Оценка состояния безопасности бурых водорослей прибрежных вод Дальнего Востока
Автор: Вишневская Татьяна Ивановна, Кадникова Ирина Арнольдовна, Конева Елена Леонидовна, Гурулева Ольга Николаевна, Аминина Наталья Михайловна
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Статья в выпуске: 3-6 т.15, 2013 года.
Бесплатный доступ
Исследованы бурые водоросли прибрежных вод Дальнего Востока (зал. Анива, Авачинский залив, прибрежные воды Приморского края) по содержанию токсичных элементов (мышьяк, кадмий, свинец), радионуклидов, пестицидов и их метаболитов. Выявлены районы с повышенным содержанием свинца и мышьяка в водорослях. Количество токсичных элементов выше в водорослях из порядка Fucales по сравнению с порядком Laminariales. Количество мышьяка в большинстве образцов значительно превышает установленную норму 5,0 мг/кг и варьирует в пределах 5,11-19,26 мг/кг сырой водоросли. Максимальное количество свинца (2,5 мг/кг сырой водоросли) определено в ламинариевых водорослях из прибрежных вод Приморского края. Содержание пестицидов и радионуклидов в бурых водорослях не превышает предельно допустимый уровень.
Бурые водоросли, токсичные элементы, мышьяк, свинец, кадмий, радионуклиды, пестициды
Короткий адрес: https://sciup.org/148202087
IDR: 148202087
Текст научной статьи Оценка состояния безопасности бурых водорослей прибрежных вод Дальнего Востока
В последнее время морские экосистемы Авачинский залив (Тихий океан, юго-восточное
подвергаются все большему антропогенному воздействию посредством химических токсикантов. Среди них выделяют нефтяные углеводороды, пестициды, радионуклиды и токсичные элементы (мышьяк, свинец, кадмий), которые негативно влияют на существование гидробионтов [6, 9, 11, 16]. Морские водоросли – это уникальное сырье. Они образуют большую биомассу и синтезируют различные биологически активные вещества [1]. Поскольку водоросли реагируют на токсические воздействия среды, извлекая из морской воды и концентрируя многие элементы, в том числе и токсичные, данные свойства макрофитов позволяют рекомендовать их в качестве организмов-мониторов [17, 21]. На Дальнем Востоке одним из основных объектов промысла являются бурые водоросли [19]. Традиционными районами их добычи являются: зал. Анива (Охотское море, южное побережье о. Сахалин),
побережье п-ова Камчатка), прибрежные воды Приморского края (Японское море) [7, 8, 18, 19]. Эти акватории подвержены значительному антропогенному загрязнению вследствие работы различных промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также деятельности крупных торговых портов [2, 3, 16, 20]. В связи с этим необходимо проведение регулярного мониторинга промысловых и потенциально промысловых водорослей.
Цель работы: исследование безопасности бурых водорослей прибрежных вод Дальнего Востока как пищевого сырья.
Объектами исследований служили бурые водоросли порядка Laminariales - Saccharina bongardiana (сахарина Бонгарда), Saccharina gur-janovae (сахарина Гурьяновой), Alaria angusta (алария узкая), Alaria marginata (алария окаймлённая), Saccharina japonica (сахарина японская); порядка Fucales – Cystoseira crassipes (ци-стозира толстоногая), Fucus evanescens (фукус исчезающий). Все водоросли были заготовлены в 2011-2012 гг. в промысловый период в различных районах: Авачинский залив (п-ов Камчатка) – литораль о. Старичков, бух. Большая Лагерная, прибрежные воды м. Маячный, а также акватория о. Беринга; зал. Анива (о. Сахалин) – акватории м. Скальный, м. Мраморный, пос. Пригородное; прибрежные воды Приморского края – бухты Киевка, Анна, Мелководная и Тунгус, прибрежные воды м. Поворотный, м. Кузьмина и м. Лисученко.
Содержание свинца определяли на атомноабсорбционном спектрофотометре Shimadzu AA-6800. В качестве атомизатора использовали однощелевую горелку, в качестве горючей смеси – ацетилен-воздух. Концентрацию мышьяка и кадмия определяли на этом же приборе, атомизатором служила графитовая кювета. Фон корректировался дейтериевой лампой. Подготовку проб проводили согласно методическим рекомендациям к атомно-абсорбционному определению токсичных металлов [10]. Определение активности искусственных радионуклидов Sr-90 и Cs-137 в пробах проводили в соответствии с методиками радиационного контроля [14, 15]; пестицидов – методом газо-жидкостной хроматографии [4,
12, 13]. Результаты исследований по данным трехкратных повторностей обрабатывались с помощью метода статистического анализа с определением среднеарифметического значения изучаемого признака.
Авачинский залив, на берегах которого сосредоточен основной промышленный потенциал Камчатской области, является самым загрязненным районом [2]. Максимальное количество свинца обнаружено у A. marginata из вод бух. Большая Лагерная; мышьяка – у A. marginata, A. angusta и S. gurjanovae из акватории около м. Маячный; кадмия – во всех исследованных видах водорослей из прибрежных вод м. Маячный (табл. 1).
Таблица 1. Содержание токсичных элементов в промысловых водорослях из разных мест Авачинского залива и акватории о. Беринга
|
Образец |
Место добычи |
Содержание мг/кг сырой водоросли |
||
|
свинец |
кадмий |
мышьяк |
||
|
S. bongardiana |
о. Старичков |
0,19±0,02 |
0,05±0,003 |
3,83±0,3 |
|
бух. Большая Лагерная |
0,21±0,02 |
0,04±0,003 |
4,08±0,4 |
|
|
о. Беринга |
0,19±0,02 |
0,08±0,005 |
6,97±0,5 |
|
|
м.Маячный |
0,44±0,03 |
0,13±0,01 |
4,21±0,4 |
|
|
A. marginata |
о. Старичков |
0,31±0,03 |
0,06±0,004 |
8,85±0,7 |
|
бух. Большая Лагерная |
1,12±0,05 |
0,08±0,005 |
5,11±0,5 |
|
|
м.Маячный |
0,32±0,03 |
0,1±0,01 |
12,41±1,1 |
|
|
A. angusta |
м.Маячный |
0,25±0,02 |
0,1±0,01 |
12,4±1,2 |
|
S. gurjanovae |
м.Маячный |
0,45±0,03 |
0,15±0,01 |
10,12±1,0 |
|
Допустимое количество, мг/кг, не более |
0,5 |
1,0 |
5,0 |
|
Содержание мышьяка в большинстве исследованных водорослей превышает установленную СанПиН 2.3.2.1078-01 [5] норму (5 мг/кг) и колеблется от 5,1 до 12,4 мг/кг сырых водорослей. Исключение составляет S. bongardiana из бух. Большая Лагерная, акваторий о. Старичков и м. Маячный. Установлено, что A. marginata, A. angusta и S. gurjanovae накапливает мышьяка больше в 2,5-3,0 раза, чем S. bongardiana (табл. 1). Превышение предельно допустимого уровня (ПДУ) свинца (0,5 мг/кг) в два раза обнаружено только у A. marginata из бух. Большая Лагерная (1,12 мг/кг водорослей), а в остальных образцах он находится в пределах нормы, установленной СанПиН 2.3.2.1078-01 (табл. 1). Содержание кадмия во всех образцах на один-два порядка ниже ПДУ (1,0 мг/кг) и находится в интервале 0,04-0,15 мг/кг водорослей (табл. 1). Изучение химического состава водорослей из акватории Авачинского залива показало, что в среднем, S. bongardiana аккумулирует токсичных элементов меньше, чем другие виды исследованных водорослей .
Увеличение антропогенной нагрузки в зал. Анива в последние годы связано со строительством и эксплуатацией завода (пос. Пригородное) по сжижению природного газа и морских терминалов по отгрузке нефти и газа [3]. В ходе исследований выявлены высокие концентрации свинца в водорослях, добытых в прибрежных водах около пос. Пригородное и м. Мраморный – 0,57 и 0,76 мг/кг водорослей, соответственно (табл. 2). Содержание мышьяка превышает установленную СанПиН 2.3.2.1078-01 норму во всех исследованных образцах водорослей, за исключением S. japonica, произрастающей около м. Скальный и м. Мраморный. Максимальное количество мышьяка обнаружено у C. crassipes из акватории около м. Мраморный – 19,26 мг/кг водорослей, что почти в 4 раза превышает допустимый уровень (табл. 2).Количество кадмия во всех исследованных образцах находится в диапазоне от 0,07 мг/кг (в S. japonica) до 0,52 мг/кг (в C. crassipes) и не превышает ПДУ (табл. 2).
Прибрежные воды Приморского края испытывают наибольшую антропогенную нагрузку [16, 20]. Показано, что в S. japonica количество свинца превышает допустимую норму в 2,8-5,0 раз в 5 исследованных районах. В бух. Киевка и бух. Анна концентрация свинца находится в пределах ПДУ (табл. 3). Максимальная концентрация мышьяка установлена в водорослях из бух. Киевка (14,5 мг/кг) и бух. Анна (10,7 мг/кг), свинца – из акваторий около м. Поворотный и м.
Лисученко (2,5 мг/кг). Содержание Cd в S. japonica из прибрежных вод Приморского края находится в интервале от 0,02 до 0,12 мг/кг водорослей, что на один-два порядка ниже предельно допустимого уровня (1,0 мг/кг) по Сан-
ПиН 2.3.2.1078-01 (табл. 3). Содержание ДДТ и его метаболитов в сахарине японской из прибрежных вод Приморского края и зал. Анива незначительно и находится в интервале 0,00100,0014 мг/кг.
Таблица 2. Содержание токсичных элементов в бурых водорослях, добытых в прибрежных водах зал. Анива
|
Образец |
Место добычи |
мг/кг сырой водоросли |
||
|
свинец |
кадмий |
мышьяк |
||
|
S. japonica |
пос. Пригородное |
0,68±0,04 |
0,10±0,001 |
7,73± 0,7 |
|
м. Мраморный |
0,47±0,03 |
0,07±0,001 |
4,53±0,4 |
|
|
м. Скальный |
0,03±0,001 |
0,11±0,001 |
0,94±0,9 |
|
|
C. crassipes |
пос. Пригородное |
0,18±0,02 |
0,38±0,003 |
13,0±1,5 |
|
м. Мраморный |
0,76±0,05 |
0,52±0,004 |
19,26±1,8 |
|
|
F. evanescens |
пос. Пригородное |
0,57±0,04 |
0,25±0,002 |
5,68±0,5 |
|
м. Скальный |
0,10±0,02 |
0,14±0,001 |
6,45±0,7 |
|
|
Допустимое количество, мг/кг, не более |
0,5 |
1,0 |
5,0 |
|
Таблица 3. Токсичные элементы в S. japonica из прибрежных вод Приморского края
|
Образец |
Место добычи |
мг/кг сырой водоросли |
||
|
свинец |
кадмий |
мышьяк |
||
|
S. japonica |
м. Кузьмина |
1,4±0,05 |
0,07±0,001 |
5,37±0,5 |
|
бух. Анна |
0,49±0,03 |
0,12±0,001 |
10,7±1,1 |
|
|
бух. Киевка |
0,51±0,03 |
0,11±0,001 |
14,5±1,3 |
|
|
м. Поворотный |
2,5±0,06 |
0,10±0,001 |
7,0±0,6 |
|
|
бух.Мелководная |
2,0±0,06 |
0,02±0,001 |
7,7±0,7 |
|
|
м. Лисученко |
2,5±0,07 |
0,07±0,001 |
4,7±0,4 |
|
|
бух. Тунгус |
1,5±0,05 |
0,08±0,001 |
6,7±0,7 |
|
|
Допустимое количество, мг/кг, не более |
0,5 |
1,0 |
5,0 |
|
Уровень содержания радионуклидов в водорослях из разных мест произрастания мало отличается. Содержание стронция-90 и цезия-137 в водорослях из прибрежных вод Приморского края составляет 0,12-0,18 и 0,6-0,9 Бк/кг водорослей, соответственно. Водоросли из акватории зал. Анива накапливают стронция-90 – 0,3-0,5 Бк/кг, цезия-137 –1,6-2,0 Бк/кг. Эти значения на три порядка ниже гигиенических нормативов (100 и 200 Бк/кг сырья), соответственно, установленных СанПиН 2.3.2.1078-01.
Выводы: по результатам анализа токсичных элементов в бурых водорослях прибрежных вод Приморского края, акваторий зал. Анива, Авачинский залива и о. Беринга установлено, что накопление мышьяка, кадмия и свинца зависит от их вида и места произрастания. Количество мышьяка и свинца в водорослях из порядка фукусовые превосходит их содержание в водорослях из порядка ламинариевые. Бурые водоросли – S. bongardiana из Авачинского залива (бух. Большая Лагерная и акватории около о. Старичков и м. Маячный) и S. japonica из зал. Анива (м. Скальный и м. Мраморный) по показателям безопасности (токсичные элементы, пестициды и радионуклиды) соответствуют нормам СанПиН 2.3.2.1078-01. S. japonica из прибрежных вод юга Приморского края по показателям безопасности (свинца и мышьяка) не соответствует нормам СанПиН 2.3.2.1078-01. На основании проведенного мониторинга установлено, что благополучными районами для промысла S. bongardiana в Авачинском заливе являются акватории бухт Большая Лагерная, м. Маячный и о. Старичков; S. japonica в зал. Анива – акватории около м. Скальный и м. Мраморный.
Выражаем благодарность сотрудникам лаборатории прикладной экологии и токсикологии Борисенко Г.С. и Кику Д.П. за помощь в получении данных.
Список литературы Оценка состояния безопасности бурых водорослей прибрежных вод Дальнего Востока
- Аминина, Н.М. Биологическая ценность морских водорослей дальневосточного побережья//Рыбпром. 2010. №3. С. 32-35.
- Березовская, В.А. Авачинская губа. Гидрохимический режим, антропогенное воздействие. -Петропавловск-Камчатский: Изд-во КГАРФ, 1999, 156 с.
- Ведерникова, А.А. Оценка качества вод в заливе Анива по содержанию нефтепродуктов/А.А. Ведерникова, Е.М. Латковская, Т.Г. Коренева//Тезисы докладов 4 междун. научно-практич. конф. «Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки». -Южно-Сахалинск, 2011. С. 20-21.
- Временные методические указания по определению хлорорганических пестицидов (ДДТ, ДДЕ, ДДД, Альфа -и Гамма ГХЦГ) в рыбе и рыбной продукции методом газожидкостной хроматографии № 2142-80. 1981.
- Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (СанПиН 2.3.2.1078-01). -Москва, 2002. С. 34-35.
- Гусарова, И.С. Адаптивные реакции ламинарии японской (Laminaria japonica Aresch.) к условиям хронического загрязнения среды тяжелыми металлами/И.С. Гусарова, Н.В. Иванова, Т.В. Шапошникова//Изв. ТИНРО. 2005. Т. 143. С. 140-148.
- Евсеева, Н.В. Ресурсы промысловых водорослей Сахалино-Курильского региона/Н.В. Евсеева, А.Р. Репникова//Рыбпром. 2010. № 3. C. 14-21.
- Клочкова, Н.Г. Водоросли Камчатского шельфа. Распространение, биология, химический состав/Н.Г. Клочкова, В.А. Березовская. -Владивосток -П етропавловск-Камчатский: Дальнаука, 1997. С. 54.
- Ковековдова, Л.Т. Особенности распределения мышьяка в компонентах морских прибрежных экосистем Приморья/Л.Т. Ковековдова, Н.В. Иваненко, М.В. Симоконь//Электронный журнал «Исследовано в России». 2002. С. 1437-1445.
- Ковековдова, Л.Т. Методические рекомендации по подготовке проб объектов внешней среды и рыбной продукции к атомно-абсорбционному определению токсичных металлов/Л.Т. Ковековдова, Л.Н. Лучшева. -Владивосток: изд-во ТИНРО, 1987. 23 с.
- Ковековдова, Л.Т. Токсичные элементы в промысловых гидробионтах прибрежных акваторий северо-западной части Японского моря/Л.Т. Ковековдова, М.В. Симоконь, Д.П. Кику//Вопросы рыболовства. 2006. Т. 7, №1 (25). С. 185-190.
- Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания в кормах и внешней среде. Справочник: М.А. Клисенко, А.А. Калинина, К.Ф. Новикова и др. -М.: изд.: Колос, 1992. 567 с.
- Методические указания по определению хлорорганических пестицидов в воде, продуктах питания, кормах и табачных изделиях хроматографией в тонком слое № 2142-80, 1980.
- Методика измерения активности радионуклидов в счетных образцах на сцинтилляционном гамма-спектрометре с использованием программного обеспечения «Прогресс». -М.: ГП «ВНИИФТРИ», 1999. 27 с.
- Методика измерения активности радионуклидов с использованием сцинтилляционного бета-спектрометра с программным обеспечением «Прогресс». -М.: ГНМЦ «ВНИИФТРИ», 2004. 30 с.
- Огородникова, А.А. Оценка антропогенного сброса в Уссурийский залив (зал. Петра Великого, Японское море)/А.А. Огородникова, Л.В. Нигматулина//Изв.ТИНРО, 2003. Т. 133. C. 256-263.
- Саенко, Г.Н. Металлы и галогены в морских организмах. -М.: Наука, 1992. 200 с.
- Состояние промысловых ресурсов. Прогноз общих допустимых уловов по тихоокеанскому бассейну (Краткая версия). -Владивосток: ФГУП ТИНРО-Центр, 2012. 322 с.
- Суховеева, М.В. Промысловые водоросли и травы Дальневосточных морей: биология, распространение, запасы, технологии переработки/М.В. Суховеева, А.В. Подкорытова. -Владивосток: ТИНРО-Центр, 2006. 243 с.
- Христофорова, Н.К. Экологическое состояние дальневосточных морей России//Человек в прибрежной зоне: Материалы междунар. науч. конф. (г. Петропавловск Камчатский, 18-20 сентября. 2001 г.). -Владивосток: ТИНРО-Центр, 2002. С. 15-21.
- Shiber, J. Lead, mercury and certain nutrient element in Ulva lactuca (linnaeus) from Ras Beurut, Lebanon/J. Shiber, F. Wasburn//Hydrobiologia. 1978. Vol. 61, №2. P. 187-192.
