БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2008, том 34, № 1, с. 58-64
УДК 574.422:504.054:582.272 БИОГЕОХИМИЯ
КОНЦЕНТРАЦИИ МЕТАЛЛОВ В САРГАССОВЫХ ВОДОРОСЛЯХ ИЗ ПРИБРЕЖНЫХ ВОД ЗАЛИВА НЯЧАНГ (ЮЖНО-КИТАЙСКОЕ МОРЕ)
© 2008 г. Е. Н. Чернова1, О. С. Сергеева2
1Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток 690041;
2Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН, Владивосток 690041
e-mail: elena@tig.dvo.ru
Статья принята к печати 15.03.2007 г.
Определены концентрации металлов Fe, Mn, Cu, Zn, Cd, Pb и Ni в бурых водорослях рода Sargassum, собранных в прибрежных водах зал. Нячанг (Южно-Китайское море). Показано, что содержание данных элементов в водорослях, растущих в зоне влияния г. Нячанг, выше, чем в макрофитах, собранных севернее и южнее этого города. Установлено, что макрофиты урбанизированных участков побережья зал. Нячанг и водоросли из зал. Петра Великого (Японское море) характеризуются сходными концентрациями Cu и Fe, что свидетельствует о сопоставимой величине поставки данных элементов от антропогенных источников - городов Нячанг и Владивосток. Однако содержание Pb, Ni и Cd в водорослях из прибрежных вод зал. Нячанг ниже, чем в макрофитах из прибрежной зоны г. Владивостока. Высокое загрязнение вод у г. Нячанг соединениями Zn проявлялось локально. Подтверждено, что содержание металлов в макрофитах из фоновых районов отражает особенности геохимических условий среды обитания. Саргассовые водоросли из зал. Нячанг характеризуются более низкими концентрациями Zn, Cd и Ni и более высоким содержанием Mn, чем водоросли из зал. Петра Великого. Фоновые концентрации Cu, Pb и Fe в макрофитах обоих заливов практически одинаковы.
Ключевые слова: тяжелые металлы, макрофиты, бурые водоросли, саргассовые водоросли, Sargassum, Южно-Китайское море.
Metal concentrations in Sargassum algae from coastal waters of Nha Trang Bay (South China Sea).
E. N. Chernova1, O. S. Sergeeva2 ('Pacific Institute of Geography and institute of Bioorganic Chemistry, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041)
Concentrations of metals Fe, Mn, Cu, Zn, Cd, Pb, and Ni were studied in brown algae of the genus Sargassum collected in coastal waters of Nha Trang Bay (South China Sea). Metal concentrations in algae growing in coastal waters near the city of Nha Trang were higher than in macrophytes collected to the south and north of the city. The similar levels of Cu and Fe concentrations were found in macrophytes from urbanized coastal areas of Nha Trang Bay and in algae from Peter the Great Bay (Sea of Japan). This is indicative of comparable metal inputs from anthropogenic sources, the cities of Nha Trang and Vladivostok (Peter the Great Bay). However, the contents of Pb, Ni, and Cd in algae from coastal waters of Nha Trang Bay were lower than in macrophytes from the coastal zone of Vladivostok. Heavy Zn pollution of sea water around Nha Trang was local. Metal contents in macrophytes from background areas reflected the geochemical features of the environment. Sargassum algae from Nha Trang Bay had lower concentrations of Zn, Cd, and Ni and higher concentrations of Mn than algae from Peter the Great Bay. Background concentrations of Cu, Pb, and Fe in mac-rophytes from both bays were virtually the same. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2008, vol. 34, no. 1, pp. 58-64).
Key words: heavy metals, macrophytes, brown algae, Sargassum, South China Sea.
Бурые водоросли уже более 30 лет широко используются в качестве организмов-индикаторов загрязнения среды тяжелыми металлами (Bryan, Hummersto-пе, 1973; Бурдин, 1985; Campanella et al., 2001; Sancher-Rodriguez et al., 2001). Неоднократно такие исследования проводились в Японском и Южно-Китайском морях (Христофорова и др., 1983; Христофорова, 1989; Коженкова и др., 2000; Чернова и др., 2002). Определены концентрации микроэлементов в водорослях, произрастающих у островов в заливах Бенгой и Нячанг Южно-Китайского моря (Христофорова и др., 1983), однако в прибрежных водах материка подобные исследования не проводились.
В связи с этим в 2002 г. были собраны водоросли у г. Нячанг, расположенного на побережье одноименного залива. В настоящее время это бурно развиваю-
щийся город-курорт, а также центр морских и автодорожных перевозок, рыболовства и марикультуры (Vo Van Lanh, 1999). Цель данной работы - изучение уровня загрязнения тяжелыми металлами морских прибрежных вод у г. Нячанг с использованием в качестве индикаторов бурых водорослей рода Sargassum, а также сравнение содержания металлов в водорослях из Южно-Китайского и Японского морей.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Материалом послужили бурые водоросли класса Phaeosporophycea семейства Sargassaceae рода Sargassum разных видов (табл. 1), собранные в марте 2002 г. на шести станциях (с севера на юг, соответственно): на скалистых гранитных мысах Муй Кхе Га (ст. 1), Бай Тьен (ст. 2), Хон Чон (ст. 3) и Муй Чут (ст. 4), на каменистом, сильно заиленном
Таблица 1. Саргассовые водоросли, собранные в зал. Нячанг в 2002 г.
Место сбора (станция) Вид
Мыс Муй Кхе Га (1) Мыс Бай Тьен (2) Мыс Хон Чон (3) Мыс Муй Чут (4) Устье р. Би, порт Кауда (5) Коса Баут Хан, б. Сон Ло (6) Sargassum kjellmanianum Yendo, S. mcClurey Setchell S. mcClurey Setchell, S. oligocystum Montagne S. kjellmanianum Yendo, S. mcClurey Setchell, S. polycystum C. Agardh Sargassum sp. S. polycystum C. Agardh, Sargassum sp. Sargassum sp., S. mcClurey Setchell, S. oligocystum Montagne, S. polycystum C. Agardh
месте впадения р. Би в зал. Нячанг близ порта Кауда (ст. 5), а также на косе Баут Хан, сложенной из старого коральняка и валунов (б. Сон Ло, ст. 6). Непосредственно в городской черте находились станции 3-5 (рис. 1).
Сравнивали содержание металлов в бурых водорослях из зал. Нячанг и в слоевищах Sargassumpallidum, собранных в июле 2002 г. в зал. Петра Великого Японского моря на трех станциях (рис. 2). Остров Веры (ст. 7) и б. Калевала (ст. 8) находятся в юго-западной, малонаселенной части зал. Петра Великого, м. Токаревского (ст. 9) территориально принадлежит
г. Владивостоку (рис. 2). Проба водорослей из зал. Нячанг состояла из 5-6 слоевищ одного вида. В зал. Петра Великого на всех станциях также отбирали по 5-6 слоевищ, каждое из которых анализировали как отдельную пробу.
Водоросли, отмытые морской водой, высушивали при температуре 85°С, измельчали и минерализовали азотной кислотой по общепринятой методике (Христофорова, 1989). Содержание металлов в пробах определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на приборах Ш1асЫ-180-70 ^е, Мп, Си, Zn) и ShimadzuАА-6800 (Са, РЬ, №).
Рис. 1. Расположение станций в зал. Нячанг. 1 - мыс Муй Кхе Га, 2 - мыс Ба Тьен, 3 - мыс Хон Чон, 4 - мыс Муй Чут, 5 - порт Кауда, 6 - б. Сон Ло.
Рис. 2. Расположение станций в зал. Петра Великого. 7 - о-в Веры (б. Сивучья), 8 - б. Калевала, 9 - мыс Токаревского.
Контроль аналитического качества работ вели с использованием холостых проб и стандартного материала NIST 2976 (табл. 2). Для статистической обработки материала использовали пакет программ EXEL.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В саргассовых водорослях из зал. Нячанг концентрация железа изменялась в пределах 93-779, марганца - 17.9-284, цинка - 6.2-46.5, меди - 1.9-4.0, свинца - 0.81-2.35, никеля - 0.47-1.64 и кадмия - 0.27-1.01 мкг/г сухой массы (табл. 3). Наиболее высокими средними концентрациями Fe, Zn, Мп, Си, РЬ, Сё и № характеризовались водоросли, собранные в местах, находящихся в непосредственной близости к г. Нячанг (ст. 4 и 5). Содержание металлов в водорослях со станции 3, расположенной в пределах территории г. Нячанг, как и в макрофитах с двух северных станций, было более низким.
Таблица 2. Результаты анализа сертифицированного стандартного образца 2976 (мкг/г сух. массы)
Элемент
Fe Mn Cu Zn Pb Cd Ni
Паспортные данные
171±5 33±2 4.02±0.3 137±13 1.19±0.1 0.82±0.16 0.93±0.12
Найдено при анализе (n = 5)
181±5 34±2 4.20±0.3 137±13 1.22±0.32 0.89±0.04 0.85±0.08
Отклонение от паспортных данных, %
5.8
3
4.5 0
2.5 8.5 9.4
Население г. Нячанг (12°15'с.ш., 109°1Г в.д.), расположенного на берегу одноименного залива, составляет около 350 тыс. человек. Как установлено вьетнамскими исследователями, воды зал. Нячанг загрязнены растворенным органическим веществом, содержание которого превышает предельно допустимые для рыбо-хозяйственных водоемов Вьетнама концентрации (ПДК) в 3-6 раз, нитратным азотом - в 2-4 раза и мышьяком - в 1-3 раза. Иногда наблюдается превышение содержания цинка и углеводородов относительно ПДК этих веществ. Концентрации взвешенных веществ и меди не превышают ПДК (Vo Van Lanh, 1999).
Оценивая экологическую ситуацию в зал. Нячанг в 1981 г., Христофорова с соавторами (1983) опирались на данные по содержанию микроэлементов в водорослях рода Sargassum, собранных у островов этого залива - Тортю и Че, а также в открытой части моря - у о-ва Тху (рис. 1). Сравнительный анализ показал, что в макрофитах из Южно-Китайского моря (заливов Бенгой и Нячанг) содержание цинка и кадмия намного ниже, чем в водорослях из зал. Петра Великого Японского моря (Христофорова и др., 1983). Концентрации железа и марганца в саргассовых водорослях как из ЮжноКитайского, так и Японского морей уменьшалось по мере удаления мест произрастания макрофитов от источников терригенного стока. Тем не менее, водоросли, собранные у островов зал. Нячанг, содержали меньшее количество этих металлов, чем водоросли из зал. Петра Великого (Христофорова и др., 1983).
Результаты наших исследований показали, что содержание металлов в саргассовых водорослях со стан-
Таблица 3. Концентрации металлов (мкг/г сух. массы; среднее значение ± стандартное отклонение) в саргассовых водорослях заливов Нячанг и Петра Великого
Место сбора (станция) п Си Zn РЬ Cd Ni Мп Fe
Зал. Нячанг, Южно-Китайское море
Мыс Муй Кхе Га (1) 2 2.10±0.86 7.9±4.1 2.16±1.60 0.68±0.21 1.34±0.91 55.7±61.4 415±413
Мыс Бай Тьен (2) 2 2.06±0.27 6.2±3.1 0.81±0.18 0.34±0.15 0.47±0.00 17.9±16.6 93±6
Мыс Хон Чон (3) 5 2.22±0.18 15.2±4.0 1.11±0.39 0.30±0.20 0.97±0.39 102.6±91.6 555±206
Мыс Муй Чут (4) 3 4.00±
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.