Содержание микроэлементов в мягких тканях и раковинах мидии Mytilus galloprovincialis, культивируемой на взморье г. Севастополя

Н. В. Поспелова*, А. С. Приймак, В. И. Рябушко

Институт биологии южных морей им. А. О. Ковалевского РАН, Севастополь, Россия

*e-mail: nvpospelova@mail.ru

Аннотация

Двустворчатые моллюски Mytilus galloprovincialis выращены на мидийно-устричной ферме в прибрежных водах г. Севастополя (Черное море). Данный район характеризуется гидролого-гидрохимическими и гидробиологическими условиями, благоприятными для выращивания двустворчатых моллюсков и функционирования марихозяйства, что имеет большое социально-экономическое значение для этого региона. Устойчивое развитие аквакультуры основано на выращивании безопасного продукта. В мидиях могут накапливаться вещества, опасные для здоровья человека, в том числе тяжелые металлы. Поэтому необходима региональная информация о биоаккумуляции поллютантов объектами аквакультуры. Цель данной работы – определить содержание микроэлементов Hg, Cd, Pb, Cr, Ni, As, Cu и Zn в мягких тканях и раковинах мидии, культивируемой на взморье г. Севастополя. Для аналитического определения концентраций элементов в тканях и раковинах мидий использовали метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Средние концентрации тяжелых металлов в мягких тканях мидиях промыслового размера (более 50 мм) не превышали предельно допустимой концентрации для пищевых продуктов, за исключением As, концентрация которого в 2.2 раза превосходила ПДК. Мягкие ткани мидий меньшего размера накапливали Cu, Cd, Zn и As в концентрациях, превышающих предельно допустимую концентрацию. Для моллюсков с размером раковины более 50 мм концентрации микроэлементов в мягких тканях по степени убывания составляли следующий ряд: Zn > Mn > Cu > As > Cd, Pb, Co > Ni > Hg. Концентрации элементов в раковинах мидий по степени убывания представляют ряд: Zn > Co > Mn > Cu, As, Pb, Ni > Cd > Hg. Отмечено, что при мониторинговых исследованиях фонового содержания поллютантов в воде с помощью мидий, обеспечении безопасности использования мидий в пищу и для биотехнологических целей следует отбирать пробы моллюсков разных размерных групп.

Ключевые слова

тяжелые металлы, мышьяк, Mytilus galloprovincialis, марикультура, Черное море

Благодарности

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Севастополя в рамках научного проекта № 20-44-925001, а также в рамках темы НИР государственного задания ФИЦ ИнБЮМ (№ гос. регистрации 121030300149-0).

Для цитирования

Поспелова Н. В., Приймак А. С., Рябушко В. И. Содержание микроэлементов в мягких тканях и раковинах мидии Mytilus galloprovincialis, культивируемой на взморье г. Севастополя // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2021. № 4. С. 67–80. EDN GEWMWQ. doi:10.22449/2413-5577-2021-4-67-80

Pospelova, N.V., Priimak, A.S. and Ryabushko, V.I., 2021. Chemical Composition of Mussel Mytilus galloprovincialis Cultivated at the Seashore of Sevastopol (Black Sea). Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (4), pp. 67–80. doi:10.22449/2413-5577-2021-4-67-80 (in Russian).

DOI

10.22449/2413-5577-2021-4-67-80

Список литературы

  1. Микроводоросли эпизоона культивируемого моллюска Mytilus Galloprovincialis Lam. 1819, фитопланктон и гидролого-гидрохимические характеристики акватории мидийно устричной фермы (Севастополь, Чёрное море) / Л. И. Рябушко [и др.] // Морской биологический журнал. 2017. Т. 2, № 4. С. 67–83. doi:10.21072/mbj.2017.02.4.07
  2. Long-term variations of thermohaline and hydrochemical characteristics in the mussel farm area in the coastal waters off Sevastopol (Black Sea) in 2001–2018 / S. V. Kapranov [et al.] // Continental Shelf Research. 2020. Vol. 206. 104185. https://doi.org/10.1016/j.csr.2020.104185
  3. Трощенко О. А., Субботин А. А., Еремин И. Ю. Изменчивость основных лимитирующих факторов среды в процессе выращивания двустворчатых моллюсков на ферме в районе Севастополя // Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. География. Геология. 2019. Т. 5, № 2. С. 308–321.
  4. Поспелова Н. В., Приймак А. С. Особенности питания мидии Mytilus galloprovincialis Lam., культивируемой в прибрежье г. Севастополя // Труды Карадагской научной станции им. Т.И. Вяземского – Природного заповедника РАН. 2021. № 1. С. 24–34. https://doi.org/10.21072/eco.2021.17.03
  5. Mance G. Pollution threat of heavy metals in aquatic environments. Dordrecht : Springer, 1978. 372 p. https://doi.org/10.1007/978-94-009-3421-4
  6. Wang W. X., Lu G. Heavy metals in bivalve mollusks // Chemical Contaminants and Residues in Food (Second Edition). Woodhead Publishing, 2017. P. 553–594. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100674-0.00021-7
  7. Stankovic S., Jovic M. Health risks of heavy metals in the mediterranean mussels as seafood // Environmental Chemistry Letters. 2012. Vol. 10, iss. 2. P. 119–130. https://doi.org/10.1007/s10311-011-0343-1
  8. Goldberg's proposal of “the Mussel Watch”: Reflections after 40 years / J. W. Farrington [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2016. Vol. 110, iss. 1. P. 501–510. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2016.05.074
  9. Effects of increasing temperatures on biomarker responses and accumulation of hazardous substances in rope mussels (Mytilus galloprovincialis) from Bizerte lagoon / N. Kamel [et al.] // Environmental Science and Pollution Research. 2014. Vol. 21, iss. 9. P. 6108–6123. https://doi.org/10.1007/s11356-014-2540-5
  10. Seasonal assessment of biological indices, bioaccumulation and bioavailability of heavy metals in mussels Mytilus galloprovincialis from Algerian west coast, applied to environmental monitoring / O. Rouane-Hacene [et al.] // Oceanologia. 2015. Vol. 57, iss. 4. P. 362–374. https://doi.org/10.1016/j.oceano.2015.07.004
  11. The use of Mytilus spp. mussels as bioindicators of heavy metal pollution in the coastal environment. A review / G. Azizi1 [et al.] // Journal of Materials and Environmental Sciences. 2018. Vol. 9, iss. 4. P. 1170–1181.
  12. Richir J., Gobert S. The effect of size, weight, body compartment, sex and reproductive status on the bioaccumulation of 19 trace elements in rope-grown Mytilus galloprovincialis // Ecological Indicators. 2014. Vol. 36. P. 33–47. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2013.06.021
  13. Lu G.-Y., Wang W.-X. Trace metals and macroelements in mussels from Chinese coastal waters: National spatial patterns and normalization // Science of the Total Environment. 2018. Vol. 626. P. 307–318. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.01.018
  14. Chernova E. N. Changes in trace metal concentrations in the tissues of the White Sea mussel Mytilus edulis over the reproductive cycle // Russian Journal of Marine Biology. 2010. Vol. 36, iss. 1. P. 63–69. https://doi.org/10.1134/S1063074010010086
  15. Chelyadina N. S., Smirnova L. L. Variation in copper content in the cultivated mussel Mytilus galloprovincialis Lam. // Inland Water Biology. 2019. Vol. 12, iss. 3. P. 365–369. doi:10.1134/S1995082919030040
  16. The effect of size on trace metal levels in raft cultivated mussels (Mytilus galloprovincialis) / Y. Saavedra [et al.] // Science of the Total Environment. 2004. Vol. 318, iss. 1–3. P. 115–124. https://doi.org/10.1016/S0048-9697(03)00402-9
  17. Use of mussel shells as a soil amendment: Effects on bulk and rhizosphere soil and pasture production / E. Álvarez [et al.] // Pedosphere. 2012. Vol. 22, iss. 2. P. 152–164. https://doi.org/10.1016/S1002-0160(12)60002-2
  18. Битютская О. Е. Систематизация способов комплексной переработки мидий // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2019. № 5–6. С. 9–15.
  19. Morris J. P., Backeljau T., Chapelle G. Shells from aquaculture: a valuable biomaterial, not a nuisance waste product // Reviews in Aquaculture. 2019. Vol. 11, iss. 1. P. 42–57. https://doi.org/10.1111/raq.12225
  20. Suplicy F. M. A review of the multiple benefits of mussel farming // Reviews in Aquaculture. 2020. Vol. 12, iss. 1. P. 204–223. https://doi.org/10.1111/raq.12313
  21. Козинцев А. Ф. Сезонная динамика содержания тяжелых металлов в мидии (Mytilus galloprovincialis) из бухты Казачья Чёрного моря // Морской экологический журнал. Т. 5, № 4. С. 41–47.
  22. Демина Л. Л., Будько Д. М. Микроэлементы в карбонатной биоминерализации на примере Bivalva Mytilus spp. из литорали Черного моря // Фундаментальные исследования. 2014. № 11–10. С. 2185–2189.
  23. Поспелова Н. В., Смирнова Л. Л., Челядина Н. С. Влияние культивируемой мидии Mytilus galloprovincialis Lam. 1819 на поток Cu, Zn, Cd, Pb в акватории мидийной фермы (Крым, Чёрное море) // Вода: химия и экология. 2019. № 3–6. С. 86–91.
  24. Ртуть в мидиях Mytilus galloprovincialis Lam. из бухт крымского побережья Черного моря / В. И. Рябушко [и др.] // Морской экологический журнал. 2002. Т. 1, № 1. С. 99–107.
  25. Содержание тяжелых металлов в мидии Mytilus galloprovincialis Lam. из бухты Казачья Черного моря / В. И. Рябушко [и др.] // Морські біотехнічні системи. Вип. 2. Севастополь, 2002. С. 215–221.
  26. Козинцев А. Ф., Рябушко В. И. Накопление тяжелых металлов в мидиях, культивируемых в бухте Казачья Черного моря // Морські біотехнічні системи. Вип. 2. Севастополь, 2002. С. 222–230.
  27. Рябушко В. И., Козинцев А. Ф., Тоичкин А. М. Концентрация мышьяка в тканях культивируемой мидии Mytilus galloprovincialis lam., воде и донных осадках (Крым, Чёрное море) // Морской биологический журнал. 2017. Том 2, № 3. С. 68–74. https://doi.org/10.21072/mbj.2017.02.3.06
  28. Рябушко В. И., Козинцев А. Ф., Тоичкин А. М. Концентрация мышьяка в мидии Mytilus galloprovincialis Lam. 1819 из бухт Крымского полуострова (Черное море) // Вода: химия и экология. 2017. № 10. С. 30–36.
  29. Рябушко В. И., Козинцев А. Ф., Тоичкин А. М. Пространственное распределение мышьяка в прибрежье Крымского полуострова (Черное и Азовское моря) // Вестник Московского университета. Серия 5: география. 2020. № 4. С. 14–20.
  30. Рябушко В. И., Козинцев А. Ф., Тоичкин А. М. Содержание мышьяка в акватории Карадагского природного заповедника (Чёрное море) // Труды Карадагской научной станции им. Т. И. Вяземского – природного заповедника РАН. 2020. Вып. 1. С. 3–9.
  31. Mubiana V. K., Vercauteren K., Blust R. The influence of body size, condition index and tidal exposure on the variability in metal bioaccumulation in Mytilus edulis // Environmental Pollution. 2006. Vol. 144, iss. 1. P. 272–279. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2005.12.017
  32. Wang W.-X., Fisher N. S. Modeling the influence of body size on trace element accumulation in the mussel Mytilus edulis // Marine Ecology Progress Series. 1997. 161. P. 103–115. https://doi:10.3354/meps161103
  33. Холодов В. И., Пиркова А. В., Ладыгина Л. В. Выращивание мидий и устриц в Чёрном море. Воронеж : ООО «ИЗДАТ-ПРИНТ», 2017. 508 с. URL: https://repository.marine-research.org/handle/299011/5523 (дата обращения: 10.11.2021)
  34. Daskalakis K. D. Variability of metal concentrations in oyster tissue and implications to biomonitoring // Marine Pollution Bulletin. 1996. Vol. 32, iss. 11. P. 794–801. https://doi.org/10.1016/S0025-326X(96)00042-2
  35. Пиркова А. В., Ладыгина Л. В., Щуров С. В. Формирование поселений мидий Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819) на коллекторах фермы в бухте Ласпи в зависимости от экологических факторов // Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. Биология. Химия. 2019. Т. 5, № 1. С. 92–106.

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)