Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оценка химико-экологической ситуации в Белом море по содержанию микроэлементов в обыкновенной мидии

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Оценка химико-экологической ситуации в Белом море по содержанию микроэлементов в обыкновенной мидии"



РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ПРЕЗИДИУМ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

на правах рукописи

ЧЕРНОВА ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА

ОЦЕНКА ХШКО- ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ В БЕЛОМ ЮРЕ ПО СОДЕРЖАНИЮ ЖКЮЭЛЕМШОВ В ОБЫКНОВЕННОЙ МИДИИ

03. 00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата бнологических наук

Владивосток 199Я

Работа выполнена в Тихоокеанском институте географии ДВО РАН

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Н. К. Христофорова

Официальные оппоненты: доктор геолого-мине рал. наук, профессор Б. Е'ПреоОраженский кандидат биологических наук В. И. 5адеев

Ведущая органшадия: Зоологический институт РАН

Зашита диссертации состоится "/С" 1993 г

в "/4" часов на васедании специализированного Совета Д 002.06.03. при Президиуме ДШ PAR

Адрес: 690022 Владивосток, проспект 100-летия Владивостоку, 159. Виолого-почвенный институт ДВО РАЕ

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной библиотеке ДВО РАН.

Автореферат разослан 1993 г.

Ученый секретарь пециаливированного Совета кандидат биологических наук ^й ^

Ает^альность ПЕОблвш. Б результате растущего загрязнения прибрежных вод морей и океанов все большее значение приобретает конт роль уровней токсичных веществ, в том числе и тяжелых метаплов, в морской среде. Высокая изменчивость факторов преды в прибрежной зоне, затруднявдая прямое определенно согержания загрязняющих веществ. обусловила применение косвенных оценок, а частости, биоиндикации и биомониторинга с использованием аккумулирующих организмов, которые не только позволяют иметь интегрированные во времени данные об уровнях токсикантов в среде, но и судить об их биологической доступности (Phillips, 1977, 1980; Bryan, 1980; Бур-гчн, 1985; Хрисгофорова, 1989). •

Наиболее шшо удовлетворяет требованиям, предъявляемым к ак-кумулирухвдгм ооганизмаи-индикаторам, двусгворчатнз моллюски-филь-траторы, а применение представителей рода Mytilus стало основой рядз меддународных и национальных программ по мониторингу уровней тяжелых металлов в прибредпых водах ьорёй (Goldberg et al., 1973; Phillips, 1980; Far r mg ton et al. , 1983; Хрисгофорова, 1983).

Однако, несмотря на увелич-чие антропог'-чйого пресса на морские бассейны и контроль за качеством среды, многие из них, в шсгности, поря Северного ледовитого океана, играющие важную роль как источники рыбно) j и биологического сырья, продолжают оставаться практически не изученными с точки зрения загрязнения.

Система следения аа состояние« среды на Белом море тольк- зарождается. И пока, в связи с отсутствием т чных о загрязнении морг. наука не может ни объяснить, ни предсказать событий, подобных разьп давшейся в 19S9 г. на Летнем берегу трагедии - массовой гибели морских дивотннх. В оценках химико-экологического состояния водной сре,"ч настоятельно заинтересгана и раяр.иваксдяся на !>лом море марикультура.. ГКчтому кеобхоы'^ да учить 1>лт- чор» с

биогеохимических позиций, провести оценку загрязнения его вод тяжелыми элементами, дм чего мы использовали общепризнанный организм-индикатор - обыкновенную мид:ш МуШиз edi.il ¡з Ь. , образующую в этом морр мощные литоральные и сублиторальные поселения с высокой численностью и биомассой и часто являющуюся ценозообразующим видом в прибрежной полосе.

Однако моллюски реагируют не только н? изменение концентраций элементов в среде, но и изменяют свой химический состав в онтогенезе в связи с процессами роста, развития " размножения. Поэтому для какого региона необходимо знание биолого-экологических особенностей используемого вида-индикатора в накоплении ими токсических веиесгв, для выбора оптимального возраста, размера и времени сбора моллюсков, необходимых для унификации наблюдений и повышения эффективности биомонитлринга.

Пель и задачи работы. Цель работы - определение условий использования мидии Белого моря как организма-индикатора микроэлементов и с.ценка загрязнения этого моря 'тяжелыми металлами по содержанию элементов в моллюсках.

Для достижения этой дели необходимо было решить задачи как методического планл - изучить особенности изменения микроэлементного состава беломорской мидии как организма-индикатора,- так и сраваип,ельно-биогеохимического:

- Исследовать изменения концентраций металлов в мягких тканях ми нй, связанные с размером, возрастом и стадией репродуктивного цикла мгтлвсков.

- Изучить влияние среды обитания на концентрации микроэлементов в мидиях, культивируемая и литоральных.

'¡п^дрлить эколого биологические паозмэтры стандартизации оЗра.чпов. '-"отпрые наиболее целгсообоявно использовать для Оиомо-

- 5 -

ниторин.- а тяжелых металлов на гелом поре.

- Определить фоновые уровни металлов Мп, Пи, РЬ, Ск1 Сг, N1 а мидиях Счлого мо,>я.

- Пронести сравнительную оценку состояния среды ь Канда лакаском и Онежской ' аливах, используя мидию в качестве организма-индикатора

Научная новизна и практическая иначшость работ». Исследована роль возрг -та, размера, физиологического состояния и факторов среды ь изменении концентрации элемемтов в тканях беломорской ги~ дии. Установлено более существенное влияние ьееа и размера, чем возраста моллюсков, на уровень содержания металлов в их тканях и размерно-воврастной диапазон, в котором концентрации микроэлементов в моллюсках практически не изменяются. Выявлена низкая изменчивость концентраций металлов й моллюсках, в связи с их нерестом. Изучено влияние характера водообмена, специфики речного стока и заиления грунтов литорали, и сублиторали Белого моря на концентрации тяжелых металлов в мидиях. Определены фоновые уровни содержаний металлов в тканях мидий из прибрежных поселений в Кандалакшском и Онежском за.шьах. Полученные данные по содержанию элементов н моллюсках из различных Он.топов, а также в донных отложениях использованы для сравнительной оценки состояния прибрежных вод Кандалакшского и Онежского ваиивов Еелого мори. В пределах исследованного региона выделены импактные районы природного и антропогенного происхождения.

Все перечисленное позволяет уточнить возможности использования беломорской мидии как организма-индикатора тяжелых металлов в мо[>ской среде для выянления биог'еохимических особенностей мелководных акваторий Белого моря.

Апробация работы, Результаты работы докладывались на 11 "Тихое-

- ô -

кеанеком симпозиуме по морским наукам (Находка, 1988г), Всесоюзной конференции "¡Заповедники СССР - их настоящее и будущее" ( Новгород, 19S0), II Всесоюзной конференции по рыбохоэяйстЕенной токсикологии (С-Петербург, 1991), Y Региональной конференции i"> проолекам изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря (Петрозаводск, сентябрь, 1Ô92)-, на научных семинарах ТИТ и ИВЫ ( ЮТ8, 1993 гг).

Публикации, по теме диссертации опубликованы « работ.

Структура и объей дисертации. Диссертация состоит ив введения, обзора литературы, описания природных условий в районе работ, материала, методов исследования, ревулътагов и Их обсувдетч, ьак-лючения, выводов, списка литературы, включающего 1.59 источников, из которых 76 иностранных, и приложения. Обший объем работы 124 страницы. Диссертация иллюстрирована 23 таблицами и 15 рисунками.

ММВД1АД И ШОПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В основу работы положены результаты материалов, собранных автором на Белом море в 1989 и 1391 гг. Ё работе использован опыт по применению двустворчатых моллюсков для контроля аа загряакени-ем среды тяиелыми металлами, полученный автором на япсноморских видах. Основным объектов исследования являлась обыкновенная мидия Mvtllus eclulis L. Дополнительно исследовались такжз Фукус пузырчатый Fucus vesiculosus к мягкие грунты литорали и сублиторали в местах обитания моллюсков и под марикультурными плантациями. Основными районами работ (¡или п^ибреюые вопи Кандалакшского и 'Ожчкекого г<шнто* îxjюго моря ( 1939г. ) и акьатории, занимаемые мщ икулгтурными хоаяйстьами и южной тети Кандалакшского чал ива ( 1ÎI91 г) (рис.1).

О - "ТиЧП'И t"í-T> ¡Ч'-'f-

"а литорали o-rlop проб проводился вручную во время отлива, в сублиторали пробы отбирались аквалангистами, в марикультурных хозяйствах - вручную с лодки. С кавдой станции отбирали, как правило 25-50 i.r относительно крупных особей доминирующего размера.

Особей с длиной раковины более 50 мм и весом более 0.5 г анализировали гак отдельные образцы, мелких - группировали в пробу по 2-'¿5 экземпляров в si-висимости от размера. Всего собрано 859 проб моллюсков, 105 проб водорослей и 7 проС ионных отложений. Все образцы поспе стандартной обработки проанализированы в лаборатории геохимии ТИТ ЯВО РАН методом пламенной атомно-абсорбционной спектрофотомдтрии (Hitachi 160-70) на мегаллч Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Cd, Сг, Ni (ошибка определения не превышает 10-15%). Правильность к точность атомно-абсорбционного пределения металлов в полученных раст юрзх контролировалась систематическим анализом сташирт-нчх образцов (Лонцих, Петров, 1983), а возможное загрязнение ис-следуем'ьл образцов в ходе анализа - регулярны.-« холостыми пробами.

Для математической обработки данных использован стандартный пакет программ Statgraph.

При выборе элементов для изучения мы исходили из их биологической значимости (Fe', Kh, Cu, Zn), опасности для водных экосистем (Cd, Pb, Cu), металлогенической специализации региона (Ni, Y. Cu), характера природных стоков (Fe, Mi), поступающих в Белое море.

Автор внрачсчет глубокуо благодарность проф. Н. К. Христофоровой за неизменное внимание к работе по ходу ее выполнения. Автор искренне прг^начелен сотрудникам Беломорской биологической станции "Картем" 3!ТН РАН к. б. н. Э. Е. Хулаковскому, проф. В. В. Луканину. л. 6. ь. Л.Л.Сухотину, к. L.H. В. Б. Белякову я а помощь при сборе ма-темада, сотрудникам даСюратотп» гуохичий ТКГ ДРО РАН за

помощь в обработке проб, критические замечания, советы и поддержку.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

йаменение концентраций металлов в обыкновенной .мидии в связи с р>::- мерами и возрастом моллюсков

Мидия съедобная Myt.ilus edul is L. . обитающая в Белом море, отличается от представителей итого вида иа других морей наибольшей продолжительностью лашни - 17-24 года (Савилов, 1953; Кузнецов, 1960), хотя известии сведения и о меньшей максимальной продолжительности (Максимович, 1978; Чемоданов, Максимович, 1983). Разнообразие мидиевнх поселений на Белом море, имеющих различную размерно-возрастную структуру, затрудняет решение Еажного для биомониторинга вопроса о необходимом для стандартизации образцов размере и возрасте моллюсков. Имеющиеся литературные данные для разных районов земного шара по изменению концентраций элементов в мидиях в зависимости от возраста моллюсков не позволяют решить этот вопрос однозначно.

Изменение .содержания микроэлементов в мициях в связи с возрастом моллюсков изучалось на примере особей из искусственных и естественных поселений, где имелись моллюски разноразмерные и разновозрастные, одноразмерные и разновозрастные, разноразмерные и одновозрастные.

Наибольшие концентрации металлов наблюдаются у молодых моллюсков с высокой скоростью роста и у моллюсков меньших размеров с высокой удельной поверхностью тела. Они практически не увеличиваются у относительно старых мидий (табл. 1).

Показано, что влияние веса и размера особей на содержание ме-

•i'ejuiob a моллюсках отзывается более значительным, чем возраста.

Таблица 1

Концентрации металлов ( миг/г сух. массы) ' в мидиях ь зависимости от их размера н возраста (б. Круглая, • гб.ЧУпа, 12.07..Î1V, х - среднее, s - стЕшдартное отклонение, n-количество проб, * - различия достоверны для ¡оэрастных групп 3-4 и 6-6 лет; ** - различия достоверш дла ъозраетных групп Б-б и 8-12 лет)

Возраст Размер Сух. масса Концентрации, мкг/г

(лет) ( мы) (Г) ri Fe Мл Ou Zr, Pb Cd Cr HI

3-4 X 47.1 0.6 10 293* 6. £* 7. 5* 101* 4. 9* 3. 6* 0. 52* 1. 37

S 3.3 0.16 85 2.1 1.3 15 0. 9 0.9 0. 33 0. 41

6-6 X 62.1 1.28 И 151 2.8 5.0 74 3. 5 2.3 1.06**1.37

- s 3.9 0.3 81 2.0 1.1 32 1. 3 0.7 0. 5 0.54

8-12 X 70. 2 1.63 13 139 3.3 5.2 93 3-9 3.0 0.47 1.3

s 8. 1 0. 64- Б9 1.6 1.1 73 1.3 0.9 0.27 1.1

Чтобы определить, какого размера мидий следует использовать в биомониторинге тяжелых металлов, исследовались выборки объединенных проб литоральных моллюсков, содераашх по 25 особей одинакового размера ¿The International..., 1980). С каждого места сбора

отбиралось несколько проб моллюсков, различавшихся длиной рако-i1

ннк, в пределах выборки вычислялся коэ№тиеи? вариации (Cv.) концентраций металлов. Было показано, что в диапазоне размеров

- u -

25- 45 мм полученные таким обрел ом Cv средних концентраций элементов практически не отличатся от Cv. полученных при анализе индивидуальной изменчивости концентрации металлов в мидиях одинакового размера (табл.2).

. Таблица 2 Коэффициенты вариации концентраций элемыпов для »далий равных размеров

Место сбора Длина ршссвин, Коэффициент вариации (%}

диапазон 1мм) Fe ).V¡ Cu 2n Od Pb Cr Ni

О. Соловецкий. 27-47 18 3 14 25 23 3 23 6

ник. литораль

Устье р.Костаротш. 35-51 БО 27 33 10 . 9 10 33 14 верх. лит. -верх, сублит.

R Круглая, Гб. Чу па, Ы-т 23 34 17 15 18 25 63 30 тарйкультуряве установи!

Таким образом, дет литоральных молжютаъ этих размериа характерна невысокая дисперсия величии концентраций металлов. Если принять во внимание су1*ствование в онтогенезе мидий периода с практически не кеняюшмися концентрациями металлов, который устанавливается благодаря равмклчя? скоростей абсорбции и экскреции элементов (Cossa, 1930). то в литоральны: моллюсках Велого моря это равновесное ялято достигается У мидий с разменами 25-45 мм, что с<-лтвегствгет возрастному диапазону примерно 5-10 лет. Рели мига» дзшгых размеров находятся в одинаковом йиякологичееком состоянии,-"о при прочих рапных ус.шт. концентрации Fe, Мл, Oí, Zn, Cd в их ткачих, практически не wvwn оя, поэтому для вде-иони-

торинга тяжелых металлов в средс наиболее цел< сообразно использовать моллюсков имечно этих размеров.

Сезонные изменения концентраций элементов в беломорской мидии

Рассмотрим динамику содержаний металлов в беломорской мидии в летний период в связи с репродуктивным циклом и изменением массы мягких тканей.

Согласно С'.'хогину (1989). в культивируемых моллюсках с января по май-июнь происходит накопление сухой пассы тканей (рис.2). В июле наблюдается резкое падение массы тела за счет начавшегося, нереста. В августе возможен некоторый рост массы и далее - по октября вн^вь ее снижение. Увеличение сухой массы начинается в ноябре. Масса мягких тканей литоральных моллюсков им«ег больиуп амплитуду колебаний, хотя среднемесячные еначе::ия массы отличаются г 'значительно.

HauiH данные по летним изменениям сухой массы, суммарного количества элементов и их концентраций в мидиях, культивируемых в Обориной Салме и б. Круглой, а также здавущит на литорали в Обориной Салме, представлены на рис.3, 4а,б. Как видно, снижение массы тела и> дтосков продолжается как минимум два месяца - от начала имя до начала сентября и даже в октябре. Содержание микроэлементов в моллюсках максимально в преднерестовый период, а в мидиях, теряющг,- массу во ¡ремя нереста, оно уменьшается. В октябре падение массы либо приостанавливается (б. Круглая), либо она начинает увеличиваться (Оборина Салма, искусственные субстраты), ¿это время суммарное содержание элементов также начинает возрастать.

Рпс.2. Сезонные изменения сухой мзссы мягких ткаиел сгломорскоя мипии (по: Сухотин, 1989)

1 -"искусственные суосграты

2 - литораль

г .

дота

Рис.3. Изменение сухой массы мягких тканей беломорской мидии в летне-осеннее оремя (1991 г) о -д.Круглая, марнкультуриые установки а -ОооринаОалма, марикультурные установки л - Оборина Салиа, литораль

и иг/г

;оо]\

Ре1

150* V

1 по 50

3.07 9.06 28.08 909 10 10 9.07 3 08 28 04 9.09 10.30

Мп2

:> 07 5 03 28.08 909 1010 ю, Си1

о

/

3.0'' 9 0 8 28.06 90» 10.10 Си2

у о? 9 08 28.08 909 3 0.10 9.0? 908 13.08 9.09 10.10

1 20 1 00 ф ЯО «О ■10 20

2п1

гн2

Я 07 9 0 8 28.08" ».09 10.10 9.07 9.06 28 08 ЭР? ¡010

дата

дата

Рис.4 а Сезонные изменения концентрации (1, мкг/г) и суммарных содержании (2 , мкг) металлов в мидиях Белого моря.

д -Ооорина Салма, лйтораль.

<~ -о. Круглая, марикультурные установки

в - Ойорина Сапма, ыаркг.ультурные установки

мкг/г

ik

Cdl

я

мкг

'i

1 5 1

i> 5

Cd 2

Li- -

-л

9 07 9 09 23 03 909 10 19

РЫ

9"» soa 2a oa яая io "i \ №2

\

\

i

of:

-и

-л---

—л

9 07 9.08 ¿в. О" »09 10.10 S01

Cri 1.4

3

'i

2- Ч %

1. 5 1

Û. 5 П

--Л'

. - 1 2 1

0 . 8 i) S

-Í?*0 0 * y. г о

3. 5 3

»01 9 09 28.0ft 9 09 10 10

Nil

д д__—-л

».оа лов 9 09 10.10

С(2

/

/

1

1

i . 5 О

9 О? 9 00 26 09 9 09 10 10

NÍ2

»07 SOB 23 са 9 09 10 10

ца'га

t 4 1 . ¿ 1 I !■

О . 8 О в О 1 If' О 2 О

\

/

-А

9 С 9.09 20 00 9.09 10.10

пата

Рис. 4ö. Обозначения,те же, что и на рис.4а.

- 1в -

Изменение концентраций элементов в моллюсках в преднерестовом л посленерестовом периодах было значительно разннобраанее, чем изменение их общих содержаний, причем оно вовмеело от природы элемента и от характера Ситопа. Оно зависело такие от изменения массы мягких тканей, количества выведенных г момент нереста и после него металлов и от исходного содер*лчия элементов в среде и организмах. Так, дазкие в целом конгигграции в культивируем;« мидиях еще более уменьшаются в момент нереста моллюсков, посколь~ ку этот необходимый для воспроизводства, а тага« роста молоди биоэлемент к этому времени перекачивается в гонада (Ьойнар, 1960; Андреев, 1900;' Воробьев. Сымилкин, 1930). хотя в среде, где его достаточно или он находится в избытке, концентрации металла в тканях во время нереста либо не изменяются (Оборина Салма, литораль), либо увеличиваются (Японское море, -Кавун, 1990).

Аналогично увеличении концентраций металлов в моллюсках во время осеннего цаеодка в Японском море (Кавун, 1990), весеннее половодье на Белом море (апрель-июнь) приводит к росту концентраций Он, Сс1, РЬ, Сг и 1-й в тканях мидий, которые снижаются к моменту нереста (рис.б).

Благодаря низкой потере кассы во время нереста (около ЗОХ -рассчитано по литературным данным и собственным), по сравнению с черноморскими и ннономорскишх моллюсками (более БОХ - Горомосо-ва. Таможняя, 1980; Кавун, 1990), беломорские мидии теряют и меньшие количеств мет?иш>в (и абсолютных величинах), что ведет к более сглаженной картине летне-осенних изменений концентраций металлов в их тканях.

Таким образом, во яреш преднереста и после него изменение концентраций металлов в беломорских мидиях контролируется тремя процессами - изменением массы мягких тканей, изменением екорости

зкскреиии металлов и исходным содержанием металлов я среде, о-80нные изменения уровней металлов в беломорских мидиях выражены менее сильно, чем в черноморских и япономорских моллюсках, так да как и изменения массы тканей. Б связи с этим мидиевнй контроль состояния морской среды на Белом м^ре мото проводить практически в любое время, исключая изменчивый паводкояый период, но наиболее подходящим для регулярного мониторинга месяцем является, на наш взгляд, сентябрь - период наибольшей стабильности в среде и физиологическом состоянии мидий.

Влияние характера местообитаний мидий т концентрации металлов в их тканях

Влияние местообитания на содержанке микроэлементов в съедобной мидии проявляется через те же факторы, ~ которые формируют различные по биомассе, размерам, продолжительности жизни, скорости роста поселения: характер субстрата, пригодность, глубина обитания I ИИТИЛИДЫ... , 1991; Голиков г. др., 1988).

Исследование моллюсков из подвесной культуры, собранных в участках с различным водообменом, показало, что н условиях интенсивной динамики под мидии достигают больших размеров и меньших концентраций металлов (участок 2, 3-метровая толща) (рис.С).

Сравнительный анализ содержания металлов в мидиях, вырапыших в толше коды и собранных на лит^оали и в суС гторали, показал, что моллюски из природных поселений имели значительно более витки" концентрации элементов. Кроме менее -благоприятных условий для роста, 0бусж)вливаю1сих меньшие рчэм^ры мидий и больгои" «ровни кони^нтрацП РЖ'ментор я ткпти, ¿-.горчльнис и сУ«нт/Г^-,».Н1'ь МОЛЛШСКИ ИСЛМГДОИ Р/Р^.П'« С70КИ оури И уки.чонн^-ти

- -

чкг ' г 15 1 4

Га/10 fvl.i Си Zii/10 Pu Cà Сг Ni Г".1й.5. ltorvjeîi-зграцнк металлов о кзздаях

«й кедтектороа у ы.Кгргем ( К гл «гл сжя алливч ез-кюнь,1 а -rk>;.fc) *- по; Хра^-гг- форой», М«шьчгй.о»з, 1990;

Fe/10 Мп Си Zn/iO Pb Cd Cr Ni Рис.6. Kohi ,-нтрации металлов в культивируемых у Соностропл мншшх и - участок 1, подповерхнос i ные вопы □ - участок 2, подповерхностные вопы С. - участо* 2, 3-метровая то ныл

Миг./V . •уо 1

:го (

:со 150

1001 рщ:

ъо 4 чда.

.ш

М кг/г

" 7

7 ■

Щ-

V V! ' I -¡>: я 'у

Мкг^г

о М

ш

Ж

Си ш Сг

Рис. 7. Концентрации элементов ь миыимх из

искусственных и естес шейных поселений Белого и Японского морей

Щ Целое мори,.

литораль Щ Японское море, титораль

| Белое море.

мзрикультурные установки

Японское мере,

марш культурные установки

в

Если ь моллюсках, обитающих на каменист»« незаиленных грунтах, концентрации Ni и Ог сопоставимы с уровнями этих металлов в мидиях, выращенных в толще воды (Павлова и др. ,1937; Морозов и др., 19в4; Чернова и др. , 1988; Чернова, неоиубл. ), то на заиленных i рунтих в тканях моллюсков происходит уве личение количества всех изученных металлов, особенно хрома и никеля. Это связано с тем 1актсм, что увеличение пелитовой составляющей в составе грунтов ааечет аа собой увеличение концентраций, металлов i Микроэлементы .... 1975).

Téikhm образом, характер местообитания оказывает влияние на содержание микроэлементов в моллюсках как непосредственно - « 'pea обмен со средой так и опосредованно - через изменение скорости роста и »tiacсн мягких тканей.

Наименьшие концентрации металлов имеют мидии, выращенные в толще воды s подвесной культуре в местах с хорошим водообменом и достаточным количеством гиши. Моллюски с высокой скоростью роста содержат более низкие количества металлов. Мидии обитавшие на литорали и сублиторали, несмотря на разницу в скоростях роста, име-ит сходные концентрации элементов, существенно превосходящие содержания металлов в культивируемых моллюсках.

Оценка химико-экологической ситуации ь районах размещения марикультурных хозяйств и заливах Белого моря по микроэлементному составу стедобной мидии

Уровни металлов как в культивируемых моллюсках, так-и в мидиях иэ природных поселений в районах размещения марикультурных хозяйств (рис.8), не ирекытаигг предельно-допустимые концентрации ?í.«x элементов, установленные Мин»драном СССР для морепродуктов

- ZI -

Сухая Mueca и цлшш ' окатчы

El — масс-а I

80 0 - на с а II

60 ■ - длина I

4 0 Л — длин* 11

20

1 2 3 4 5

MG-CTO CÖOD0

Fü.Zrt

Mti, Cu

12 14 5e место сбооа

О - Fe ( I) Е - Рэ III) в - zn ( I ) ù - Zn (II)

Cr, Ni

1 2 Э 4 5 S

место сбооа а - er гт) ES - Cr ¡ II ) в - Hi(I) л - Mi(XII

Рис.8. Концентрации металлов в культивируемых/1 ) к литоральных <Ш ми г hi их из р-.понов марикулмчримх • япстр Капаачагл1:сг.ого заяииа (!полг>. 19')1)

1 - Онегин.) С'ллкл 2 Con:jrr;.n

3 -- г"^- Hl":.-!'!'- Л Г, ГГ'-f Ч-Î" туч

(П(>еделььи допустимые..., 1906).

Концентрации металлов Ре, 7п, Ми и (И в мидиях и водорослях Белого моря находятся в положительной корреляционной связи друг с другом, чтп свидетельствует -об адэкватности отражения состояния среды биоиндикаторами.

Согласно литературным данным и собственным наблюдениям, лию-ра-:ьные мидии Велого моря отличаются от мгдий из других морей боле-; высокими концентрациями Си, N1, Сг, С<1 и Ре, а выращенные в толда воды - боле? низкими концентрациями 7п, Мп, РЬ, Си, N1 (тайл.З. рис.*1).

Высокие уровни Ге и Сс1 в литоральных моллюсках Белого морч -результат влияния кислого речного стока Повышенные концентрации. Си. и Сг в мидиях связаны с особенностями условий существования - об"танием на заиленных грунтах, что необходимо учитывать при сравнительной оценке уровней содержания элемек 'ов в моллюсках из разнь1'' акваторий, с субстратов с различной степенью заиления, .'•мив содержания тяжелых мет-зллов в донных отложениях в районах, таэмещешя марикулътурш> хозяйств в средней части Кандалакшскогс за.пива показал, что концентрации металлов в них сопоставимы с аналогичными по гранулометрическому составу осадками в незагрязненных акваториях.

Сря-.нение мидий, собранных ..а 10 станциях в Онежском и Кандалакшском заливах, показывает, что наименьшие концентрации элементе наблюдаются н обигатечях литорали осгрсвоя Ряткова и Лолейно-го - в . ■ 1йоне Канл'-лакгаского заповедника (табл.3). Поскольку яти т-еличикн |?ах(ке Мг1чке и? всех концентраций металлов, определенных ьами н литоральных и сублиторальных миниях для данного рс-гиона, го 01 : могут бу^/ь принят1 • нижние границы регионального фочопо-го у|»в1м "отоиму., по нашему МН^ни"-. щ'р^д^лят'тся пнолялачи

Таблица 3

Концентрации микроэлементов ( мкг/г сух. массы) а литоральных мидиях Кандалакшского и Онежского займов i* - ХристоФорова, '993; ■** - Пурдин, Савельев, 1976-, в числителе - среднее, в знаменателе - стандартное отклонение)

Место сбора Число ..роб/ Fe Мп Си 7.n Pb Cd Cr Ni станций концентрации, м:т/г сух. -.accu

Кандалакшский залив, сентябрь 1989

Вершина

?А/7

Средняя часть 35/7

162

32

272 107

5,4

5,7

10.1

0,7

6,9

0,5

85 3,7 1,7

88 4,3 2,1

2, а

0,7

о. Ряикова

средняя часть

районы

марикультуры

10/2

41/6

40/8

15/3

339 6.5 8,5 129 Г), 7

17 0,3 0,4 11 0,3 июль 1976*а

219 4,8 8,0 80 1,7

Ж 0,4 3.1 15 1,5

Онежский палив, сентябрь 1989

Соловецкие о-ва,21/5 438 9,0 В,б 107 2.2

Атинкий берег 53 1,3 1,0 19 0,5 Баренцево море, июнь 1987

2,4 0,1

б. Дальнезе.ле-нецкая

25/2

5,9 1,1

7,6 119 1,8 19

2.2 0.4

3,2

;.\о

0,0 0,9

3,0 4,1 1,2 0,6

78 4,5 Г.8 69 2,6 1,3 2,6 4,1

10 0.6 0,4 8 0.3 0,3 0,6 0,7 Кандалакшский запив, ишь 1991:

64/10 233 7,3 105 3.9 5,0 3.3 2,7

64 1.4 1,0 14 0,8 0,9 0,8 0,6

253 5.0 7,4 98 3,9 4,8 2,3 2,6 04 1.4 1,0 14 0,8 0,9 0,8 О,G

6,6 1.1

3,8 1.6

0,7 0,2

8,3 0,6

4,7 0,7

3,5 1.4

30-160 мкг/г сук. массы для Го, 70-90 - для гп, 4,Б-6 - для Мл, 6-8 - ДЛЯ Си, 3-4 - для РЬ, 1,3-2 - для Ш, 2,5-3,5 - для Сг, 3-5 - для Ш.

Для сранненил приведем фоновые концентрации' металлов в мидиях Японского моря: 80-100 для Ре; 00-120 для 1п; 4,5-5,5 для Мп; 5-8 для Си: 3,5-6 для РЬ; 1,2-2,5 для С<1; 0,5-1 для Пг; 1,5-2 мкг/г сух. массы для № (Кавун, 1991). Как видно, содержание микроэлементов в моллюсках иа фоновых талонов обоих морей сопоставимы, за исключением 2п, Сг и N1.

Сравнение концентраций микроэлементов и мидиях из различных частей Кандалакшского и Онежского валивоь дает основание полагать, что в водах Онежского залива концентрации Ре, Мп, Си, 7л несколько выше, чем в срединной части Кандалакгаского залива. Это связано, очевидно, с более высокими модулем рычного стока, минерализацией, цветностью и концентрацией органического вещества в водотоках, ьпадаиадх в Онемский валив, а так*« с более значительным поступлением микроэлементов с атиоотрным переносом (Новиков, 1986). Воды вершины Кандалакшского залива отличаются более высокими уровнями никеля и меди, что евязаьо с металлогенической специализацией региона и техногенным влиянием иа акваторию. Наблюдающееся ь иены повышение концентраций металлов ь мидиях, по сравнению с шчлем, очевидно, связано с увеличением поступления элементов в воды ааливов с- поверхностным паводковым стоком.

оскшш выводы

1. Вво и размер моллюсков оказывает большее влияние на содержание металлов а их тканях, чем возраст. В беломорских мидиях в возрасте от 3 ео 1? лет с увеличением линейного размера и массы иолл(исков концентрации Ре. Мп, Си, Р!>, СИ уменмгиогоя. В мидиях

лунного возрастного диапазона концентрации 7,п, Сг, Ш практически не изменяются. И онтогенезе беломорских мидий имеется размерно-возрастной /шапазон, внутри которого концен фации металлов в моллюсках практически не изменяются. В литоральных поселениях это моллюски в возрасте 5-10-лет, с д.п'ной р; Корины 35-45 мм, которых, наиболее целесообразно использовать для долговременного мониторинга тяжелых металлов на Ее.том море.

2. Выявлено, что сезонная динамика концентраций моментов п мидиях Белого моря, в отличие от мидий более южных морей.выражена слабо из-за низких потерь массы моллюсков при нересте и меньших рбсолютных потерь количества металлов.

Наибольшие концентрации металлов в литоральных беломорских мидиях наблюдаются в июне, в связи с увеличением содержаний металлов в среде в половодье.

МидиевыЯ контроль состояния морской среды на Белом море молно проводить г любое время, исключая период весеннего паводка, но наиболее подходящим для регулярного монк/оринга месяцем является сентябрь, период наиболее стабильного состояния В среде и физиологии мидий.

3. Специфической особенностью естественных биотопов мидии в Белом море является зьлленность грунтов, обусловлигаюшая обогащение субстрата доступными для Оиоты (юрмами элементов. Поэтому литоральные моллюски этого моря содержат повышенные кониен>;>аиии Ге, Си, Сс), Ш , Сг по сравнению с моллк сами, обитающими как в тпще воды на искусственных субстратах, так и на более типичных для мидий скальных грунтах.

4.. Для долговременного мониторинг* тяжелых металлов на Белом море рекомендуется использовать ют.. альных милиЯ, кчк н-'иГсле» доступный и многочисленный материал. Лл.ч сраинительной Тг~

- со -

лого мори с другими акваториями следует использовать моллюсков, выращиваемых в тол™е воды.

5. <Еоновые уровни содержания металлов п тканях лк^ральных мидий Белого моря "оставляют для: железа - 80-150; марганца -4,5-6; мели - 6-7; цинка - 70-90; свинца - 3-4; кадмия - 1,3-2; хрома - 2,5-3,6; никеля - 3-5 мкг/г сух. массы.

Оценка районов размещения марикульаур"ых хозяйств по содержанию тяжелых металлов в выращиваемой мидии свидетельствует об удовлетворительнок. состоянии акваторий, поскольку производимый в них товарный продукт отвечает санитарно-гигиеническим требованиям.

6. исследование концентраций микроэлементов в обыкновенной мидии показало, что

а) виды кутовой части Кандалакшского залива обогащены медью, никелем шарашя. в связи с распространенностью в Г^ломорском геологическим районе архейских основных и ультраосновных горных погод, обогащенных этими элементами, и разработкой медно-никелевых место, эждекий, загрязняююх водотоки, поступающие в Кандалакшский валив, б) воды Онежского залива по сравнению с Кандалакшским, имеют повышенные уровни железа, марганца иеди и цинка как за счет 5ольше1 о терригенного стока, так и за счет высокой атмосферной состаЕчяюшей баланса микроэлементов.

Список работ, опубликованных по име диссертации:

1. Ч.'тзнова Е. Е . Кавун В. Я. , Христофорова Н. К. Оценка химико-экологических условий в районах культивирования моллюсков по микроаленентному составу съедобной мййин// Биология моря. 1988. N4. г 71-74.

2. Христ офорова К К. , Кавун В. Я. , Чернова Е. Н. Биомониторинг

тяжелых металлов в северо-западной части Тихого океана // Теа. докл. 2 Тихоокеанского симпозиума по морским наукам. Находка.

1988. 0.47-48.

3. Хриетофэрова Н.К., Чер юва В. Я Микроэлементный состав гигант кой устрицы из зал. ГЬсьета (Японское кюре) // Виол. моря.

1989. N5. С. 54-60.

4. Христофорова Е 1С . Чернова Е. Н. , Кавун а Я Оценка состояния вод заповедных акваторий Приморья по иикроэлементному составу биоиндикаторов // Тез. докл. Всес. конф. Заповедники СССР - их настоящее и будущее, йэвгород. 1990. 4.1. С. 371-373.

5. Христофорова Н. К.. Чернова Е. Е Оценка экологической ситуации в вершине Амурского залива Японского моря по иикроэлементном", составу гигантской устрицы/*/ Виол. моря. 1991. N5. С. 75-82.

6. Чернова Ё. Н. Концентрации тлкедых металлов в промысловых моллюсках зад. Петра Великого// Тез. докл. 2 Всес. конф. по рыбо-хоеяйственной токсикологии. С-Петербург. 1991. С. 251-2Б2.

7. Чэрнова Е. Н., Хрнстофорова II Н. Микроэлементный состав мидий, выращиваемых на Белом море // Тев. докл. У Региональной конф. по проблемам изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов ^лого моря (Петрозаводск, сентябрь 1992). 1992. С. 252-253.

8. Чернова Е. а Беломорская мидия МуШиэ е(1иПз: изменение концентраций металлов в тканях в свяаи с размером и воарас.ом моллюсков // Биол. моря, в печ.