БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2006, том 32, № 5, с. 346-352
УДК 574.24+582.263 БИОГЕОХИМИЯ
МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ЗЕЛЕНОЙ ВОДОРОСЛИ ULVA FENESTRA TA ИЗ ЗАЛИВА ПЕТРА ВЕЛИКОГО ЯПОНСКОГО МОРЯ
© 2006 г. С. И. Коженкова, Е. Н. Чернова, В. М. Шулькин
Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток 690041 e-mail: svetlana@tig.dvo.ru
Статья принята к печати 9.02.2006 г.
Измеряли концентрацию тяжелых металлов Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Cd и Ni в талломах зеленой водоросли Ulva fenestrata, собранных в различных участках зал. Петра Великого Японского моря. По содержанию металлов в талломах ульвы установлено, что степень загрязнения отдельных акваторий зал. Петра Великого убывает в ряду: Амурский залив > Уссурийский залив > зал. Находка > зал. Восток > акватория Дальневосточного морского государственного природного биосферного заповедника. Микроэлементный состав ульвы на станциях, расположенных на открытых участках побережья, отражает уровень загрязнения тяжелыми металлами акватории в целом. Содержание элементов в талломах ульвы на станциях с закрытых участков побережья - показатель степени загрязнения прибрежных морских вод от местных источников. В целом концентрации металлов в U. fenestrata из зал. Петра Великого близки к уровням, характерным для незагрязненных или слабо загрязненных акваторий мирового побережья.
Ключевые слова: тяжелые металлы, зеленые водоросли, Ulva fenestrata, Японское море.
Microelement composition of the green alga Ulva fenestrata from Peter the Great Bay, the Sea of Japan.
S. I. Kozhenkova, E. N. Chernova, V. M. Shulkin (Pacific Institute of Geography, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041)
Concentrations of heavy metals Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Cd, and Ni were determined in the green alga Ulva fenestrata sampled from various locations in Peter the Great Bay (Sea of Japan). According to trace metal concentrations in Ulva, the extent of pollution of the investigated areas in Peter the Great Bay decreases in the following series: Amurski Bay > Ussuriiski Bay > Nakhodka Bay > Vostok Bay > Far Eastern State Marine Nature Biosphere Reserve. Microelement composition of Ulva from open-shore stations reflects the heavy metal pollution level of Peter the Great Bay as a whole. Concentrations of trace elements in U. fenestrata from protected shores are indicative of marine coastal water pollution from local sources. Generally, metal concentrations in U. fenestrata from Peter the Great Bay are similar to heavy metal levels in unpolluted or weakly polluted areas of the world's coastal zone. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2006, vol. 32, no. 5, pp. 346-352).
Key words: trace metals, green algae, Ulva fenestrata, Sea of Japan.
Для индикации и мониторинга загрязнения металлами морской среды уже более 30 лет используются массовые виды макрофитов. Наиболее часто для этой цели применяют бурые водоросли, однако красные и зеленые водоросли также могут использоваться для контроля содержания металлов в среде. В частности, зеленые водоросли - представители родов Ulva и Enteromorpha - в изобилии произрастают в прибрежной зоне высокоурбанизированных территорий. В районах с высоким содержанием в морской среде аллохтонной органики они являются доминирующими видами в прибрежных фитоценозах, тогда как многие бурые и красные водоросли не могут выжить в таких условиях. Широкое распространение, высокая экологическая пластичность и способность произрастать в загрязненной среде обусловили использование зеленых водорослей для оценки степени загрязнения морских прибрежных вод веществами как органической, так и неорганической природы (Калугина-Гутник, 1975; Seeliger, Edwards, 1977).
Тонкие слоевища ульвы (Ulva rigida, U. fasciata, U. lactuca и др.) имеют большую удельную площадь
поверхности, способную абсорбировать значительное количество металлов. Исследования, проведенные в прибрежных водах Гонконга, показали, что U. lactuca может использоваться как биоиндикатор загрязнения прибрежных тропических и субтропических морских вод такими тяжелыми металлами, как Fe, Mn, Zn, Cu и Pb (Но, 1990). Талбот и Чегуидден (Talbot, Chegwidden, 1982) установили, что у западных берегов Австралии U. lactuca является индикатором загрязнения среды Fe, Mn, Pb и Cd, но для оценки загрязнения Cu и Zn этот вид не может использоваться. Харитонидис и Малеа (Haritonidis, Malea, 1995, 1999) определили, что у берегов Греции U. rigida может служить индикатором загрязнения морской среды Zn, Pb, Cr и Cd.
Вдоль побережья зал. Петра Великого Японского моря произрастает Ulva fenestrata (ульва продырявленная) - один из самых распространенных видов зеленых водорослей дальневосточных морей вплоть до Берингова моря. U. fenestrata представляет собой двухслойную пластину длиной 10-30 см (иногда до 1 м), прикрепленную к субстрату ризоидами. Вид отличается широкой экологической амплитудой: растет на литорали и
в сублиторали до глубины 20 м на различных грунтах в открытых и защищенных местах, в чистых и загрязненных водах и нередко выступает как ценозообразующий элемент донных сообществ (Виноградова, 1979), веге-тирует круглогодично, при этом в течение года сменяется несколько поколений.
Цель нашей работы - определить содержание тяжелых металлов в талломах V. fenestrata в разных районах зал. Петра Великого, испытывающих различную антропогенную нагрузку, и выяснить, как условия существования растений влияют на их микроэлементный состав.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Образцы водоросли иЬа fenestrata собирали в июле-августе 2002 и 2003 гг. на 31 станции в четырех заливах: Амурском, Уссурийском, Восток и Находка, а также на акватории Дальневосточного морского государственного природного биосферного заповедника (ДМГПБЗ) (рис. 1). Рассматриваемые районы, входящие в зал. Петра Великого, по степени антропогенной нагрузки и объему поступающих загрязняющих веществ можно расположить в следующей последовательности: Амурский залив > Уссурийский залив > зал. Находка > зал. Восток > ДМГПБЗ (Вейдеман и др., 1987; Сто-ник, Селина, 1995; Огородникова, 2001; Шулькин, 2004). В качестве контрольного района выбран ДМГПБЗ, удаленный от прямых источников поступления загрязняющих веществ в прибрежные воды.
На станциях 4, 14-18, 21 и 22 на глубинах от 1 до 12 м водоросли собирали с помощью легководолазного снаряжения, на остальных станциях (на глубине от 0.5 до 1 м) осуществляли береговые сборы.
На каждой станции собрано по 5 проб (по 2-5 экз. U. fe-nestrata в каждой). Растения промывали водой с места их сбора. В лаборатории водоросли высушивали при температуре 85°С, измельчали и минерализовали азотной кислотой по общепринятой методике (Христофорова, 1989). Содержание металлов Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Cd и Ni в тканях макрофитов определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на приборе Shimadzu 6800 и выражали в мкг/г сухой массы. Контроль аналитического качества работ вели с использованием холостых проб и стандартного материала NIST 2976 (табл. 1).
На нескольких станциях в Амурском и Уссурийском заливах в 2002 г. одновременно с водорослями отбирали пробы донных осадков, алевропелитовую фракцию которых (< 0.1 мм) анализировали на валовое содержание и количество подвижных форм металлов (извлекаемых 1 M HCl) по стандартной методике (Шулькин, Богданова, 1984). Обобщенные статистические показатели проведенного анализа опубликованы ранее (Шулькин, 2004).
Для математической обработки результатов использован пакет программ Exel. Для выявления и количественной оценки влияния различных факторов на накопление тяжелых металлов талломами зеленой водоросли в разных районах зал. Петра Великого данные были подвергнуты анализу методом главных компонент (МГК) пакета программ StatGraphics Plus v. 5.1.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Концентрации металлов в Ulva fenestrata, произрастающей в зал. Петра Великого, изменялись в широких пределах. Наиболее высокие концентрации металлов отмечены в талломах ульвы на станциях 16 (б. Горностай) и 21 (б. Гайдамак), в Уссурийском зали-
---------д>
31. 30
Зал. Петра Великого Зал. Находка
Рис. 1. Станции отбора проб и1уа fenestrata в зал. Петра Великого Японского моря. 1 - м. Островок Фальшивый; 2 - б. Сивучья, южный берег; 3 - о-в Веры; 4 - б. Калевала; 5 - б. Троица, западный берег; 6 - б. Троица, м. Андреева; 7 - м. Шульца; 8 - б. Средняя (ДМГПБЗ); 9 - о-в Большой Пелис; 10 - зал. Славянка, п-в Брюса; 11 - предустье Второй Речка; 12 - дельфинарий; 13 - м. Токаревско-го; 14 - м. Абросимова; 15 - б. Сухопутная; 16 - район свалки б. Горностай; 17 - м. Зеленый; 18 - м. Вилкова; 19 - м. Пещурова; 20 -б. Гайдамак, южный берег; 21 - б. Гайдамак, центральная часть; 22 - б. Средняя (зал. Восток), центральная часть; 23 - б. Средняя (зал. Восток), северный берег; 24 - м. Пашинникова; 25 - напротив Морской биологической станции "Восток"; 26 - б. Мусатова; 27 - м. Астафьева; 28 - м. Красный; 29 - б. Врангеля, северный берег; 30 - б. Врангеля, южный берег; 31 - б. Козьмина, северный берег.
Таблица 1. Результаты анализа сертифицированных стандартных образцов (мкг/г сухой массы)
Элемент №ВТ 2976* №КТ 2976** (п = 5) Процент отклонения от паспортных данных
Fe 171±5 181±5 5.8
Мп 33±2 34±2 3
Си 4.02±0.3 4.2±0.3 4.5
7п 137±13 137±13 0
РЬ 1.19±0.1 1.22±0.32 2.5
Cd 0.82±0.16 0.89±0.04 8.5
№ 0.93±0.12 0.85±0.08 9.4
*Паспортные данные. "Определено при анализе.
ве и зал. Восток соответственно. К северу от б. Горностай, между бухтами Кетовой и Десантной, располагается городская свалка, дренажные стоки которой являются причиной сильного загрязнения металлами практически всех компонентов прибрежной экосистемы (Шулькин, 2004), включая макрофиты. В ульве со станции 16 средние концентрации Fe, Си, 2п и РЬ составили 3488, 178, 71.5 и 80.5 мкг/г соответственно. В б. Гайдамак отстаиваются суда маломерного рыболовецкого флота, а также расположен судоремонтный завод, деятельность которого ведет к ее загрязнению. В ульве со станции 21 концентрации Fe, Си, 2п, РЬ и № составили 1137, 18.9, 17.6, 57.8 и 3.35 мкг/г соответственно. Необходимо отметить, что содержание Мп и Cd в макрофитах со станций 16 и
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.