supercritical fluid extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons from marine sediments and soil samples // Chemosphere 2004, N54.-P.ll 89-1197.

36. Schantz M.M., Nichols J.J., Wise S.A. Evaluation of pressurized fluid extraction for the extraction of environmental matrix reference materials. // Analytical Chemistry. 1997, N 69. - P.4210-4219.

37. Wenzel K.D., Hubert A, Manz M., Weissflog L., Engewald W., Schurmann G. Accelerated solvent extraction of semivolatile organic compounds from biomonitoring samples of pine needles and mosses // Analytical Chemistry. 1998, N 70. - P .4827-4835.

38. Martin Diana, Ruiz Jorge Analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons in solid matrixes by solid-phase microextraction coupled to a direct extraction device // Talanta. -2007.-Vol. 71, N 12.-P.751-757.

39. Freezing concentration of toxic pollutants for bioassay // Springfield, Virginia: N 1 IS: Rer. N PB-235-911. Nate. Tech. Inf. Serv., 1974. P.782-794.

40. Steinheimer T.R. Rereira W.R. Application of capillary gas chromatography mass-spectrometry/computer techniques to synoptic survey of organic material in bed sediment // Anal. Chem. Acta, 1981.-Vol. 129. -P.57-67.

41. Lebo J.A., Smith L.M. Determination of fluorene in fish, sediments and plants // J. Assoc. Offic. Anal. Chem. 1986.- Vol.69, N 6. -P.944-951.

42. Hawad A. Aromatic Hydrocarbons in some organisms of Coastal Red Sea. // Anal, journal of marine science. 1987. - Vol. 16.- P. 114-116.

43. Fischer J.A., Scharlett M.J., Stott A.D. Accelerated solvent extraction: An evaluation for screening of soils for selected U.S. EPA semivolatile organic priority pollutants. // Environmental Science and Technology. 1997, N 31. - P. 1120-1127.

44. Bjorseth A., Knutzen J., Snei J. Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in sediments and mussels from Stanford, W. Norway by gas capillary gas chromatography // Sci. Total Environ. 1979. - Vol. 13. - P.71-86.

45. Harrni E.Q., Haward J.W., Joe F.L. Dimethyl sulphoxide: A superior analytical solvent for polycyclic aromatic hydrocarbons and for some highly chlorinated hydrocarbons // J.Assoc.Offic.Agric.Chem. 1982. - Vol.45. -P.67-68.

46. Анохин С.В. Ускоренный метод подготовки проб для хроматомасс-спектрометрического исследования загрязнения водных объектов органическими веществами. Автореф. дис. . канд. хим. наук. Ростов-на-Дону, ГХИ.- 1997. 27с

47. Baumard P., Budzinski H., Garrigues P. Analytical procedure for the analisys of PAHs in biological tissues by gas chromatography coupled to mass spectrometry: application to mussels // Fresenius' J. Anal. Chem. 1997. - Vol. 359. - P.502-509.

48. Kaupp H., Sklorz M. A method for analysing polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in plant samples // Chemosphere. 1996. - Vol. 32. - P.849-854.

49. Baker J.M., Clark R.B., Kingston P.F., Jenkins R.H. Natural recovery of cold water marine environments after an oil spill. A paper presented at the Thirteenth Annual Arctic and Marine Oil Spill Program Technical Seminar, 1990. - 111 p.

50. Cocchieri R.A., Amese A., Minicucci A.M. Polycydic aromatic hydrocarbons in marine organisms from the Italian Central Mediterranean Coast // Mar.Pollut.Bull. 1990. -Vol.21, N1.-P.15-18.

51. Murray A.P., Richardson B.J., Gibbs C.F. Bioconcentration factors for petroleum hydrocarbons, PAHs, LABs and biogenic hydrocarbons in the blue mussel // Mar. Pollut. Bull. 1991. - Vol.12. - P.595-603.

52. Pelletier E., Ouellet S., Paquet M. Long-term chemical and cytochemical assessment of oil contamination in estuarine intertidal sediments // Mar.Pollut.Bull. 1991. - Vol. 22, N 6. - P.273-281.

53. Lin QJ.X. Petroleum hydrocarbons in marine organisms from Honghai Bay, the northeastern South China Sea // Mar. Sci. Bull. -1991. Vol.10, N 1. - P.33-38.

54. Pendoley K. Hydrocarbons in the Rowley Shelf (Western Australia) oysters and sediments // Mar.Pollut.Bull. 1992. - Vol.24, N 4. - P.210-215.

55. Granby K., Spliid N.H. Hydrocarbons and organochlorines in common mussels from the Kattegat and the Belts and their relation to condition indices // Mar.Pollut. Bull. 1995. -Vol.30, N 1.-P.74-82.

56. Robin J. Law and Jocelyne Hellou Contamination of Fish and Shellfish Following Oil Spill Incidents // Environmental Geosciences. 1999. - Vol. 6, N 2. - P.90-98.

57. Гапонюк Т.О. Химический состав органического вещества в перифитоне системы гидробиологической очистки морской воды // Мор. еколо. ж. 2006. - Т. 5, № 2. - С. 27-32.

58. Farrington J.W. Biogeochemical processes governing exposure and uptake of organic pollutant compounds in aquatic organisms // Environ Health Perspect. 1991, N 90. - P.l 11116.

59. Hellou J. and Warren W.G. Polycyclic aromatic compounds and saturated hydrocarbons in tissues of flatfish: Insight on environmental exposure // Marine Environ Res. 1997,N43.-P.l 1-25.

60. Пересыпкин В.И., Романкевич E.A., Александров A.B. Исследование состава органического вещества донных отложений Норвежского моря // Океанология. -2004. Т. 44, № 6. - С. 854-869.

61. Немировская И.А., Бреховских В.Ф., Казмирук В.Д. Алифатические и полиароматические углеводороды в донных осадках устьевого взморья р. Волги // Водные ресурсы. 2006. - Т. 33, № 3. - С. 300-310.

62. Knutzen J., Sortland В. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in same algae and invertebrates from moderately polluted parts of the coast of Norway // Water Res. 1982. -Vol. 16, N 4. - P.421-428.

63. Hellou J., MacKay D., and Fowler B. Bioconcentration of polycyclic aromatic compounds from sediments to muscle of finflsh. // Environ Sci Technol. 1995, N 29. -P.2555-2560.

64. Карцев А.А. Основы геохимии нефти и газа. М.: Недра, 1978. 279 с.

65. Эрих В.Н. Химия нефти и газа. М.: Химия, 1969. - 284 с.

66. Поконова Ю.В. Химия высокомолекулярных соединений нефти. Ленинград: Изд-во Ленингр. ун-та, 1980. - 192 с.

67. Сергиенко С.Г., Таимова Б.А., Талалаев Е.И. Высокомолекулярные неуглеводородные соединения нефти. М,: Наука, 1979. 269с.

68. GESAMP. Impact of oil and related chemicals and wastes on the marine environment // GESAMP Reports and Studies №.50. London: IMO, 1993.- 180 p.

69. Witherspoon P. A., Winniford R. S. The asphaltic components of petroleum. Chapt. 6 in "Fudamental aspects of petroleum geochemistry". Amsterdam, 1967. - 200p.

70. Семенов А. Д., Страдомская А.Г., Павленко Л.Ф. Закономерности трансформации состава нефтепродуктов в водоемах и методология их контроля. / Тезисы докл. 2-го Международного Симпозиума по геохимии природных вод. -Ростов-на-Дону, 1982. С.223-224.

71. Кормак Д. Борьба с загрязнением моря нефтью и химическими веществами. М.: Транспорт, 1989.-367с.

72. Тинсли И. Поведение химических загрязнителей в окружающей среде. М.: Мир, 1982.-280с.

73. Флоровекая В.Н. Люминесцентно-битуминологический метод в нефтяной геологии. М.: Изд. МГУ, 1957. - 290с.

74. Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. М.: Высшая школа, 1971. — 264с.

75. Божевольнов Е.А. Люминесцентный анализ неорганических веществ. М.: Химия, 1966.-415с.

76. Семенов А.Д., Страдомская А.Г., Зурина Л.Ф. Ускоренный люминесцентно-хроматографический метод определения нефтепродуктов в природных водах // Гигиена и санитария. 1970. № 5. - С. 86-88.

77. Зурина Л.Ф., Страдомская А.Г., Семенов А.Д. Спектрофотометрический метод определения нефтепродуктов в воде // Гидрохимические материалы. 1973. - Т.57. -С. 141-146.

78. Рао Ч.Н.Р. Электронные спектры в химии. Пер. с англ. М.: Мир, 1964. - 260с.

79. Беллами Л. Инфракрасные спектры молекул. М.: Изд. иностр. лит-ры, 1957. -С.15-100.

80. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши // под ред. Семенова А.Д. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 541 с.

81. Лурье Ю.Ю. О методах определения нефтепродуктов в сточных и природных водах / Памятная записка о симпозиуме стран-членов СЭВ «Методы определения нефти и нефтепродуктов», «Применение сорбции и ионного обмена при анализе вод», М. март 1974. 40 с.

82. Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. Энциклопедический справочник. М.: Протектор, 1995. 624с.

83. ISO 9377-2:2000 "Water quality Determination of hydrocarbon oil index - Part 2: Method using solvent extraction and gas chromatography", NEQ.

84. Павленко Л.Ф. Определение нефтепродуктов в природных водах. Автореф. дис. . канд. хим. наук. Ростов-на-Дону.: ГХИ, 1982. 28 с.

85. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия.- М: Медицина, 1998. 704с.

86. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агенство, 2004. - 566с.

87. Тейлор Д., Грин Н.? Стаут У. Биология. М.: Мир, 2004. Том 2. - 436с.

88. Грандберг И.И. Органическая химия. М: Дрофа, 2001. - 672с.

89. Евстигнеева Р.П., Звонкова Е.Н., Серебренникова Г.А., Швец В.И. Химия липидов. М.: Химия, 1983. - 296с.

90. Каррер П. Курс органической химии / Пер. с нем. 2-е изд., стереотип. Л., 1962. -1216с.

91. Вавер В.А., Ушаков А.Н., Бергельсон Л.Д. // "Успехи биологич. химии", 1973. Т. 14.-С. 227-253.

92. Крепе Е.М. Липиды клеточных мембран. Л.: Наука, 1981. 339с.

93. Сабылина А.В. Липиды в поверхностных водах. Автореф. дис. . канд. хим. наук. Ростов-на-Дону, ГХИ, 1982. 22с.

94. Сидоров B.C. Экологическая биохимия рыб. Липиды. Л.: «Наука», 1983. 240с.

95. Scott Ramas I. Sephadex LH-20 chromatography of extracts of marine sediment and biological samples aromatic hydrocarbons. // J. Chromatogr. 1981. - Vol. 211. - P.284-289.

96. Polynuclear aromatic hydrocarbons in waters, sediments and fish using high performance liquid chromatography. ИСО TK/147, заседание рабочей группы «Качество воды», Хельсинки, сентябрь 1988 г.

97. Canton L., Grimalt J. Gas chromatographic-mass spectrometric characterization of PAH mixtures in polluted coastual sediments // J. chromatogr. 1996. - P.160.

98. Кирсо У.Э., Стом Д.И., Белых Л.И., Ирха Н.И. Превращение канцерогенных и токсических веществ в гидросфере. Таллин: Валгус, 1988. - 271с.

99. Жукова Н.В. Неметиленразделенные жирные кислоты морских двустворчатых моллюсков: распределение по тканям и классам липидов // Ж. эволюц. биохим. и физиол. 1992. - Т. 28, № 4. - С. 434-440.

100. Светашев В.И. Жирные кислоты морских организмов: распределение и биологическое значение. Владивосток: Тихоокеан. ин-т биоорган, химии ДВО РАН, 1997.-51с.

101. Snyder L.R., Kirkland J.J. Introduction to modem liquid chromatography. / 2nd ed. N.Y.: Wiley. 1979. 863p.

102. Аль-Ахмед А., Ланин С. H., Никитин Ю.С. Удерживание полифенилов и замещенных полиядерных ароматических углеводородов в системегидроксмлированный силикагель н-гексан // Журн. физич. химии. - 1997. - Т. 71. - С. 729-734.

103. Ланин С.Н. Адсорбционные модели удерживания в жидкостной хроматографии / В кн. 100-лет хроматографии. М.: Наука, 2003. - С. 407-438.

104. Киселев А.В. Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии -М.: Высш. шк., 1986. 360с.

105. Snyder L.R., Principles of Absorption Chromatography. / Marcel Dekker, New York 1968. 306p.

106. Scott R.P.W., Kucera P. Solute-solvent interactions on the surface of silica gel, II // J. Chromatogr. 1979. - Vol. 171, N 1. - P.37-48.

107. Стыскин Е.Л., Ициксои Л.Б., Брауде E.B. Практическая высокоэффективная жидкостная хроматография. М.: Химия, 1986. - 288с.

108. Сакодынский К.И., Бражников В.В. и др. Аналитическая хроматография. М.: Химия, 1993. - 464с.

109. Беленький Б.Г., Гурковская Е.А., Коган Ю.Д., Красиков В.Д. Тонкослойная хроматография в России / В кн. 100-лет хроматографии. М.: Наука, 2003. - С. 407438.

110. Перри С., Амос Р., Бргоер П. Практическое руководство по жидкостной хроматографии, пер. с англ. М.: Мир, 1974. - 260с.

111. Неймарк И.Е. Синтетические минеральные адсорбенты и носители катализаторов. Киев: Наук, думка, 1982. - 216с.

112. Айлер Р. Химия кремнезема. Пер с англ. / Под ред. Прянишникова. М: Мир, 1982. Т. 1-2. 1127с.

113. Липпенс Б.К., Стеггерд Й.Й. Активная окись алюминия. / В кн.: Строение и свойства адсорбентов и катализаторов. / под ред. Б.Г. Линсена. Пер. с англ. - М.: Мир, 1973 - С. 190-230.

114. Химия привитых поверхностных соединений / под ред. Г.В. Лисичкина. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 592с.

115. Исаков А.Я., Исаков А.А. Природа и цивилизация. Петропавловск-Камч.: КамчатГТУ, 2006. - 279с.

116. Сердан JI.A. Гетероповерхностные сорбенты для ВЭЖХ. / В кн. 100-лет хроматографии. М.: Наука, 2003. - С. 407-438.

117. Лыгин В.В. //Журн. общ. химии. 2001. - Т. 71. № 9. - С. 1448-1451.

118. Басова Е.М., Иванов В.М., Шпигун О.А. Мицелярная жидкостная хроматография // Успехи химии. 1999. - Т. 68, №12. - С. 1083-1101.

119. Сычев С.Н. Методы совершенствования хроматографических систем и механизмы удерживания в ВЭЖХ: Монография.- Орел, 2000.- 212с.

120. Мягкова Г. И., Евстигнеева Р. П., Сарычева И. К., Якушева Л. А., Богословская Е. П., А. С. 585152 СССР. Опуб.Б.И., 1977. № 47. -С. 22.

121. Михеева А.Ю. Унификация пробоподготовки на основе колоночной хроматографии при определении стойких органических загрязнителей Автореф. дис. . канд. хим. наук. Москва, ИФХЭ РАН. 2009. - 23с.

122. Павленко Л.Ф., Кленкин А.А., Анохина Н.С., Скрыпник Г.В., Ларин А.А. Новый подход к определению нефтяных углеводородов в биологических образцах / Тез. докл. XVIII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии: М.: Граница, 2007.-Т. 4.-С. 196.

123. Немировская И.А., Аникиев В.В., Теобальд Н., Раве А. Идентификация нефтяных углеводородов в морской среде при использовании различных методов анализа // ЖАХ.- 1997.- Т. 52. № 4.- С. 392-396.

124. Blumer М., Mullin М. and Guillard R. A polyunsaturated hydrocarbon (3, 6, 9, 12, 15, 18-heneicosahexaene) in the marine food web // Marine Biology. 1970. - Vol. 6. -P.226-235.

125. Кленкин А.А., Павленко Л.Ф., Темердашев З.А. Некоторые методические особенности определения уровня нефтяного загрязнения водных экосистем // Заводская лаборатория. 2007. - Т. 73. № 2. - С.31-35.

126. Massoud M.S., Al-Abdali F., Al-Ghadban A.N., Al-Saravi M. // Environmental pollution. -1996. Vol. 93, N3. - P.271-284.

127. ГОСТ 8.563 96 ГСИ Методики выполнения измерений.- Москва, ИПК Издательство стандартов, 2002, -19с.

128. МВИ массовой доли нефтяных углеводородов в пробах гидробионтов пресных и морских водных объектах. Люминесцентный метод. // Регистрационный код МВИ по Федеральному реестру: ФР. 1.31.2009.06562

129. Нейферт А.В. Скорость фильтрации и прохождения пищевого комка у Cardium edule (L.). / В кн. Донные биоценозы и биология бентосных организмов Черного моря. Киев: Наук, думка, 1967. - С. 113-121.

130. Мирзоян З.А. Взвесь Азовского моря и ее роль в питании планктонных и донных животных. Автореф. дис. . канд. биолог, наук. Севастополь, 1984. - 20с.

131. Фроленко Л.Н. Зообентос Азовского моря в условиях антропогенных воздействий. Автореф. дис. . канд. биол. наук. Краснодар, КубГАУ.- 2000. 24с.

132. Воробьев В.П. Бентос Азовского моря. — Симферополь: Крымиздат, 1949. 190 с.

133. Миронов Г.Н. Фильтрационная работа и питание мидий Черного моря. — Тр. Севастоп. Биол. Ст., 1948. Т.6. - С. 338-352.

134. Хрусталев Ю.П., Мирзоян З.А., Некрасова М.Я. Седиментационная роль фильтраторов зообентоса (на примере Азовского моря) // Литология и полезные ископаемые. 1984. №6. - С. 84-95.

135. Некрасов С.Н. Содержание тяжелых металлов в моллюске М. Galloprovincialis Lam. Азовского моря. // Промысловые двустворчатые моллюски мидии и их роль в экосистемах. - Л., 1979. - С.90-91.

136. Сокольский А.Ф., Попова Н.В., Колмыков Е.В. и др. Биоэкологические основы и практические результаты разработки системы защиты биологического разнообразия Каспийского моря от нефтяного загрязнения.- Астрахань, 2005.- 128с.

137. Воскресенский К.А. Пояс биофильтраторов как биогидрологическая система моря //Тр. ГОИН. 1948. Вып.6(18). С.55-120.(цит. по Хрусталеву Ю.П., 1999).

138. Фроленко Л.Н. Оценка состояния донных биоценозов Азовского моря / Основные проблемы рыбного хозяйства и охраны рыбохозяйственных водоемов Азово-Черноморского бассейна: Сб. научных трудов (2004-2005 гг.). Ростов-на-Дону: Медиа-пресс, 2006. - С. 77-88.

139. Худолей В.В. Канцерогены: характеристики, закономерности, механизм действия. СПб.: НИИ Химии СПбГУ, 1999. - 419с.

140. Socio Н.Н., Garrigues Ph., Ewald M. Origin of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in con. marine sediments: case studies in Cotonou (Benin) and Aquitaine (France) areas // Mar. Pollut. Bull. 2000. - Vol. 40, N5. - P.387-396.

141. Yunker M.B., Macdonald R.W., Vingarzan R., Mitchell R.H., Goyette D., and Sylvestre S. PAHs in the Fraser River Basin: a critical appraisal of PAH ratio as indicator of PAH source and composition. // Org. Geochem. 2001, N 33. - P.489-515.

142. Ровинский Ф.Я., Теплицкая T.A., Алексеева Т.А. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов.- JL: Гидрометеоиздат, 1988.- 224с.

143. МВИ массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных (пресных и морских), очищенных сточных и питьевых вод // Регистрационный код МВИ по Федеральному реестру: ФР. 1.31.2005.01511

144. МВИ массовой концентрации нефтепродуктов в пробах почв и донных отложений пресных и морских водных объектов // Регистрационный код МВИ по Федеральному реестру: ФР. 1.31.2005.01512

145. Алимов А.Ф. Функциональная экология пресноводных двустворчатых моллюсков. Л.: Наука, 1981. - 248с.

146. Афанасьева Н.А., Бакум Т.А., Матвейчук И.Г. Изучение процессов обмена нефтяными углеводородами на границе раздела вода донные отложения: Тр. ГОИН, 1979, вып. 149.-С. 63-68.

147. Чайковская А.В., Давиденко С.И. О флокуляторной функции сектеторных выделений мантии двустворчатых моллюсков // Моллюски: результаты и перспективы исследований. / 8-е Всесоюзное совещ. по изучен, моллюсков. Авторефераты докладов. Л., 1987. С.276-278.

148. Ларин А.А., Павленко Л.Ф., Корпакова И.Г. Накопление загрязняющих веществ в моллюсках из юго-восточного района Азовского моря. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. М., 2009. - №1. - С. 45-48.

149. Быкорез А.И., Рубенчик Б.Л., Слепян Э.И. Экология и рак. Киев: Наук, думка, 1985.-256с.

150. Корпакова И.Г., Кленкин А.А., Конев Ю.А., Елецкий Б.Д., Каталевский Н.И., Павленко Л.Ф. Новый подход к оценке загрязненности донных отложений Азовского моря // Экологический вестник научных центров ЧЭС. 2005. № 4. — С. 45-53.

151. Кленкин А.А., Корпакова И.Г., Павленко Л.Ф., Темердашев З.А. Экосистема Азовского моря: антропогенное загрязнение. Краснодар, 2007. - 324с.

152. Ларин А.А. Влияние нефтяного загрязнения на биохимические показатели Mytilus Galloprovicialis / Мат-лы межд. научн. конф. Саранск: Изд-во МГУ, 2007. -С. 100-101.

153. Namdari R., and Law F.C.P. Toxicokinetics of water-borne pyrene in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) following branchial or dermal exposure. // Aquat Toxicol. 1996, N 35. - P.221-235.

Информация о работе

Ларин, Андрей Александрович
кандидата химических наук
Ростов-на-Дону, 2010
ВАК 03.02.08

Диссертация

Особенности определения и оценка накопления углеводородов в гидробионтах Азовского моря - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы