Содержание меди и марганца в донных отложениях и мягких тканях двустворчатых моллюсков реки Сож города Гомеля

0
37
Содержание меди и марганца в донных отложениях и мягких тканях двустворчатых моллюсков реки Сож города Гомеля

Целью работы являлось изучение содержания соединений меди и марганца в мягких тканях прудовика и донных отложениях водоемов г. Гомеля, а также прилегающих территорий.

В качестве объекта исследования были выбраны представители класса двустворчатых моллюсков — перловица обыкновенная Unio pictorum L, широко распространенный вид в водоемах Республики Беларусь. Отбор проб производился в летне-осенний период 2019 года. Использовался метод ручного сбора по стандартной методике [1]. Для анализа использовались мягкие ткани, отделенные от раковины. Пробы донных отложений отбирались также по стандартной методике [2]. Образцы последовательно высушивали, затем озоляли до белой золы в муфельной печи при 450 °С в течение 8 часов. Содержание тяжелых металлов в золе мягких тканей двустворчатых моллюсков и донных отложений определяли методом ISP масс-спектрометрии на массспектрометре с индуктивно связанной плазмой Elan DRCe (Perkin Elmer) на базе лаборатории радиоэкологии «Института радиобиологии НАН Беларуси».

Вдоль участка реки ниже административной черты города по течению располагаются различные зоны рекреации р. Сож. На участке за парковой зоной и до административной черты города, р. Сож принимает воду из оз. Шапор, оз. Любенское и нескольких речных заливов, а также поверхностный сток огородов частного сектора 5-ого микрорайона г. Гомеля. В свою очередь оз. Шапор принимает поверхностный сток с территорий Гомельских городских промышленных комплексов, таких как ОАО «Гомельдрев», ОАО «Гомельобои» и ЧПУП «Фанерно-спичечный комбинат», что может являться дополнительным источником загрязнения речной системы р. Сож.

Из таблицы 1 видно, что высокое содержание меди характерно для донных отложений старичного комплекса, что в среднем в 1,7 раза превышает концентрацию металла в донных осадках на участке реки парковой зоны и участке выше черты города по течению. Это можно объяснить несколькими причинами:

1) после снижения уровня воды в р. Сож практически на 1 метр, старичный комплекс утратил связь с руслом реки, вследствие этого в водоеме исчезло течение, что поспособствовало увеличению объема донных отложений. В стоячем водоеме началось бурное развитие растительности, которая при отмирании остаётся в донных отложениях, увеличивает содержание органического вещества и количество загрязнителей, вносимых отмирающей растительностью.

2) загрязнители могут поступать в водоем с сухими и влажными осадками из загрязненных воздушных масс и при отсутствии течения накапливаться в донных отложениях.

На участке реки выше черты города и в районе городского парка концентрация меди в донных отложениях практически одинакова, и если участок реки в районе парка загрязняется поверхностным стоком города и, речного порта, то объяснить высокое содержание металла на участке до принятия стоков города довольно сложно. Как отмечалось ранее, участок р. Сож выше административной черты города принимает поверхностный сток огородов частного сектора и дачных участков, следовательно, можно предположить, что с остатками удобрений, вносимых в почву, соединения меди, поступают в реку и накапливаются в донных отложениях. Как было показано в исследованиях [3], в удобрениях содержится высокая концентрация соединений меди. Нельзя исключать влияния на реку поселков, расположенных выше города по течению.

Таблица 1 — Содержание меди в мягких тканях моллюсков и донных отложениях р. Сож г. Гомеля

мг/кг

Точки отбора проб Мягкие ткани Unio pictorιιm L. Донные отложения
Старичный комплекс 0,771 8,457
Выше черты города 0,827 6,824
Парковая зона 1,199 6,108
Ниже черты города 0,516 47,579

Аномально высокое содержание соединений меди в донных отложениях характерно для участка за административной чертой города, которая в 6,8 раза превышает концентрацию в донных отложениях, определенных для других участков реки и старичного комплекса. Это свидетельствует как о наличии в поверхностном стоке города соединений меди, так и о высокой очистительной способности р. Сож, когда соединения металла аккумулируются в донных осадках, часто в малодоступной или недоступной форме. И, как следствие, в мягких тканях моллюсков, отловленных на участке ниже административной черты города, соединения металла практически в 1,5 раза ниже, чем в старичном комплексе р. Сож, не испытывающем антропогенной нагрузки, и на участке реки до принятия стоков города.

Содержание меди в мягких тканях моллюсков в старичном комплексе и на участке реки выше города отличалось незначительно, хотя в донных отложениях старицы соединения металла накапливались до более высоких уровней. Как известно из исследований [4], в экосистемах, не испытывающих антропогенной нагрузки, содержание загрязнителей в биологических объектах выше, так как включается в работу механизм блокировки поступления загрязнителей в живые организмы [5].

Максимальная концентрация соединений меди в мягких тканях моллюсков отмечена для участка реки парковой зоны, где в реку поступает поверхностный сток города, хотя в донных отложениях содержание соединений металла на данном участке было минимально. Это могло стать следствием поступления соединений меди в речную систему в доступных для гидробионтов формах. Все это свидетельствует о влиянии г. Гомеля на экологическое состояние р. Сож.

Как известно из литературы двустворчатые моллюски являются аккумуляторами соединений марганца и накапливают соединения металла до уровней на порядок выше чем в донных отложениях [6], что отмечается и в исследованиях водоемов г. Гомеля и прилегающих территорий. Содержание марганца в мягких тканях перловицы в 16 раз превышает концентрацию марганца в донных отложениях.

В мягких тканях перловицы наблюдается незначительное повышение содержания марганца вниз по течению р. Сож. По таблице 2 видно, что наименьшая концентрация соединений марганца как в тканях моллюсков, так и в донных отложениях наблюдается в старичном комплексе. Объяснить высокое содержание марганца в отложениях реки на участке до принятия стоков города, что в 1,6 раза выше, чем в старичном комплексе, достаточно сложно, хотя предполагалось, что содержание металла в старичном комплексе и выше черты города будут отличаться незначительно.

Таблица 2 — Содержание марганца в мягких тканях моллюсков и донных отложениях р. Сож г. Гомеля

мг/кг

Точки отбора проб Мягкие ткани Unio pictorιιm L. Донные отложения
Старичный комплекс 855,64 193,66
Выше черты города 1360,13 447,26
Парковая зона 1391,19 210,32
Ниже черты города 1471,68 389,33

Несмотря на существенные различия концентрации марганца в донных отложениях на различных участках р. Сож, содержание металла в мягких тканях моллюсков различается незначительно, за исключением старичного комплекса. Согласно полученным данным содержания марганца в моллюсках мало зависит от содержания металла в донных отложениях. Высока вероятность того, что марганец находится в донных отложениях в недоступных для живых организмов форме.

Высокое содержание соединений изучаемых металлов в тканях моллюсков, обитающих на участке р. Сож в районе парковой зоны, указывают на влияние города на экологическое состояние реки. В свою очередь, низкое содержание изучаемых металлов в донных отложениях участка реки в зоне городского парка может являться следствием проведения ежегодных мероприятий по отчистке и углублении русла реки для движения водного прогулочного транспорта.

Литература

  1. Абакумов, В. А. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений / В. А. Абакумов. — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1983.-240 с.
  2. Никитенко, Б. Ф. Разработка и использование автоматизированных измерительных систем в спектральном анализе / Б. Ф. Никитенко, Н. С. Казаков, А. А. Кузнецов. — Москва: НТЦ «Информтехника», 1990. — 80 с.
  3. Горунова, Н. С. Содержание тяжелых металлов при длительном применении удобрений в агроценозах кукурузы на черноземах выщелочены / Н. С. Горунова, А. Ф. Стулин // Вест. ВГУ, Сер. Хим. Биол. Фарм. — 2016. — № 4. — С. 49-54.
  4. Головатый, С. Е. Тяжелые металлы в агроэкосистемах / С. Е. Головатый. — Минск: РУП «Институт почвоведения и агрохимии», 2002. — 239 с.
  5. Чыонг, В. Т. Детоксикация свинца моллюском Meretrix lyrata при искусственном разведении в условиях Вьетнама / В. Т. Чыонг // Вест. Астрах, гос. техн, ун-та. сер. рыбное хозяйство. — 2019. — № 1. — С. 122-128.
  6. Kwan, К. Μ. Metal contamination in zebra mussels (Dreissena polymorpha) along the St. Lawrence river ∕ K. Μ. Kwan, H. Μ. Chan, Y. Lafontaine ∕∕ Environ. Monitor. Assess. — 2003. -Vol. 88. -P. 193-219.

Автор: И.В. Грищенко
Источник: Творчество молодых, 2021: сборник научных работ студентов, магистрантов и аспирантов. В 3 ч. Ч. 1 / редкол.: Р.В. Бородич [и др.]; Министерство образования Республики Беларусь, Гомельский государственный университет им. Ф.Скорины. – Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2021. – С. 35-37.