Регистрация / Вход
Прислать материал

Микроэлементный состав бурых водорослей-макрофитов б.Киевка (Японское море) как отражение условий морской среды

Сведения об участнике
ФИО
Кобзарь Анна Дмитриевна
ФИО (на английском языке)
Kobzar Anna D.
Название организации
ДВФУ
Информация о докладе
Вид доклада
Постерный доклад
Секция
Биоиндикация и химический анализ в экологическом мониторинге
Название доклада
Микроэлементный состав бурых водорослей-макрофитов б.Киевка (Японское море) как отражение условий морской среды
Соавторы доклада (ФИО, организация, город, страна)
Гринёва Ю.В., Дальневосточный федеральный университет, Россия; Христофорова Н.К., Дальневосточный федеральный университет, Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Россия
Аннотация
Определены концентрации тяжелых металлов в бурых водорослях, собранных в б. Киевка летом 2009 и 2014 гг. Выявлено, что на микроэлементный состав макрофитов данной акватории оказывают влияние преимущественно природные факторы: речной сток и апвеллинг. Антропогенное воздействие в пределах бухты выражено слабо.
Ключевые слова
Японское море, бухта Киевка, загрязнение, тяжелые металлы, биоиндикация
Введение

Мониторинг содержания тяжелых металлов в водоемах и гидробионтах имеет большое практическое значение как в оценке антропогенного воздействия, так и в описании общего микроэлементного состава компонентов среды, формирующегося под воздействием природных источников.

Наблюдение за уровнями тяжелых металлов в среде ведется различными методами: химическими, физическими и биологическими. Среди биологических методов с начала 1970-х гг. широкое распространение получила биоиндикация с использованием водорослей-макрофитов[1].

Бухта Киевка находится на значительном удалении от крупных населенных пунктов и примыкает к Лазовскому заповеднику. Она практически не подвержена антропогенному загрязнению и может рассматриваться как фоновый район при экологической оценке состояния прибрежно-морских акваторий. Поэтому информация о микроэлементном составе гидробионтов бухты имеет научное и прикладное значение.

Таким образом, целью работы явилась оценка микроэлементного состава бурых водорослей, собранных в б. Киевка.

Методы и материалы

Определение загрязнения прибрежных вод тяжелыми металлами проведено с использованием таких бурых водорослей, как Sargassum miyabei, Costaria costata, Fucus evanescens. S. miyabei выбран в качестве индикатора, поскольку он широко распространен в южной части побережья Приморья, C.costata и F.evanescens, напротив, являются более холодноводными видами и характерны для северных прибрежных акваторий Приморского края.

Пробы водорослей отбирали б. Киевка на 5 станциях (рис.1) в августе 2009 и 2014 гг. на глубине 0,5-3 м. При обработке водорослей, подготовке проб к анализу и атомно-абсорбционном анализу на спектрофотометрах Shimadzu AA - 6800 и Nippon Jarrell Ash AA – 85 использовали известные подходы и приемы [1]. Точность определения концентрации всех металлов контролировали, анализируя стандартные образцы (NIES 9.0 “Sargasso”). Ошибка определения не превышала 15 %. Концентрацию металлов выражали в мкг/г сух. массы. Математическая обработка данных осуществлялась в  программе  Excel.

            Рисунок 1: Район работ. 1 - б. Киевка, рифы к северу от м. Суткового, 2 - б. Киевка, о. Скалы, 3 – о-в Второй, 4 - б. Киевка, рифы между б. Чухуненко и МБС "Заповедное", 5 – б. Чухуненко

Полученные результаты

Виды-биоиндикаторы, собранные на всех станциях в пределах акватории, позволяют выявить различия в характере мест обитания. Для б. Киевка такими видами являются C.costata и S.miyabei, собранные в 2009 г. Среднее содержание тяжелых металлов приведено в табл.1

№ станции

 

Год отбора

Вид водоросли

Fe

Mn

Zn

Cu

Cd

Ni

Pb

1

2009

C.costata

144,12

79,61

10,07

4,81

158,33

14,23

7,50

2,58

1,19

0,04

5,68

1,09

7,82

0,94

2

2009

C.costata

215,10

4,38

11,88

0,15

20,37

1,60

2,03

0,16

1,16

0,12

7,09

0,47

6,83

0,51

S. miyabey

243,49

9,82

302,34

31,25

79,52

22,40

10,07

0,86

2,46

0,17

5,47

0,44

6,43

0,54

3

2009

C.costata

109,90

1,04

13,61

0,19

109,80

26,68

2,20

0,22

1,23

0,06

6,85

0,40

7,84

0,65

S. miyabey

409,10

74,45

665,86

87,79

16,16

1,96

2,70

0,51

2,67

0,33

8,80

1,28

7,55

1,74

2014

C.costata

164,11

12,70

9,20

1,39

28,29

2,45

1,65

0,37

0,90

0,14

0,68

0,27

0,90

0,11

F.evanescens

284,74

10,06

187,64

6,64

38,49

5,13

2,08

0,18

1,56

0,15

2,90

0,97

0,96

0,13

S. miyabey

161,84

13,84

162,02

22,62

102,17

14,63

3,42

0,42

1,43

0,14

2,49

0,09

2,99

1,85

4

2009

S. miyabey

215,80

4,41

604,76

21,76

111,82

40,26

2,32

0,09

2,20

0,10

6,41

0,06

5,70

0,10

2014

S. miyabey

455,81

105,42

55,47

0,79

62,31

20,38

2,28

0,26

2,01

0,16

4,04

2,43

0,67

0,26

5

2009

C.costata

112,80

9,79

6,46

1,60

17,08

1,82

1,92

0,39

0,77

0,04

5,33

0,49

0,77

0,04

F.evanescens

953,61

58,74

232,97

32,33

69,27

41,92

2,63

0,14

1,98

0,25

9,69

1,08

5,05

0,43

S. miyabey

170,89

12,25

9,49

0,68

18,84

2,68

1,59

0,39

2,74

0,31

5,14

0,68

5,33

0,35

2014

F.evanescens

284,74

10,06

187,64

6,64

38,49

5,13

2,08

0,18

1,56

0,15

2,90

0,97

0,96

0,13

Таблица 1: Среднее содержание тяжелых металлов (мкг/г) в талломах бурых водорослей, собранных в б. Киевка(m±σ). В числителе приведено среднее значение, в знаменателе – стандартное отклонение

 

Коммунально-бытовое воздействие характеризуют такие металлы, как медь и цинк. В наибольших количествах данные металлы обнаружены в талломах костарии, собранных у м. Суткового. Повышенным содержанием меди и цинка отличаются саргассы, собранные у о.Скалы. Недалеко от данных станций в бухту одним из рукавов впадает р.Киевка, протекающая вдоль населенных пунктов и вбирающая в себя их стоки. Высоким содержанием Zn отличаются и талломы C.costata, собранные у о.Второй. Максимальные концентрации данных металлов в саргассах характерны для рифов, находящихся недалеко от морской биологической станции «Заповедное», на которой в летний период проживает большое число студентов. В целом водоросли, собранные в других частях бухты, отличаются невысоким содержанием обоих элементов. Антропогенное воздействие на бухту выражается в виде рекреационного пресса, который усиливается в летний период и отсутствует в остальное время.

Железо и марганец свидетельствуют от терригенном стоке. Железо в наибольших количествах обнаружено в костарии, собранной у о. Скалы. Для нее же характерно и повышенное содержание марганца. Река Киевкав летний период поставляет в морские воды взвешенный материал. О. Скалы из всех станций находится ближе всего к месту впадения реки в бухту. Максимальные концентрации железа и марганца в талломах S. miyabei характерна для о.Второй.  Исследования микроэлементного состава гидробионтов из б. Киевка [2, 3] свидетельствуют о том, что органы камбал и модиолусов из бухты отличаются повышенным содержанием тяжелых металлов, что связано с сезонными апвеллигами. В работе П.М. Жадана и др. [4] указано, что в августе 2009 г. наблюдалось резкое снижение температуры поверхностных вод с 19-20° до 13-14°С. Это, несомненно, говорит о начале апвеллинга, выносящего в поверхностные воды биогенные и микроэлементы. Вместе с апвеллингами в поверхностные воды поступают растворенные формы металлов (преимущественно Zn, Cd, Ni) [5, 6]. Возможно, именно апвеллинг стал причиной увеличения концентраций металлов в талломах костарии.

Минимальные концентрации марганца найдены в слоевищах костарии с б.Чухуненко. В бухту не впадает каких-дибо крупных водотоков, на ее побережье нет источников техногенного пресса, в летнее время она может испытывать лишь незначительный рекреационный пресс.

На всех станциях в талломах водорослей техногенные металлы - кадмий, свинец и никель - распределяются достаточно однородно, и их значения находятся в пределах фоновых для данной акватории [7]. Минимальное содержание всех трех металлов найдено в костарии, собранной в б. Чухуненко.

Одной из задач мониторинга является оценка изменений концентраций элементов во времени. Как видно, к  2014 г. по сравнению с 2009 г. произошло снижение содержания кадмия и никеля на всех станциях сбора, что может подтверждать влияние апвеллинга на микроэлементный состав гидробионтов в 2009 г. 

Заключение

Таким образом, влияние на микроэлементный состав бурых водорослей б. Киевка могут оказывать как природные (речной сток, апвеллинг), так и антропогенные (коммунально-бытовое воздействие) факторы. При этом влияние природных факторов более выражено в связи пространственной отдаленностью бухты от крупных источников негативного воздействия.

Цитируемая литература
[1] Христофорова Н. К. Биоиндикация и мониторинг загрязнения морских вод тяжелыми металлами. Л.: Наука, 1989. 192 с.
[2] Жук А.Е., Чернова Е.Н. Сравнительная оценка концентраций металлов в пищеварительных органах модиолуса курильского и камбалы темной из районов охраняемых акваторий Японского моря // Молодежь - наука - инновации : сб. докл. 55 Междунар. молодеж. науч.-техн. конф. (28-30 нояб. 2007 г.). Владивосток, 2008. С. 129-131.
[3] Христофорова Н. К., Жук А. Е. , Чернова Е. Н. Химико-экологическая оценка ряда морских акваторий Приморья по содержанию тяжелых металлов в модиолусе курильском // Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки : тез. докл. Третьей Междунар. науч.-практ. конф. (Владивосток, 8-10 сент. 2008 г.). Владивосток, 2008. С. 13-14.
[4] Жадан П.М., Ващенко М.А., Альмяшова Т.Н. Блокирование нереста морского ежа Strongylocentrotus intermedius в северо-западной части Японского моря // Вестн. ДВО РАН. 2010. № 4. С. 31–40.
[5] Bruland K.W, Knauer G.A., Martin J.H. Cadmium in northeast Pacific waters // Limnol.and Oceanogr. 1978. Vol. 23. P.618-625.
[6] Кавун В.Я., Христофорова Н.К. Роль современного вулканизма и апвеллингов в формировании импактных зон тяжелых металлов в прибрежных водах Курильских островов // Мелководные гидротермы и экосистемы бухты Кратерной (вулкан Ушишир, Курильские острова). Книга I. Функциональные характеристики. Часть.2. Владивосток: ДВО АН СССР, 1991. С.114-120.
[7] Чернова Е.Н. Определение фоновых концентраций металлов в бурой водоросли Sargassum pallidum из северо-западной части Японского моря // Биология моря. 2012. Т.38, №3. С.249-256.
Благодарности
Не заполнено
Название, авторы, резюме (на английском языке)

Trace element composition of brown algae from the Kievka Bight as a result of seawater conditions influence

A.D. Kobzar1, Yu.V. Grinyova1, N.K. Khristoforova1.2

1Far Eastern Federal University. Vladivostok. 690950

2Pacific Institute of Geography. Far East Branch. Russian Academy of Sciences. Vladivostok 690041

Concentrations of heavy metals in brown algae, taken from the Kievka Bight in summer 2009 and 2014 are determined. It is shown that trace element composition of microphytes from this water area is depend on natural factors, such as river runoff and upwelling. Antropogenic impact within Kievka Bight is insignificant.

Key words: Sea of Japan, Kievka Bight,  pollution, trace metals, bioindication