CC BY
15УДК [664.95+669.4+669.73:585.272](265.5)"2016-2020"
Л.А. Позолотина1' 2, А.В. Климова2
1 Камчатский филиал Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (КамчатНИРО), Петропавловск-Камчатский, 683000;
2 Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: Pozolotina84@gmail. com
ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ Zn, Pb И Cd У БУРОЙ ВОДОРОСЛИ FUCUS DISTICHUS SUBSP. EVANESCENS В АВАЧИНСКОЙ ГУБЕ (ЮГО-ВОСТОЧНАЯ КАМЧАТКА)
В 2016-2020 ГОДАХ
Приведены данные о содержании токсичных металлов (Zn, Pb, Cd) у бурой водоросли Fucus distichus subsp. evanescens северо-восточной части Авачинской губы. Выявлена динамика содержания Zn, Pb, Cd у вида-монитора из исследуемой акватории с 2016 по 2020 гг. Проанализированы образцы, собранные в 2020 г. с июня по август в прибрежной зоне бухт Сероглазка и Раковая, вблизи сопки Никольской и мыса Санникова. Полученные результаты микроэлементного анализа сравнивали с данными за 2016 г. Было отмечено снижение содержания токсичных металлов Pb и Cd у фукуса из северо-восточной части Авачин-ской губы с 2016 по 2020 гг. Статистически значимого различия содержания цинка у фукуса из Авачин-ской губы в период исследований не обнаружено.
Ключевые слова: бурые водоросли, Fucus distichus subsp. evanescens, токсичные металлы, вид-монитор, атомно-эмиссионная спектрометрия с микроволновой плазмой (МП-АЭС), Авачинская губа.
L.A. Pozolotina1' 2, A.V. Klimova2
1 Kamchatka branch of the Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography (KamchatNIRO),
Petropavlovsk-Kamchatsky, 683000;
2 Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchats•kу, 683003 e-mail:Pozolotina84@gmail.com
CHANGE OF Zn, Pb, AND Cd CONTENT IN BROWN ALGAE FUCUS DISTICHUS SUBSP. EVANESCENS IN THE AVACHA BAY (SOUTH-EASTERN KAMCHATKA) IN 2016-2020
Information on the toxic metals (Zn, Pb, Cd) content in brown alga Fucus distichus subsp. evanescens in the north-eastern part of the Avacha Bay was presented. The dynamics of Zn, Pb, Cd content in the biomonitor from the studied water area from 2016 to 2020 was revealed. The samples collected in 2020 from June to August in the coastal zone of Seroglazka and Rakovaya Bays, near the Nikolskaya hill and the Sannikov Cape were analyzed. The results of the trace element analysis were compared with the data obtained in 2016. The toxic metals (Pb, Cd) content decrease in Fucus gathered in the north-eastern part of the Avacha Bay from 2016 to 2020 was noted. The zinc content in Fucus from the Avacha Bay during studied period was not significantly differed in statistic.
Key words: brown algae, Fucus distichus subsp. evanescens, toxic metals, biomonitor, microwave plasma atomic emission spectroscopy (MP-AES), the Avacha Bay.
Авачинская губа (Авачинский залив, юго-западная Камчатка) испытывает хроническое антропогенное воздействие в результате интенсивной судоходной и хозяйственной деятельности от расположенных на ее берегах производственных предприятий и населенных пунктов [1-3]. На берегу северо-восточной части исследуемой акватории располагается г. Петропавловск-Камчатский, на западном берегу - г. Вилючинск и п. Рыбачий. В Авачинскую губу впадают две крупные нерестовые реки: Паратунка и Авача. Вдоль берегов реки Авача расположен г. Елизово.
Природные ресурсы, их современное состояние, охрана., промысловое и техническое использование
Авачинская губа имеет статус рыбохозяйственного водоема. Поскольку состояние природной среды обитания водных биологических ресурсов обусловливает качество морской продукции, то оценка экологической безопасности бухты и обитающих здесь гидробионтов является весьма актуальным и своевременным направлением исследования.
Среди морских бентосных организмов бурые водоросли рода Fucus признаны биомониторами загрязнения окружающей среды [3-5]. Целью настоящего исследования является оценка изменений содержания токсичных металлов (Zn, Pb, Cd) у Fucus distichus subsp. evanescens из Авачинской губы для последующего использования в биомониторинге.
С 2016 г. в Авачинской губе ведется регулярный сбор водорослей-макрофитов для целей биомониторинга металлического загрязнения акватории. Места сбора выбирались с учетом наличия и доступности, подходящих для настоящего исследования, видов. В 2020 г. образцы бурой водоросли F. distichus были собраны в северо-восточной прибрежной части исследуемой акватории в районе бухт Се-роглазка и Раковая, около сопки Никольской и мыса Санникова (рис. 1). Сбор проводили с июня по август 2020 г. Водоросли высушивали на воздухе при комнатной температуре. Для микроэлементного анализа была взята средняя проба каждого образца.
Содержание металлов (Zn, Pb, Cd) в образцах определяли с помощью атомно-эмиссионного спектрометра с микроволновой плазмой Agilent AES-MP 4200 (Agilent Technologies, США). Подготовку к микроэлементному анализу предварительно высушенных при 60оС проб водорослей проводили методом минерализации с азотной кислотой согласно инструкции фирмы - производителя системы кислотного разложения проб Ethos UP (Milestone, Италия). Для контроля точности определений использовали стандартные образцы с аттестованным значением содержания металлов (ЛБ-1, ЭК-1, «ИГХ СО РАН»). Вычисление концентраций элементов и пересчет на абсолютное содержание элемента в микрограммах на один грамм сухой водоросли осуществляли в программе MP Expert (Agilent Technologies, США) [6]. Статистическую обработку полученных данных проводили в программе GraphPad Prism 9.0.2. Достоверность сравниваемых различий содержания металлов в фукусе определяли с использованием критериев Краскела - Уоллиса и Манна - Уитни.
Для сравнительной оценки и выявления изменений содержания металлов у вида-монитора были использованы ранее опубликованные данные [7]. В 2020 г. пробы из бухт Петропавловская и Завойко не были отобраны (в отличие от 2016 г.) по причине значительного сокращения здесь микропопуляций фукуса. В то же время в 2020 г. в анализ были включены образцы из прибрежных зон сопки Никольской и бухты Раковая, характеризующихся наличием портовых сооружений, судоремонтных заводов и многочисленных выпусков канализационных стоков.
Результаты анализа содержания цинка, свинца и кадмия в образцах водорослей из Авачин-ской губы в 2016 и 2020 гг. представлены на рис. 2. Практически во всех выборках, показанных на рис. 2, А и 2, Б, не выявлено статистически значимых различий в содержании токсичных металлов у фукуса из разных мест акватории. Исключение составили значения концентраций цинка из бухт Петропавловская (медианное значение - 62,1 мкг/г) и Завойко (медианное значение -23,6 мкг/г) в 2016 г. Кроме того, отмечена тенденция к большему накоплению цинка и свинца у фукуса из бухт Петропавловская (2016 г.) и Раковая (2020 г.). Медианное значение содержания кадмия (2,08 мкг/г) у растений из бух. Завойко в 2016 г. отличалось от медианного значения содержания этого металла у фукуса из других районов более чем в полтора раза.
Пионерское
Петропавловск-Камчатский
1
2
3
Авачинская губа
4
Вилючинск
Рыбачий
Заозерный
Авачинский залив
Рис. 1. Карта-схема районов сбора водорослей из Авачинской губы в 2020 г.: 1 - бух. Сероглазка, 2 - сопка Никольская, 3 - мыс Санникова, 4 - бух. Раковая
Рис. 2. Содержание металлов Zn, Pb и Cd (мкг/г сух. массы) у Fucus distichus subsp. evanescens из разных районов северо-восточной части Авачинской губы в 2016 г. (А), в 2020 г. (Б) и сравнительная оценка уровней их накопления за период 2016 и 2020 гг. (В). Уровень значимости: * -p < 0,05, ** -p < 0,01
Летом 2020 г. содержание цинка в водорослях варьировало от 15,4 до 50,1 мкг/г сухой массы. Больше всего цинка было обнаружено у фукуса, собранного в июне в бухте Раковая, возле мыса Ильичёва, наименьшее значение - в августе около мыса Санникова. Максимальное значение содержания цинка в 2016 г. у фукуса северо-восточной части Авачинской губы составляло 74,5 мкг/г (бух. Петропавловская), наименьшее значение - 23,2 мкг/г (бух. Завойко) [7]. Диапазон медианных значений содержания цинка у водорослей исследованного района в 2016 г. изменялся от 23,6 до 62,1 мкг/г, в 2020 г. - от 27,4 до 44,6 мкг/г. Концентрация свинца в фукусе в 2020 г. варьировала от аналитического нуля до 12,84 мкг/г (бух. Раковая). Диапазон медианных значений за этот период составлял 0,54-5,95 мкг/г, в 2016 г. - 3,47-5,05 мкг/г. Уровень содержания кадмия у фукуса в 2020 г. изменялся от 0,63 до 2,6 мкг/г, в 2016 г. - от 1,43 до 3,7 мкг/г.
Статистически значимые различия содержания токсичных металлов (Cd, Pb) у вида-монитора из северо-восточной части Авачинской губы были выявлены за два периода. Медиан-
Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование
ные значения содержания свинца и кадмия в 2016 г. составили 3,60 и 2,19 мкг/г сух. массы. В 2020 г. значения концентрации металлов (Pb, Cd) были 1,35 и 1,11 мкг/г сух. массы соответственно. Содержание цинка в водорослях из исследуемой акватории в 2016 и 2020 гг. статистически не различалось.
В результате исследования выявлено снижение содержания токсичных металлов (Pb и Cd) у F. distichus subsp. evanescensm северо-восточной части Авачинской губы с 2016 по 2020 гг. Накопление цинка за период исследований существенно не менялось.
Литература
1. Клочкова Н.Г., Березовская В.А. Макрофитобентос Авачинской губы и его антропогенная деструкция: Монография. - Владивосток: Дальнаука, 2001. - 208 с.
2. Воздействие антропогенного загрязнения на состояние макробентоса в бухте Раковая (Авачинская губа, юго-восточная Камчатка) / Клочкова Н.Г., Климова А.В., Очеретяна С.О. и др. // Вестник КамчатГТУ. - 2016. - № 35. - С. 53-64.
3. Христофорова Н.К. Биоиндикация и мониторинг загрязнения морских вод тяжелыми металлами. - Л.: Наука, 1989. - 192 с.
4. Potential use of algae for heavy metal bioremediation, a critical review / A.K. Zeraatkar, H. Ahmadzadeh, A.F. Talebi, N.R. Moheimani, M.P. McHenry // Journal of Environmental Management. - 2016. - Vol. 181. - P. 817-831.
5. Macroalgae as spatial and temporal bioindicators of coastal metal pollution following remediation and diversion of acid mine drainage / R. Chalkleya, F.Childa, K. Al-Thaqafia, A.P. Deanb, K.N. Whitea, J.K. Pitman // Journal of Ecotoxicology and Environmental Safety. - 2019. - Vol. 182.
6. Determination of macro and micronutrients in plants using the Agilent 4200 MP AES / Clayton G. Liberato, Juan A.V.A. Barros, Alex Virgilio, Raquel C. Machado, Ana Rita A. Nogueira, Joaquim A. Nobrega, Daniela Schiavo. - Agilent Technologies, Inc. 2017. - 5 р.
7. Позолотина Л.А., Климова А.В., Клочкова Н.Г. Содержание Zn, Pb и Cd у бурой водоросли Fucus distichus subsp. evanescens в Авачинской губе (юго-восточная Камчатка) // Материалы XI Всерос. науч.-практич. конф. «Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование». - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2020. -С.143-146.
