ЭКОЛОГИЯ, 2015, № 6, с. 466-469
УДК 591.145.2:599.745.2(571.651)
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ОРГАНАХ ТИХООКЕАНСКИХ МОРЖЕИ (ODOBENUS ROSMARUS DIVERGENS) С ЧУКОТСКОГО ПОЛУОСТРОВА
© 2015 г. А. М. Трухин, Л. Ф. Колосова, Е. Н. Слинько
Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН 690041 Владивосток, ул. Балтийская, 43 e-mail: trukhin@poi.dvo.ru Поступила в редакцию 05.09.2014 г.
Ключевые слова: морж, Берингово море, тяжелые металлы, уровень концентрации, биогенные микроэлементы.
DOI: 10.7868/S0367059715060219
В северном полушарии Арктика — наиболее слабозаселенный регион с низкой степенью антропогенного воздействия на среду обитания. Тем не менее глобальный транспорт различных загрязнителей, в том числе тяжелых металлов (ТМ), с водными массами и посредством атмосферных переносов обусловливает их присутствие в арктическом регионе. В Беринговом и Чукотском морях ТМ присутствуют как в среде обитания, так и во всех таксонах растений и животных, включая высших позвоночных, замыкающих трофические цепи, — морских млекопитающих, к которым относится и тихоокеанский морж (ОйоЪвпин гоя-таги8 ймвщвт 1Ш§ег, 1815).
Цель нашего исследования — определение уровня концентрации отдельных микроэлементов в органах моржей из прибрежных вод Чукотского п-ова и сравнение результатов с таковыми, полученными для Берингова моря ранее. Исследовано 22 моржа, добытых местными зверобоями в августе—сентябре 2011 г. Уровень концентрации (мкг/г сухого веса) ТМ в органах определен методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии.
Анализ полученных данных позволяет говорить о весьма значительных различиях концентраций отдельных ТМ как в одном органе разных особей, так и в разных органах одних и тех же особей (табл. 1). Важнейшие биогенные элементы (Бе, Zn, Мп, Си) обнаружены практически во всех исследованных пробах. Уровень концентрации в органах моржа кобальта и никеля самый низкий. Но наибольший интерес для нас представляли токсичные металлы. Концентрация свинца в органах моржей оказалась в целом невысокой. Максимальные концентрации кадмия обнаружены в почке и печени, в других органах они заметно ниже, причем порой на один—три порядка.
Мы сопоставили результаты исследований загрязнения тихоокеанского моржа тяжелыми металлами в 1980-х годах (Taylor et al., 1989; Warburton, Seagars, 1993) с полученными нами. Оказалось, что за истекший период уровень концентрации цинка, кадмия и свинца изменился (табл. 2), но изменения носили разнонаправленный характер. Концентрация свинца увеличивалась в 1980-х годах, после чего до настоящего времени остается примерно одинаковой. Выросла частота его обнаружения в пробах. Согласно результатам Тейлор с соавт. (Taylor et al., 1989), которые исследовали 57 моржей, добытых в 1981—1984 гг. в прибрежье п-ова Аляска и в открытых водах Берингова моря, свинец присутствовал в 9 из 57 (16%) проб печени. В наших пробах (2001 г.) частота обнаружения свинца возросла в несколько раз: этот элемент в том или ином количестве присутствовал в печени 16 из 22 (72.7%) моржей. Очевидно, эти данные могут отражать общую тенденцию накопления свинца в Арктике. Об этом свидетельствуют и результаты исследований М.Мурозуми с соавт. (Murozumi et al., 1969), которые, анализируя слои снега Гренландии, обнаружили, что 3000 лет назад содержание свинца во льду было в 200 раз меньше, чем в настоящее время. Около двух десятилетий назад из Евразии в Арктику водными массами и в виде аэрозолей ежегодно транспортировалось 2400 т свинца (Akerodolu et al., 1994). Все это указывает на то, что процесс аккумуляции свинца в арктической биоте происходит давно и довольно интенсивно.
Казалось бы, подобную картину динамики ТМ в органах моржей можно было бы ожидать и в отношении цинка и кадмия. Однако мы наблюдали обратную зависимость: уровень их концентраций в печени и почках исследованных животных понизился (см. табл. 2), что пока не находит аргу-
Cö О
и о м К л
Таблица 1. Уровень концентрации тяжелых металлов в органах тихоокеанских моржей (2011 г.), мкг/г сухого веса
Орган Мп Fe Со Ni Си Zn Cd РЬ
Мышца (я = 22) 1.20-19.11 405.7-826.8 0-2.36 0-2.93 1.80-5.83 140.85-214.98 0-1.10 0-3.37
4.24 ± 1.67 586 ±53.93 0.53 ±0.30 0.74 ±0.31 3.12 ±0.42 162.69 ±8.57 0.19 ± 0.10 0.82 ±0.41
Печень (я = 22) 0.59-20.04 390.5-3148.7 0-2.38 0-2.83 7.90-98.96 64.11-189.09 0.13-51.99 0-2.16
11.13 ±2.08 1315.8 ± 278.63 0.57 ±0.32 0.69 ±0.29 25.11 ±8.42 130.00 ± 10.65 9.39 ±4.72 0.46 ± 0.26
Почка (я = 22) 1.68-21.88 285.0-3402.2 0-1.99 0.1-3.17 10.98-88.94 99.46-420.85 0.48-199.76 0-7.70
6.17 ± 1.94 598.91 ± 284.69 0.65 ±0.29 0.95 ±0.31 24.02 ± 7.23 134.61 ±29.27 58.63 ± 19.99 1.20 ±0.83
Сердце(я = 22) 0.48-18.17 226.0-541.1 0-3.80 0-2.12 7.25-10.59 67.47-123.83 0-0.54 0-2.32
4.53 ± 1.82 374.93 ±30.95 0.82 ±0.42 0.69 ±0.25 9.09 ± 0.47 104.77 ±5.58 0.17 ±0.06 0.71 ±0.29
Легкое (я = 22) 1.01-42.47 489.7-1212.8 0-4.31 0-5.32 0.98-4.04 37.22-65.13 0.03-0.81 0-15.67
10.46 ±4.55 793.71 ± 113.01 0.98 ±0.54 1.28 ±0.60 2.97 ±0.31 51.64 ± 3.39 0.29 ±0.09 2.26 ± 1.89
Селезенка (и = 21) 0-32.15 813.1-5684.6 0-3.66 0.22-0.98 1.20-5.48 38.44-89.02 0.15-50.02 0-2.22
5.65 ±3.43 2023.76 ±461.6 0.74 ±0.37 0.47 ±0.16 3.25 ±0.49 64.43 ±7.01 3.30 ±4.97 0.48 ± 0.28
Кишечник (я = 22) 0.95-48.55 126.0-1551.1 0-2.75 0-1.45 4.11-16.36 72.00-157.62 0-9.89 0-1.98
9.66 ±4.82 346.42 ± 162.37 0.81 ±0.39 0.72 ±0.26 6.28 ± 1.19 91.15 ±8.25 0.85 ±0.91 0.60 ±0.24
Семенник (я = 11) 2.11-19.51 82.7-371.6 0-1.91 0-2.32 1.90-5.37 25.56-64.92 0.07-1.41 0-2.68
9.22 ±4.40 216.39 ±59.16 0.55 ±0.48 0.82 ±0.43 3.59 ±0.80 45.50 ±7.70 0.48 ± 0.27 0.77 ±0.54
Кость (и = 19) 0-10.91 9.1-529.7 0-4.08 0-2.58 0.09-9.56 7.83-105.12 0-1.38 0-36.97
1.30 ± 1.18 86.33 ±58.91 0.77 ±0.51 0.53 ±0.35 1.49 ± 1.17 46.99 ± 18.82 0.17 ±0.17 3.46 ±4.03
Е
и
и н
й
Е
и
о ►и
53
н S X
о
о g
я
о
X
о ►и
и к=
Примечание. В числителе — lim, в знаменателе — М(х) + 95%С/(среднее значение с его доверительным интервалом).
СЛ
468
ТРУХИН и др.
Таблица 2. Сравнение средней концентрации кадмия, свинца и цинка в почках и печени тихоокеанских моржей за тридцатилетний период (1981—2011 гг.), мкг/г сухого веса
Год Zn Cd Pb Источник информации
Почка Печень Почка Печень Почка Печень
1981 Нет данных Нет данных 204.9 41.2 <0.01 0.03 Taylor et al., 1989
1982 » » 173.2 22.0 0.9 0.7 То же
1983 » » 180.3 20.1 0.09 0.1 »
1986 145.8 263.1 146.6 20.1 0.8 0.6 Warburton, Seagars, 1993
1988 195.8 201.9 166.3 29.4 1.3 0.7 То же
1989 198.1 223.1 180.6 32.1 1.1 0.5 »
2011 134.61 130.0 58.63 9.39 1.20 0.46 Наши данные
ментированного объяснения. Анализируя данные этой таблицы, важно иметь в виду различия в возрасте моржей из разных выборок: так, возраст моржей, от которых взяты пробы в 1986—1989 гг. ^агЪшйоп, 8еа§аге, 1993), составил 11—32 года (средний — 19 лет); в нашей выборке — 1—30 лет и 10.7 года соответственно. Поскольку уровень концентрации кадмия и в печени, и в почках моржей стабильно увеличивается с возрастом, то вполне естественно, что средний уровень концентрации этого металла в первой выборке оказался выше, чем в нашей (см. табл. 2). Кроме того, по данным американских токсикологов значительно выше оказался максимальный уровень кадмия в печени и почках (соответственно 86.74 и 457.63 мг/кг). Согласно нашим исследованиям, эти показатели равны 51.99 и 199.76 мкг/г соответственно. Таким образом, за рассматриваемый период концентрация кадмия в органах тихоокеанских моржей в целом снизилась. Аналогичная информация имеется о снижении концентрации кадмия в другом виде ластоногих Арктики — кольчатой нерпе. Так, уровень концентрации кадмия у тюленей из района Гренландии повышался с 1979 по 1985 г., но по невыясненной причине снижался в последующее десятилетие (1985—1995 гг.) ^ещпёегв, 81ттопё8, 2003).
Приведенные факты снижения концентрации некоторых ТМ на первый взгляд кажутся не вполне понятными, поскольку уровень хронического загрязнения морей ТМ постоянно повышается, а данный процесс имеет глобальный характер. Однако нередко уровень ТМ оказывается выше в тех морских животных, чьи местообитания удалены на значительные расстояния от промышленных центров. Например, белухи, обитающие у арктического побережья Северной Америки, в большей степени заражены токсическими металлами, чем особи этого вида, населяющие "более грязные" прибрежные воды восточной Канады (^а§етапп е! а1., 1990). Такая же особенность была отмечена и в отношении других морских мле-
копитающих, морских птиц и экосистем в целом: нередко степень зараженности животных и среды их обитания тяжелыми металлами в высоких широтах сопоставима или даже выше, чем в районах, приближенных к центрам индустриальной активности (Dietz et al., 1998; Muir et al., 1999).
Небезынтересно отметить еще одну особенность. При исследовании донных осадков, выполненных на основании анализа проб, взятых со дна Берингова моря, получен довольно неожиданный результат: уровень концентрации многих ТМ оказался выше в пробах, взятых на больших глубинах, чем поблизости от берега (Ириканин, Трефри, 1990). Аналогичная закономерность отмечена и в отношении водорослей: концентрация кадмия в этих растениях выше в открытых, удаленных от берега частях акватории, чем вблизи от берега, даже в заливах и местах впадения в море рек (AMAP, 1997). Из этого следует, что концентрации ТМ в среде не обязательно соответствуют уровню прямого воздействия на нее техногенных нагрузок, а уровень содержания ТМ в морских млекопитающих лишь отчасти соответствует уровню их концентрации в среде обитания. Очевидно, концентрации тех или иных микроэлементов как в отдельных органах, так и во всем организме отдельных особей зависят от целого ряда факторов: температуры и солености воды, освещенности, видоспецифических особенностей процессов биотрансформации и т.д.
Авторы благодарят директора ЧукотНИРО А.В. Винникова за помощь в организации полевых исследований и финансирование основной части проекта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Ириканин Н., Трефри Д. Распределение следовых металлов в донных отло
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.