Научная статья на тему 'Ранняя чувствительность педобионтов к тяжелым металлам: причины и обоснование'

Ранняя чувствительность педобионтов к тяжелым металлам: причины и обоснование Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

CC BY
98
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Ганин Г. Н.

В случае загрязнения почвы у беспозвоночных педобионтов с наименьшими фоновыми (равно как и стехиометрическими) концентрациями Pb, Zn, Co и Sr, а также с высоким содержанием белка в теле раньше других повышается уровень этих ТМ в биомассе и проявляются иные признаки интоксикации. Именно такие беспозвоночные являются наиболее чувствительными индикаторами изменений как техногенного, так и природного содержания металлов в почве. Это имеет определяющее значение для ранней индикации загрязнения ТМ и должно учитываться при нормировании ПДК для почвы.

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

Текст научной работы на тему «Ранняя чувствительность педобионтов к тяжелым металлам: причины и обоснование»

то время как на окраине города он составил 1,286. Более низкие показатели выравненности на пляже в совокупности с высокой степенью доминирования ^ = 0,23) могут свидетельствовать о том, что здесь сформировалось своеобразное сообщество жесткокрылых, адаптированное к повышенной рекреационной нагрузке.

Иначе обстоит дело с жуками, обитающими рядом с кромкой воды. Так, по мере увеличения рекреационной нагрузки со стороны населения видовое богатство остается достаточно стабильным на всех стационарах, но численность особей падает втрое. Ярко выраженным доминантом, который встречался и преобладал на всех исследованных территориях, был Bembidion articula-tum. Кроме него, на окраине города в числе преобладающих видов были отмечены B. azurescens и B. obliguum. На стационаре «Новобелицкий мост» со слабой степенью антропогенной нагрузки, кроме указанных жужелиц B. articula-

tum и B. obliguum, в числе доминантов зафиксирован листоед Ph. laevigatus. На пляже доминировали только два вида: B. articulatum и B. azurescens. Показатели разнообразия на стационаре «Пляж» (высокое информационное разнообразие при такой же выравненности) могут говорить о достаточно нарушенном сообществе.

Таким образом, в результате исследования можно сделать ряд выводов:

1. Видовое богатство жесткокрылых, обитающих в береговых урбоценозах р. Сож, слабо зависит от степени антропогенной нагрузки.

2. Рекреация оказывает значительное влияние на видовую структуру сообществ, проявляющуюся в смене доминирующих видов и неравномерности обилия жесткокрылых.

3. Сообщества, находящиеся в некотором удалении от берега, более устойчивы к воздействиям со стороны населения, нежели участки у самой кромки воды.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Галиновский Н. Г. Особенности структуры сообществ жесткокрылых-гидробионтов (Insecta, Coleoptera) ряда водных объектов Минска / Н. Г. Галиновский // Изв. Гом. гос. ун-та. — 2007. — № 1. — С. 105—109.

2. Молодова Л. П. Структура фауны жесткокрылых-герпетобионтов в биотопах Гомеля / Л. П. Мо-лодова // Вестн. Бел. гос. ун-та. Сер. 2. Химия. Биология, География. — 1990. — № 3. — С. 39—42.

3. Arndt U. Die Stadt als Okosystem — Eine EinfUhrung / U. Arndt // Okologische Probleme in Verdichtungsgebieten. Tagung Uber Umweltforschung an der Univ. Hohenheim Stuttgart (Ulmer). — Stuttgart, 1987. — P. 16—27.

Поступила 22.12.08.

DA Г Г 66 хСАЙОАЁОДЁи Г I nOU Ї ДА і АЁ і Г G і А Ё Об^ДЁи 1 1 A0AЁЁA1 і '1^ЁхЁ Г и Ё і А I N Г I AA ГёД А. Г.Aafef

А Пёо+aa gaaЭyg^a^ёy I'T+aQ о aam'TgaTn-н Q0 ЇaaTaёT^0Ta n Таё^^ё^ 6TTT-aQ^ ^aaTT ёаё ё nOaOёT^aOЭё-anёё^ё) ёT^Oa^OЭaOёy^ё Pb, Zn, Co ё Sr, a oaёжa n aQnтёё^ nтaaэжa^ёa^ aaёёa a oaёa Эa^u0a аЭоаёо NaQ0aaony oэтaa^u y0ёo 01 a aёT lanna ё їЭTyaёy^ony ё^Qa їЭёg^aёё ё^OTёnёёaOёё. ElanT oaёёa aam'TgaT-TT-TQa yaёy^ony ^aёaтёaa -oanoaёoaёu^qiё ё^aёёaoтэa^ё ёg^a^a^ёё ёаё oaoTT-aaTTTaT, oaё ё їЭёЭTa^TaT nTaaЭжa^ёy ^aoaёёTa a Їт-aa. YoT ёlaao TїЭaaaёy^йaa gra-a^a aёy Эa^^aё ё^aёёaOёё gaaэyg^a^ёy 01 ё этёжтт o--^oQaaouny їЭё ттЭ-^ёЭTaa^ёё IAE aёy їт-aQ.

В случае загрязнения почвы у беспозвоноч- ми Pb, Zn, Co и Sr, а также с высоким содержа-ных педобионтов с наименьшими фоновыми нием белка в теле раньше других повышается (равно как и стехиометрическими) концентрация- уровень данных тяжелых металлов в биомассе и

16 ААПОГЕЁ 1 ТбаТапёТаТ бГёаабпёЬаоа | 2009 | 1

проявляются иные признаки интоксикации. Пе-добионты — наиболее чувствительные индикаторы изменений как техногенного, так и природного содержания металлов в почве. Это имеет определяющее значение для ранней индикации загрязнения тяжелыми металлами и должно учитываться при нормировании ПДК для почвы. Выбор перспективных педобионтов по конкретным металлам и в конкретных условиях возможен на основе так называемых рядов чувствительности тест-объектов [1].

Такое утверждение в самом общем виде может быть обосновано следующим образом. Балансовый подход миграции элементов по трофической цепи подразумевает, что

В = В0 - (В + В );

г 0 ' е т''

(1)

Ч - (Ве + Вт) > 0, когда В0 > В* (2)

где Вг — доза поллютанта, зарегистрированная тест-объектом; В0 — доза поллютанта, попавшая в него; (Ве +Вт) — доза поллютанта, соответственно, выведенная из тест-объекта и обезвреженная организмом (вовлеченная в его нормальные биохимические циклы); Вл — пороговая доза поллютанта, с которой его поступление начинает опережать выведение.

Известно также, что поступающая доза вещества должна согласовываться со скоростью его выведения из организма, сохраняя при этом баланс [2]. Если поступление опережает выведение, баланс нарушается. Чем больше поступившая (накопившаяся) доза поллютанта относительно его содержания в биомассе, тем интенсивнее нарушается баланс и тем быстрее проявляются фиксируемые признаки интоксикации. Это может быть выражено следующим образом:

Рте = В - (Ве + Вт)] / С (3)

или: Р = В / С., (4)

те г ь х '

где С. — содержание поллютанта в биомассе тест-объекта; Р — поток элемента через тест-

7 те г

объект, измеряемый в долях единицы.

При этом очевидно, что чем выше значение Рте, тем интенсивнее проходит интоксикация, что и отмечается в нашем случае с земляными червями. Поступающая доза металла рассчитывается по показателям пищевой активности конкретных видов педобионтов в исследуемом биотопе [1].

Например, Ррь червей > Ррь моллюсков (0,1 / 5 > 0,1 / 10 соответственно). Действительно, у земляных червей, как показывают эксперименты, признаки интоксикации проявляются раньше [2; 3]. Черви являются более чувстви-

тельными тест-объектами в отношении свинца, чем моллюски: при загрязнении почвенного яруса у них первых отмечается рост концентрации этого металла в биомассе, они первыми и погибают. С момента, когда емкость биоиндикатора в диапазонах I—IV исчерпана, а процесс поступления поллютанта продолжается, как это бывает в условиях хронического загрязнения, начинаются нарушения нормальных биохимических процессов в организме на уровне клетки. Очевидно, вследствие известных причин у оли-гохет раньше других включается механизм закона «все или ничего».

С использованием данных обозначений понятие «порог чувствительности биоиндикатора» — это минимальная накопившаяся доза пол-лютанта Вг шт в диапазоне IV, способная вызвать фиксируемые признаки интоксикации тест-объекта. Такая доза соответствует наименьшей разнице попавшего Вл и выведенного / обезвреженного количества поллютанта. Чем меньше эта разница, тем ниже порог и тем чувствительнее биоиндикатор. Являясь мерой чувствительности тест-объекта, этот параметр для межвидового сравнения может быть выражен относительной величиной:

^ = В - (Ве + Вт)] / В0 или: Я = Вг шт / В0.

(5)

(6)

Величина Я измеряется в долях единицы: чем меньше ее значение, тем чувствительнее тест-объект. Ранее было показано наличие двух стратегий взаимоотношения водных моллюсков с металлами [2].

Аналогичная картина происходит, как мы видим, и у педобионтов.

1. Биоконцентрирование — способность организма концентрировать в себе определенные химические элементы из окружающей среды. Регулируется на уровне транспортных потоков. Определяется биофильностью элемента и его физиологичными нормами. При этом В0 < Вл и содержание металла в организме не достигает верхних предельных концентраций. На абиогенные элементы биоконцентрирование не распространяется.

2. Биоаккумуляция — рост концентрации элемента в организме выше физиологичного значения, т. е. процесс накопления металла. При этом В0 > ВЛ. Регуляция направлена на депонирование элемента в неактивной форме. Когда содержание поллютанта в организме достигает верхних предельных концентраций, емкость биоиндикатора исчерпывается и начинаются необра-

Йабёу «АёТёТаё-^пеёй Гаоеё»

17

тимые изменения. Это проходит исключительно в условиях загрязнения или геохимических аномалий. Биоаккумуляция возможна для всех групп химических элементов.

Вторая стратегия реализуется начиная с какой-либо предельной концентрации поллютанта в среде обитания. В водной токсикологии используется индекс критической концентрации

аккумуляции, а для почв это эффект-ориентиро-ванные величины критических концентраций КОЕС и ЕСх (на адсорбционной кривой в диапазоне IV), после которых проявляются видимые признаки интоксикации педобионтов. Реакция на такую концентрацию вещества в почве видоспецифична для каждого тест-объекта и конкретного металла.

АЁАЁЁ I АВАОЁхАМЁЁЁ N'1^ I Е

1. Ганин Г. Н. Почвенные животные Уссурийского края / Г. Н. Ганин. — Владивосток ; Хабаровск : Дальнаука, 1997. — 160 с.

2. Ганин Г. Н. Пороговый эффект у беспозвоночных при миграции тяжелых металлов в трофической цепи почва — педобионты / Г. Н. Ганин // Вестн. ДВО РАН. — 2008. — № 1. С. 98—106.

2. Ганин Г. Н. Биотестирование некоторых ксенобиотиков почвенными олигохетеми / Г. Н. Ганин // Агрохимия. — 2008. — № 11. — С. 79—85.

Поступила 22.12.08.

ЁЕN I А I АиА ЕЁАи Ё (ІХОйІйАЕ)

А А I В I Г А^А

N. ї. Ааїїма, N. А. ОааТбое, Ё. А. Аоааааа

А УаЭёбаЭё+апёёо 1 ёёЭТёп Уёаёпао АтЭПажа 6Т91ё9о|эопу опёТаёу, аёааТУЭёуо-Тйа аёу апао поааёё Эадаёоёу ёёайаё, а оаёжа пёёаайаа^опу оаТТоё+апёёа паудё п ГТаоТауйёТё ТЭТёТЭ!ёоаёу1 ё ёё+ёТТё, Тё1б ё ё1ааТ. 1оТтёоаёшТ аипТёау +ёпёаиШи ёёайаё ТоІа+аТа а 2005, 2007 ё 2008 аа. АТ апа аТаи ГЭаТаёаааё й. ге^сШаШэ (57,32 % То ТайааТ ёТёё+апоаа пТаЭаТТйо ёёайаё). I. г і с і пыб аиё ЇТ +ёпёаиШё Та аоТЭТ! Іапоа (29,77 % То ТайааТ ёТёё+апоаа ёёайаё),

й. тагдіпаШБ аиё ТаёТаТаа 1 ТТаТ+ёпёаТ Т и 1 (12,91 %). хёпёаиШи уоёо аёаТа ЇТ аТаа1 ёт'иоиааёа ёТёаааТёу.

Иксодовые клещи играют важную роль в эпизоотологии и эпидемиологии многих трансмиссивных природно-очаговых заболеваний, поэтому разработка комплексной системы защиты от клещей является ведущим компонентом профилактики боррелиоза Лайма, клещевых энцефалитов, лихорадки Q, туляремии. В последние годы большой интерес вызывают сообщества, складывающиеся в условиях городов [1; 2]. Воронежская область относится к территориям, эндемичным по целому ряду природно-очаговых инфекций, в том числе трансмиссивных. Регистрируется заболеваемость природно-очаговыми инфекциями: туляремией, болезнью Лайма, лихорадкой Q. В Воронеже, в пределах которого находятся обширные территории, пригодные

для существования иксодовых клещей и их хозяев, могут сложиться антропургические очаги ряда заболеваний с природной очаговостью.

При обследовании парков и скверов внутри города не выявлено иксодовых клещей. Это объясняется недостаточностью прокормителей и невозможностью установления прочных связей клещей с хозяевами. Важным фактором, влияющим на выживание иксодид, является отсутствие остатков листьев и почвенной подстилки в парках и скверах, в результате чего нет необходимых микроусловий для выживания яиц, зимовки личинок и нимф.

Совершенно иные условия складываются в лесопосадках, лесопарках, лесных массивах на окраине города, в зоне отдыха, на городских

18

ААЯОГЕЁ 1 ТЭаТапёТаТ оГёааЭпеоаоа | 2009 | 1 1

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.