Научная статья на тему 'Хлорированные углеводороды в крабе-стригуне Chionoecetes Opilio Баренцева моря'

Хлорированные углеводороды в крабе-стригуне Chionoecetes Opilio Баренцева моря Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
93
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
Баренцево море / краб-стригун / мышцы / гепатопанкреас / хлорорганические пестициды / полихлорбифенилы / токсичность. / the Barents Sea / snow crab / muscles / hepatopancreas / organochlorine pesticides / polychlorobiphenyls / toxicity.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — А. Ю. Жилин, Н. Ф. Плотицына

Определены хлорированные углеводороды в 12 пробах мышц и гепатопанкреаса взрослых самцов краба-стригуна Chionoecetes Opilio, отобранных донным тралом в трех промысловых районах на востоке Баренцева моря. В нерыбных объектах промысла (в том числе ракообразных) не нормируется содержание хлорорганических пестицидов и полихлорбифенилов, но, тем не менее, они присутствуют в мышцах и гепатопанкреасе краба-стригуна C. Opilio. Полученные результаты указывают на низкий уровень загрязнения краба-стригуна C. Opilio Баренцева моря хлорированными углеводородами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — А. Ю. Жилин, Н. Ф. Плотицына

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CHLORINATED HYDROCARBONS IN THE SNOW CRAB CHIONOECETES OPILIO OF THE BARENTS SEA

Chlorinated hydrocarbons in 12 samples of muscle and hepatopancreas of adult males of the snow crab Chionoecetes Opilio, sampled by bottom trawl in the three fishing areas in the East of the Barents Sea were determined. The content of organochlorine pesticides and polychlorobiphenyls is not normalized in non-fish objects of fishery (including crustaceans), but nevertheless they are present in the muscles and hepatopancreas of the snow crab. The results indicate a low level of contamination of the snow crab of the Barents Sea with chlorinated hydrocarbons.

Текст научной работы на тему «Хлорированные углеводороды в крабе-стригуне Chionoecetes Opilio Баренцева моря»

УДК 595.384.2(268.45)

А.Ю. Жилин, Н.Ф. Плотицына

Полярный филиал ФГБНУ «ВНИРО» (ПИНРО им.Н.М. Книповича), Мурманск, 183038 e-mail: zhilin@pinro.ru

ХЛОРИРОВАННЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ В КРАБЕ-СТРИГУНЕ CHIONOECETES OPILIO

БАРЕНЦЕВА МОРЯ

Определены хлорированные углеводороды в 12 пробах мышц и гепатопанкреаса взрослых самцов краба-стригуна Chionoecetes Opilio, отобранных донным тралом в трех промысловых районах на востоке Баренцева моря. В нерыбных объектах промысла (в том числе ракообразных) не нормируется содержание хлорорганических пестицидов и полихлорбифенилов, но, тем не менее, они присутствуют в мышцах и гепатопанкреасе краба-стригуна C. Opilio. Полученные результаты указывают на низкий уровень загрязнения краба-стригуна C. Opilio Баренцева моря хлорированными углеводородами.

Ключевые слова: Баренцево море, краб-стригун, мышцы, гепатопанкреас, хлорорганические пестициды, полихлорбифенилы, токсичность.

A.Yu. Zhilin, N.F. Plotitsyna

Polar branch of "VNIRO" (PINRO named after N.M. Knipovich), Murmansk, 183038 e-mail: zhilin@pinro.ru

CHLORINATED HYDROCARBONS IN THE SNOW CRAB CHIONOECETES OPILIO

OF THE BARENTS SEA

Chlorinated hydrocarbons in 12 samples of muscle and hepatopancreas of adult males of the snow crab Chionoecetes Opilio, sampled by bottom trawl in the three fishing areas in the East of the Barents Sea were determined. The content of organochlorine pesticides and polychlorobiphenyls is not normalized in non-fish objects of fishery (including crustaceans), but nevertheless they are present in the muscles and hepatopancreas of the snow crab. The results indicate a low level of contamination of the snow crab of the Barents Sea with chlorinated hydrocarbons.

Key words: the Barents Sea, snow crab, muscles, hepatopancreas, organochlorine pesticides, polychlorobiphenyls, toxicity.

Хлорированные органические пестициды (ХОП) и полихлорированные бифенилы (ПХБ) -стойкие органические загрязнители (СОЗ) глобального распространения, природные аналоги которых отсутствуют. Длительное время они широко применялись без контроля использования. В результате это привело к накоплению этих соединений в различных компонентах наземных и морских экосистем [1]. Известно, что распределение хлорорганических соединений в морских организмах отличается неоднородностью и их повышенным содержанием в органах депонирования и тканях с высоким содержанием жира [2].

В работе использованы пробы краба-стригуна Chionoecetes Opilio, отобранные донным тралом в трех промысловых районах на востоке Баренцева моря: Гусиной банке, части Новоземель-ского мелководья и Вайгачском районе. На рис. 1 представлена схема станций отбора проб краба-стригуна в Баренцевом море в июне 2018 г. Отбор, пробоподготовка и аналитические измерения выполнены в соответствии с методическими руководствами ИКЕС и ФАО [3-5]. Всего выполнено определение хлорорганических пестицидов и полихлорбифенилов в 12 пробах мышц и гепатопанкреаса взрослых самцов краба-стригуна C. Оpilio.

Хлорированные органические пестициды [а-,Р-, у-гексахлорциклогексан (ГХЦГ), гексахлор-бензол (ГХБ), цис-, транс-хлордан, цис-, транс-нонахлор, оксихлордан, изомеры и метаболиты

дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) и полихлорированные бифенилы (конгенеры с номерами IUPAC28, 31, 52, 99, 101, 105, 118, 138, 153, 156, 180)] были определены методом газовой хрома-то-масс-спектрометрии с использованием спектрометра GCMS-QP2010 Plus производства «Shi-madzu» с капиллярной кварцевой колонкой HP-5MS (l = 30 м). Индивидуальные соединения идентифицировались в режиме выбранных ионов (SIM).

Рис. 1. Схема станций отбора проб краба-стригуна в Баренцевом море (НИС «Профессор Бойко», рейс № 50, июнь 2018 г.)

Калибровочные растворы готовили из сертифицированных индивидуальных кристаллических веществ фирмы «Sigma-Aldrich». Результаты анализа обрабатывались автоматически с использованием программного обеспечения «GCMSsolution 2.5». Контроль качества аналитических измерений проводили с использованием сертифицированного стандартного образца NISTSRM 2974a (Organochlorines in freeze-dried mussel tissue).

Среднее содержание в органах краба-стригуна изомеров ГХЦГ (£ГХЦГ), ГХБ, суммы изомеров хлордана и суммы изомеров и метаболитов ДДТ(^ДДТ) показаны на рис. 2.

1 2 3 4 5 6 123456

Станция Станция

а б

Рис. 2. Среднее суммарное содержание изомеров ГХЦГ в мышцах (а) и гепатопанкреасе (б)

краба-стригуна Баренцева моря

Отношение содержания более стабильного изомера а-ГХЦГ к менее стабильному изомеру у-ГХЦГ (а-ГХЦГ / у-ГХЦГ > 1) в мышцах краба-стригуна С. ОрШо говорит о давнем поступлении этого пестицида в морскую среду.

Суммарное содержание метаболитов о,р'-ДДЕ, р,р'-ДДЕ, о,р'-ДДД и р,р'-ДДД в исследованных мышцах находилось на уровне свыше 80% от ^ДДТ, что превышало содержание изомера р,р'-ДДТ в 8-10 раз. Это подтверждает длительный процесс трансформации ДДТ в более стойкие метаболиты и говорит о давности загрязнения окружающей среды этим пестицидом [6, 7].

Наибольшее суммарное содержание изомеров ГХЦГ обнаружено в мышцах краба-стригуна (0,39 нг/г сырой массы), выловленного на ст. 1 в Вайгачском промысловом районе. Максимальное содержание ГХБ определено в мышцах краба-стригуна (0,60 нг/г сырой массы) из промыслового района южной части Новоземельского мелководья (ст. 2) (рис. 3).

£ 5 х а

та

О) 5

II £ -

а

О I

0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

1Е1Я

* 3 Р- Л

и т

3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5 —

3 4 Станция

3 4 Станция

б

Рис. 3. Среднее содержание ГХБ в мышцах (а) и гепатопанкреасе (б) краба-стригуна Баренцева моря

В СССР, а позднее и в Российской Федерации изомеры хлордана в качестве пестицидов никогда не применялись, зато широко использовались в странах Евросоюза и Соединенных Штатах Америки. В водных массах Баренцева моря эти соединения идентифицируются в очень малых концентрациях, в основном в водах Северо-Атлантического течения, однако в результате накопления при передаче по пищевой цепи их содержание в водных организмах заметно возрастает. Самое высокое содержание суммы изомеров хлордана определено в мышцах краба-стригуна (0,88 нг/г сырой массы), выловленного донным тралом в промысловом районе южной части Новоземельского мелководья (ст. 3). В мышцах всех исследованных проб краба-стригуна доминировал транс-нонахлор.

Остаточные количества хлорорганических пестицидов в гепатопанкреасе краба-стригуна были значительно выше, чем в мышцах. У краба-стригуна С. ОрШо гепатопанкреас - это орган системы пищеварения, который совмещает функции поджелудочной железы и печени, поэтому содержание хлорированных углеводородов в нем было значительно больше по причине того, что в печени, как органе депонирования, накопление загрязняющих веществ осуществляется в первую очередь. Наряду с этим, гепатопанкреас содержит значительное, в сравнении с мышечной тканью, количество жира, а все хлорорганические соединения имеют липофильные свойства, т. е. легко растворяются в жирах [2]. Среднее содержание жира в гепатопанкреасе исследованных крабов составляло 10,3 ± 2,4%, а в мышцах - 0,52 ± 0,05%. Самое значительное содержание суммы изомеров ГХЦГ (5,83 нг/г сырой массы) найдено в гепатопанкреасе краба-стригуна, выловленного на ст. 3 части Новоземельского мелководья (рис. 2). Максимальное количество ГХБ (2,97 нг/г сырой массы) определено в гепатопанкреасе краба-стригуна со ст. 5 части Новоземельского мелководья (рис. 3). Самое значительное содержание суммы изомеров хлордана (2,51 нг/г сырой массы) изомеров и метаболитов ДДТ (20,9 нг/г сырой массы) найдено в гепатопанкреасе краба-стригуна со ст. 3 из того же района (рис. 4, 5).

а б

Рис. 4. Среднее суммарное содержание изомеров хлордана в мышцах (а) и гепатопанкреасе (б)

краба-стригуна Баренцева моря

а

Рис. 5. Среднее суммарное содержание изомеров и метаболитов ДДТ в мышцах (а) и гепатопанкреасе (б)

краба-стригуна Баренцева моря

Отношение содержания изомеров ГХЦГ, а также изомеров и метаболитов ДДТ в гепатопан-креасе исследованных крабов показало давний характер загрязнения этими пестицидами морской среды.

На рис. 6 представлено среднее содержание суммы конгенеров полихлорированных бифе-нилов в мышцах и гепатопанкреасе краба-стригуна Баренцева моря.

123456 123456

Станция Станция

а б

Рис. 6. Среднее суммарное содержание конгенеров ПХБ в мышцах (а) и гепатопанкреасе (б)

краба-стригуна Баренцева моря

Среднее содержание суммы конгенеров ПХБ в мышечной ткани исследованных крабов варьировало от 1,31 до 2,32 при среднем значении 1,58 ± 0,35 нг/г сырой массы, в гепатопанкреасе - от 9,11 до 30,7 при среднем значении 18,5 ± 7,2 нг/г сырой массы. По причине высокой жирности содержание ПХБ в гепатопанкреасе крабов почти в 12 раз превышало их содержание в мышечной ткани. В исследованных мышцах и гепатопанкреасе краба-стригуна преобладали конгенеры с номерами по номенклатуре IUPAC: 118, 138 и 153, составляющие в среднем более 70% от ^ПХБ (рис. 7), что свидетельствовало о техногенной составляющей загрязнения среды их обитания коммерческими смесями ПХБ типа Aroclor, российскими аналогами которых являются конденсаторное масло «Совол» и трансформаторное масло «Совтол-10». Основными поли-хлорбифенилами, входящими в состав «Совтола» или «Совола», являются соединения с номерами 52, 101, 118, 138 и 153, содержание которых в мышцах краба-стригуна составляло в среднем 86,1 ± 4,0 %, а в гепатопанкреасе - 87,2 ± 2,0 % от £ПХБ (рис. 7).

Самое высокое содержание полихлорированных бифенилов (30,7 нг/г сырой массы) найдено в гепатопанкреасе самца краба-стригуна, выловленного в южной части Новоземельского мелководья на ст. 3. В соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01 в нерыбных объектах промысла и продуктах их переработки (в том числе и ракообразных) не нормируется содержание ХОП и ПХБ [8], тем не менее они присутствуют в мышцах и гепатопанкреасе краба-стригуна C. Opilio Баренцева моря.

0,35 0,3

LD I 0,25

X L>

с £ 0,2

£ 1

X >5 0,15

Л5 О

I. г 0,1

О) <-î

о -t 0,05

и I

0

™ Краб j.__

» «Совтол-10»

лЖ.

50

о" 40 го

Ё ?

28 52 101 105 118 138 153 156 180 Конгенер ПХБ

105 118 138 Конгенер ПХБ

б

Рис. 7. Содержание конгенеров ПХБ в «Совтоле-10», а также в мышцах (а) и гепатопанкреасе (б)

краба-стригуна Баренцева моря (ст. 2)

Некоторые хлорированные углеводороды, к которым относятся ПХБ и пестициды, являясь диоксиноподобными соединениями, имеют те же токсические свойства, что и диоксины, а механизмы их действия на живые организмы идентичны. В международной шкале факторов эквивалентной токсичности (I-TEF) за эталон токсичности принимается наиболее сильный по своей биологической активности и хорошо изученный 2,3,7,8-тетрахлордибензо-р-диоксин (2,3,7,8-ТХДД). Его фактор эквивалентной токсичности принимается за 1. Так, для конгенеров полихлорбифени-лов с номерами 105, 118, 156 и 180, обнаруженных в органах и тканях исследованных образцов краба-стригуна, факторы эквивалентной токсичности составляют 0,0001, 0,0001, 0,0005 и 0,00001 ед. соответственно, а для пестицида гексахлорбензол - 0,001 ед. [9]. Средняя токсичность по сумме диоксиноподобных хлорированных углеводородов в мышцах краба-стригуна, выраженная в единицах токсического эквивалента, варьировала от 0,11 до 0,66 пг ТЭ/г сырой массы при среднем значении 0,25 ± 0,19 пг ТЭ/г сырой массы, а в гепатопанкреасе - от 1,67 до 3,54 пг ТЭ/г сырой массы при среднем значении 2,63 ± 0,79 пг ТЭ/г сырой массы. Средняя суммарная токсичность диоксиноподобных хлорированных углеводородов, обнаруженных в мышцах краба-стригуна, была во всех случаях меньше 1, а в гепатопанкреасе - больше 1. Максимальная величина этого показателя найдена в гепатопанкреасе краба-стригуна (3,54 пг ТЭ/г сырой массы), выловленного в южной части Новоземельского мелководья ст. 5.

Полученные результаты указывают на низкий уровень загрязнения краба-стригуна С. ОрШо Баренцева моря стойкими органическими загрязнителями, который не может оказывать существенного влияния на состояние запасов этого важного промыслового объекта.

а

Литература

1. Израэль Ю.А., Цыбань А.В. Антропогенная экология океана. - М.: Наука, 2009. - 532 с.

2. Kelly A.G., Campbell D. Persistent Organochlorine Contaminants in Fish and Shellfish from Scottish Waters // Scottish Fisheries Research Report. - 1994. - № 54. - 26 p.

3. ICES Guidelines for Monitoring Contaminants in Fish and Shelfish and in Sediments / Six Year Review of ICES Coordinated Monitoring Programmes // Coop. Res. Report. - 1984. - № 126. - P. 96-100.

4. Manual of Methods in Aquatic Environment Research. Part 2. Guidelines for Use of Biological Accumulators in Marine Pollution Monitoring // FAO Fisheries Technical Paper. - 1976. - № 150. -76 p.

5. Manual of Methods in Aquatic Environment Research. Part 3. Sampling and Analyses of Biological Material // FAO Fisheries Technical Paper. - 1976. - № 158. - 124 p.

6. Современный уровень загрязнения хлорированными и нефтяными углеводородами донных отложений губы Печенга Баренцева моря / Г.Г. Матишов, В.М. Савинов, С. Дале и др. // Доклады РАН. - 1998. - Т. 361, № 3. - С. 425-427.

7. Баярова М.Д., Лукьянова О.Н. Хлорированные углеводороды в гидробионтах залива Посьета Японского моря // Изв. ТИНРО. - 2006. - Т. 145. - С. 271-278.

8. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов (Сан-ПиН 2.3.2.1078-01). - М.: Минздрав РФ, 2002. - 164 с.

9. Майстренко В.Н., Клюев Н.А. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. - 323 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.