Использование батареи биотестов для оценки загрязнения морских донных осадков на примере залива Восток (зал. Петра Великого, Японское море)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты оценки токсичности морских донных осадков из зал. Восток на основе реакций трех тест-организмов: диатомовой микроводоросли Phaeodactylum tricornutum (Bohlin, 1897), науплиусов жаброногого ракообразного Artemia salina (Linnaeus, 1758) и эмбрионов и личинок плоского морского ежа Scaphechinus mirabilis (Agassiz, 1864). Тест на выживание науплиусов A. salina оказался наименее чувствительным, показав слабую реакцию лишь в двух пробах. Результаты экспериментов с использованием клеток микроводоросли и личинок морского ежа соотносились между собой и с данными долговременного экологического мониторинга, подтверждая высокую степень токсичности донных осадков у западного побережья залива (бухты Гайдамак и Средняя).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Журавель

Дальневосточный федеральный университет (ДВФУ)

Email: proshinamarina94@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-9395-330X
Россия, Владивосток, 690922

М. А. Мазур

Национальный научный центр морской биологии им. А.В. Жирмунского (ННЦМБ) ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: proshinamarina94@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1959-8500
Россия, Владивосток, 690041

О. Т. Абдрахманова

Дальневосточный федеральный университет (ДВФУ)

Email: proshinamarina94@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-7490-5844
Россия, Владивосток, 690922

М. А. Тюнина

Дальневосточный федеральный университет (ДВФУ)

Email: proshinamarina94@gmail.com
Россия, Владивосток, 690922

Список литературы

  1. Барышева В.С., Чернова Е.Н., Патрушева О.В. Загрязнение морской среды залива Восток Японского моря органическими веществами (2016–2018 гг.) // Вестн. ДВО РАН. 2019. № 2. С. 87–94.
  2. https://doi.org/10.25808/08697698.2019.204.2.010
  3. Бузников Г.А., Подмарев В.К. Морские ежи Strongylocentrotus drobachiensis, S. nudus, S. intermedius // Объекты биологии развития. М.: Наука, 1975. С. 188–216.
  4. Галышева Ю.А., Христофорова Н.К. Среда и макробентос залива Восток Японского моря в условиях рекреационного воздействия // Изв. ТИНРО. 2007. Т. 149. С. 270–309.
  5. Горбачева Е.А. Экотоксикологические исследования донных отложений центральных и восточных районов Баренцева моря // Вестн. МГТУ. 2020. Т. 23. № 2. С. 122–130.
  6. https://doi.org/10.21443/1560-9278-2020-23-2-122-130
  7. Горбачева Е.А., Лаптева А.М. Экологические исследования донных отложений прибрежных районов Кольского п-ова (химический состав и биотестирование) // Экологическая химия. 2022. Т. 31. № 4. С. 197–208.
  8. Григорьева Н.И., Журавель Е.В., Мазур А.А. Сезонные изменения качества воды в заливе Восток (залив Петра Великого, Японское море) // Водн. ресурсы. 2020. Т. 47. № 2. С. 162–169.
  9. https://doi.org/10.31857/S0321059620020066
  10. Жмур Н.С. Применение методов биотестирования в России и мире // Методы оценки соответствия. 2012. № 1. С. 10–14.
  11. Журавель Е.В., Христофорова Н.К., Дроздовская О.А., Токарчук Т.Н. Оценка состояния вод залива Восток (залив Петра Великого, Японское море) по гидрохимическим и микробиологическим показателям // Изв. Самарского науч. центра РАН. 2012. № 9. С. 2325–2329.
  12. Журавель Е.В., Черняев А.П., Соколова Л.И. и др. Углеводороды и полихлорированные бифенилы в донных осадках зал. Находка (зал. Петра Великого, Японское море): оценка уровня загрязнения и потенциальной токсичности // Сибирский экол. журн. 2015. Т. 22. № 6. С. 931–940.
  13. https://doi.org/10.15372/SEJ20150613
  14. Журавель Е.В., Подгурская О.В. Раннее развитие плоского морского ежа Scaphechinus mirabilis в воде из различных районов залива Петра Великого (Японское море) // Изв. ТИНРО. 2014. Т. 178. С. 206–216.
  15. Калинкина Н.М., Березина Н.А., Сидорова А.И. и др. Биотестирование токсичности донных отложений крупных водоемов Северо-Запада России с использованием ракообразных // Водн. ресурсы. 2013. Т. 40. № 6. С. 612–622.
  16. https://doi.org/S0321059613060060
  17. Кобаяси Н., Найденко Т.Х., Ващенко М.А. Стандартизация биотеста с использованием зародышей морского ежа // Биол. моря. 1994. Т. 20. № 6. С. 457–464.
  18. Мазур А.А., Журавель Е.В., Слободскова В.В., Мазур М.А. Оценка токсического воздействия ионов цинка и наночастиц оксида цинка на раннее развитие морского ежа Scaphechinus mirabilis (Agassiz, 1864) (Echinodermata: Echinoidea) // Биол. моря. 2020. Т. 46. № 1. С. 53–59.
  19. https://doi.org/10.31857/S0134347520010064
  20. Мазур М.А., Журавель Е.В. Оценка токсичности донных осадков из прибрежных районов залива Петра Великого (Японское море) // Сибирский экол. журн. 2022. № 6. С. 762–773.
  21. https://doi.org/10.15372/SEJ20220612
  22. Мазур М.А., Журавель Е.В., Ковековдова Л.Т., Черняев А.П. Интегральная экологическая оценка загрязнения донных осадков залива Восток (Японское море) // Дальневосточные моря и их бассейны: биоразнообразие, ресурсы, экологические проблемы: сб. материалов II Всерос. конф. с междунар. участием, приуроченная к Году экологии в России. Владивосток, 3–4 окт. 2017 г. Владивосток: Изд-во ДВФУ, 2017. С. 59–60.
  23. Маркина Ж.В. Биотестирование воды из залива Петра Великого (Японское море) с помощью микроводоросли Dunaliella salina // Экология. 2008. № 3. С. 196–200.
  24. Маркина Ж.В., Айздайчер Н.А. Анализ динамики численности клеток и содержания хлорофилла а микроводоросли Phaeodactylum tricornutum для оценки качества вод залива Петра Великого (Японское море) // Мир науки, культуры, образования. 2011. T. 31. № 6. С. 368–390.
  25. Петелин В.П. Гранулометрический анализ донных осадков. М.: Наука, 1967. 128 с.
  26. Потапова Л.И., Куприн П.Н., Фролова Л.В. Определение углерода органического вещества в донных осадках // Методы исследования органического вещества в океане. М.: Наука, 1980. С. 50–56.
  27. О подготовке документации по планировке территории для размещения объекта трубопроводного транспорта федерального значения “Газопровод-отвод и ГРС “ВНХК” Приморского края”: приказ Министерства энергетики РФ от 11 мар. 2020 г. № 178.
  28. Олькова А.С. Биотестирование в научно-исследовательской и природоохранной практике России // Успехи современной биологии. 2014. Т. 134. № 6. С. 614–622.
  29. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. М.: РЭФИА, НИА-Природа, 2002. 118 с.
  30. Христофорова Н.К., Бойченко Т.В., Кобзарь А.Д. Гидрохимическая и микробиологическая оценка современного состояния вод залива Восток // Вестн. ДВО РАН. 2020. № 2. С. 64–72.
  31. Христофорова Н.К., Лазарюк А.Ю., Журавель Е.В. и др. Залив Восток: межсезонные изменения гидролого-гидрохимических и микробиологических показателей // Изв. ТИНРО. 2023. Т. 203. № 4. С. 906–924.
  32. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2023-203-906-924
  33. Черкашин С.А., Симоконь М.В., Пряжевская Т.С. Анализ экотоксикологического состояния Амурского залива (Японское море) на основе химических и токсикологических показателей // Водн. ресурсы. 2019. Т. 46. № 3. C. 308–317.
  34. https://doi.org/10.31857/S0321-0596463308-317
  35. Чуйко Г.М., Томилина И.И., Холмогорова Н.В. Комплексная оценка биоэкологических и химических систем. Ярославль: Изд-во Ярославского гос. ун-та им. П.Г. Демидова, 2018. 139 с.
  36. ABNT-NBR 15350: Ecotoxicologia Aquática – Toxicida Decrônica de Curtaduração – Método de Ensaio com Ouriço-do-Mar (Echinodermata: Echinoidea). São Paulo, Brasil: Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2012.
  37. ASTM E1563-98: Standard Guide for Conducting Static Acute Toxicity Tests with Echinoid Embryos. West Conshohocken, PA: ASTM Int., 2012.
  38. Baran A., Klimkowicz-Pawlas A., Ukalska-Jaruga A. et al. I. Distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the bottom sediments of a dam reservoir, their interaction with organic matter and risk to benthic fauna // J. Soils Sediments. 2021. V. 21. P. 2418–2431.
  39. https://doi.org/10.1007/s11368-021-02968-1
  40. Beiras R., Bellas J., Fernandez N. et al. Assessment of coastal marine pollution in Galicia (NW Iberian Peninsula); metal concentrations in seawater, sediments and mussels (Mytilus galloprovincialis) versus embryo-larval bioassays using Paracentrotus lividus and Ciona intestinalis // Mar. Environ. Res. 2003. V. 56. № 4. P. 531–553.
  41. https://doi.org/10.1016/S0141-1136(03)00042-4
  42. Broccoli A., Morroni L., Valentini A. et al. Comparison of different ecotoxicological batteries with WOE approach for the environmental quality evaluation of harbour sediments // Aquat. Toxicol. 2021. V. 237. Art. ID 105905.
  43. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2021.105905
  44. Costa E., Piazza V., Gambardella C. et al. Ecotoxicological effects of sediments from Mar Piccolo, South Italy: toxicity testing with organisms from different trophic levels // Environ. Sci. Pollut. Res. 2016. V. 23. P. 12755–12769. https://doi.org/10.1007/s11356-015-5471-x
  45. Damasceno E.P., de Figuerêdo L.P., Pimentel M.F. et al. Prediction of toxicity of zinc and nickel mixtures to Artemia sp. at various salinities: From additivity to antagonism // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2017. V. 142. P. 322–329.
  46. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2017.04.020
  47. Davoren M., Ní Shúilleabháin S., OʼHalloran J. et al. A test battery approach for the ecotoxicological evaluation of estuarine sediments // Ecotoxicology. 2005. V. 14. № 7. P. 741–755. https://doi.org/10.1007/s10646-005-0022-8
  48. Goncharuk V.V., Kovalenko V.F. Characteristics of Sea Water Self-Purification Processes in the Black Sea Based on the Results of Biotesting // J. Water Chem. Technol. 2019. V. 41. № 6. P. 391–395.
  49. https://doi.org/0.3103/S1063455X19060080
  50. ISO 10253:2016: Water Quality – Marine Algal Growth Inhibition Test with Skeletonema sp. and Phaeodactylum tricornutum. ISO/TC 147/SC 5 Biological methods. 2016.
  51. ISO 14669:1999: Water quality – Determination of Acute Lethal Toxicity to Marine Copepods (Copepoda, Crustacea), ISO/TC 147/SC 5 Biological methods. 1999.
  52. Lee J., Hong S., An S.-A., Khim J.S. Methodological advances and future directions of microalgal bioassays for evaluation of potential toxicity in environmental samples: A review // Environ. Int. 2023. V. 173. Art. ID 107869. https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.107869
  53. Lukyanova O.N., Zhuravel E.V., Chulchekov D.N., Mazur A.A. Sea Urchin Embryogenesis as Bioindicators of Marine Pollution in Impact Areas of the Sea of Japan/East Sea and the Sea of Okhotsk // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 2017. V. 73. № 2. P. 322–333.
  54. https://doi.org/10.1007/s00244-017-0388-7
  55. Manzo S., Schiavo S., Aleksi P. et al. Application of a toxicity test battery integrated index for a first screening of the ecotoxicological threat posed by ports and harbors in the southern Adriatic Sea (Italy) // Environ. Monit. Assess. 2014. V. 186. № 11. P. 7127–7139. https://doi.org/10.1007/s10661-014-3915-2
  56. Markina Zh.V., Aizdaicher N.A. Quality assessment of Nakhodka Bay (the Sea of Japan, Russia) water using the microalgae Phaeodactylum tricornutum Bohlin (Bacillariophyta) // Int. J. Algae. 2014. V. 16. № 4. P. 345–353. https://doi.org/10.1615/InterJAlgae.v16.i4.40
  57. Moreira L.B., Saes R.V.S.T., Peres T.F. et al. Toxicity of sediments and dredged material from a semi-arid coastal system to marine invertebrates // Ecotoxicol. Environ. Contam. 2019. V. 14. № 1. P. 79–89.
  58. https://doi.org/10.5132/eec.2019.01.10
  59. Picone M., Bergamin M., Losso C. et al. Assessment of sediment toxicity in the Lagoon of Venice (Italy) using a multi-species set of bioassays // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2016. V. 123. P. 32–44.
  60. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2015.09.002
  61. Prato E., Parlapiano I., Biandolino F. Ecotoxicological evaluation of sediments by battery bioassays: application and comparison of two integrated classification systems // Chem. Ecol. 2015. V. 31. № 7. P. 661–678. https://doi.org/10.1080/02757540.2015.1069278
  62. Rabazanov N.I., Sokol’skii A.F., Evseeva S.S., Rabazanov R.N. Integral Diagnostics of Sea Water Quality with the Use of Phyto- and Zooplankton // Arid Ecosyst. 2019. V. 9. № 3. P. 209–213.
  63. https://doi.org/10.1134/S2079096119030090
  64. Stelmakh L., Kovrigina N., Gorbunova T. Response of marine microalgae Phaeodactylum tricornutum, Prorocentrum cordatum and Gyrodinium fissumto complex pollution of Sevastopol bays (Black Sea) // Ecol. Montenegrina. 2021. V. 48. P. 109–116.
  65. Vezzone M., Cesar R., Abessa D.M.D.S. et al. Metal pollution in surface sediments from Rodrigo de Freitas Lagoon (Rio de Janeiro, Brazil): Toxic effects on marine organisms // Environ. Pollut. 2019. V. 252. P. 270–280.
  66. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.05.094

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Карта-схема района отбора проб донных осадков для биотестирования: 1 – мыс Пещурова; 2 – мыс Чайковского; 3 – кут б. Гайдамак; 4 – мыс Пущина; 5 – мыс Пашинникова; 6 – устье р. Волчанка; 7 – мыс у Волчанецкой протоки; 8 – устье р. Литовка; 9 – мыс Елизарова; 10 – мыс Подосенова.

Скачать (893KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Рост численности культуры Phaeodactylum tricornutum в водных вытяжках из донных осадков зал. Восток (среднее ± стандартное отклонение, n = 3). * Отличие от контроля достоверно при р ≤ 0.05.

Скачать (378KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Выживаемость науплиусов Artemia salina в водных вытяжках из донных осадков зал. Восток (среднее ± стандартное отклонение, n = 3). * Отличие от контроля достоверно при р ≤ 0.05.

Скачать (333KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Эмбриотоксическое воздействие вытяжек донных осадков на личинок плоского морского ежа Scaphechinus mirabilis: а – через 18 ч экспозиции; б – через 48 ч экспозиции. Условные обозначения: N – нормально развивающиеся личинки; A – гаструлы с аномалиями развития; R – личинки, отстающие в развитии; P1 – уродливые личинки с нарушениями формирования и дифференциации пищеварительной системы или личиночного скелета; P2 – личинки, развитие которых остановилось на стадиях бластулы или гаструлы. * Отличие от контроля достоверно при р ≤ 0.05.

Скачать (542KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024