В.В. Трусевич, В.Ю. Журавский, Е.В. Вышкваркова, К.А. Кузьмин, В.Ж. Мишуров
Институт природно-технических систем, РФ, г. Севастополь, ул. Ленина, 28
E-mail: trusev@list.ru
DOI: 10.33075/2220-5861-2020-4-50-57
УДК 504.064.3:574:681.5
Реферат:
Создание высокоэффективных автоматизированных систем экологического мониторинга вод становится все более актуальной необходимостью в связи с быстрым расширением зон добычи нефтеуглеводородов на морских шельфах, сопровождающихся как хроническими, так и аварийными массивными выбросами высокотоксичных веществ в экосистемы этих зон. В качестве такой системы, впервые в РФ предложен разработанный нами комплекс автоматизированного биосенсорного мониторинга и раннего предупреждения, в реальном времени, на основе поведенческих реакций двустворчатых моллюсков, являющийся аналогом системы мониторинга Musselmonitor, предназначенный для использования в натурных условиях водоемов. Для оценки эффективности функционирования нашего комплекса в лабораторных условиях исследовали чувствительность моллюсков черноморской мидии к воздействию ежедневных (продолжительностью 2 часа) одной из последовательно возрастающих концентраций водных экстрактов бурового шлама ( 25, 50, 500 мг/литр) и дизельного топлива ( 0,01 и 0,021 мг/л.), что в некоторой степени имитируют обычно существующую в норме ситуацию в местах разведки и добычи углеводородов. Установлено, что предложенный комплекс позволяет уверенно обнаруживать уже в первые минуты появления в водной среде токсикантов в концентрациях характерных для малотоксичных зон в районах нефте- и газодобычи, и проведения буровых работ. Показано, что повторяющиеся воздействия на моллюсков экстрактов буровых шламов и дизельного топлива, даже невысокой концентрации в течение нескольких дней, вызвали общее снижение амплитуды раскрытия створок и разрушение суточного ритма моллюсков, что вероятно является «эффектом накопления воздействия».
Ключевые слова: черноморская мидия, поведенческие реакции, автоматизированный биомониторинг, экстракты бурового шлама, дизельное топливо.
Для цитирования: Трусевич В.В., Журавский В.Ю., Вышкваркова Е.В., Кузьмин К.А., Мишуров В.Ж. Биомаркеры поведенческих реакций мидий в системах автоматизированного биомониторинга в условиях загрязнения водной среды буровыми шламами и нефтяными углеводородами // Системы контроля окружающей среды. 2020. Вып. 4 (42). C. 50–57.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Экологический мониторинг нефтегазовой отрасли / М.Н. Саксонов, А.Д. Абалаков, Л.В. Данько [и др.] // Физикохимические и биологические методы: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во Иркутск.
ун-та. 2005. 114 с. - Патин С.А. Нефть и экология континентального шельфа. Вт. изд., перераб. и доп. Москва: Изд-во ВНИРО. 2017. 345 с.
- Kramer K.J.M., Botterweg M. Aquatic biological early warning systems. Bioindicators and environ-mental management. D.W. Jeffrey, B. Madden (eds). London: Academic Press. 1991. Р. 95–126.
- Borcherding J. Ten years of practical experience with the Dreissena-Monitor, a biological early warning system for continuous water quality monitoring // Hydrobiologia. 2006. Vol. 556. P. 417–426.
- Трусевич В.В., Гайский П.В, Кузьмин К.А. Автоматизированный биомониторинг водной среды с использованием реакций двустворчатых моллюсков // Морской гидрофизический журнал. 2010. № 3. C. 75–83.
- Биомаркеры поведенческих реакций черноморской мидии для автоматизированного биомониторинга экологического состояния водной среды / В.В. Трусевич, П.В. Гайский, К.А. Кузьмин [и др.] // Системы контроля окружающей среды. 2015. № 1 (21). С. 13–18.
- Трусевич В.В., Кузьмин К.А., Мишуров В.Ж. Мониторинг водной среды с использованием пресноводных двустворчатых моллюсков // Системы контроля окружающей среды. 2017. № 7 (27). С. 83–93.
- Бахмет И.Н. Характерные особенности адаптации мидии съедобной Myttilus edulis L. к поллютантам // Ученые записки Петразаводского гос. ун-та. Биология. 2013. № 8. С.17–20.
- Мидия Mytilus edulis L. Белого моря как индикатор при воздействии растворенных нефтепродуктов / И.Н. Бахмет, Н.Н. Фокина, З.А. Нефедова [и др.] // Труды Карельского науч. центра РАН. 2012. № 2. С. 38–46.
- Скидченко В.С., Высоцкая Р.У., Немова Н.Н. Спектр изоформ кислой дезоксирибонуклеазы в тканях мидий Mytilus edulis в условиях модельной интоксикации нефтепродуктами // Труды Карельского науч. центра РАН. 2012. № 2. С.131–138.
- Marigómez I., Garmendia L., Soto M., Orbea A., Izagirre U., Cajaraville M.P. Marine ecosystem health status assessment through integrative biomarker indices: a comparative study after the Prestige oil spill «Mussel Watch» // Ecotoxicology. 2013. Vol. 22. P. 486–505.
- Frantzen M., Regoli F., Nahrgang J., Ambrose W., Geraudie P., Benedetti M., Locke W., Camus L. Biological effects of mechanically and chemically dispersed oil on the Icelandic Scallop (Chlamys islandica) // Ecotoxicology and environmental safety. 2016. Vol. 127. P. 95–107.
- Milinkovitch T., Geraudie P., Camus L., Hélène V.H., Guyon T. Biomarker modulation associated with marine diesel contamination in the Iceland scallop (Chlamys islandica) // Environmental Science Pollution Research. 2015. Vol. 22. P. 19292–19296.
- Redmond K.J., Berry M., Pampanin D.M., Andersen O.K. Valve gape behavior of mussels (Mytilus edulis) exposed to dispersed crude oil as an environmental monitoring end-point // Marine Pollution Bulletin. 2017. Vol. 117. P. 330–339.
- Анализ данных для автоматизации биомониторинга водной среды в Черноморском регионе / В.Ю. Журавский, Е.Н. Воскресенская, В.В. Трусевич [и др.] // Системы контроля окружающей
среды. 2019. № (4) 38. С. 66–71.57 - Robson A.A., Garcia de Leaniz C., Wilson R.P., Halsey L.G. Behavioural adaptations of mussels to varying levels of food availability and predation risk // Journal of Molluscan Studies. 2010. Vol. 76(4). P. 348–353.
- Curtis T.M., Williamson R., Depledge M.H. Simultaneous, long-term monitoring of valve and cardiac activity in the blue mussel Mytilus edulis exposed to copper // Marine Biology. 2000. Vol. 136. P. 837–846.
- Особенности движения створок и кардиоактивности двустворчатых моллюсков при действии различных стрессоров / С.В. Холодкевич, Т.В. Кузнецова, В.В. Трусевич [и др.] // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2009. T. 45. № 4. С. 432–434.
- Ortmann С., Grieshaber M. Energy metabolism and valve closure behaviour in the Asian clam Corbicula fluminea // Journal of Experimental Biology. 2003. Vol. 206. P. 4167–4178.
- De Zwaan A., Wijsman T.C.M. Review: Anaerobic metabolism in bivalvia (Mollucsa) // Characteristics of anaerobic metabolism. 1976. Vol. 56B. P. 313–324.
- Sandrini-Neto L., Pereira L. da Silva, Martins C.C., de Assis H.C.S., Camus L. Antioxidant responses in estuarine invertebrates exposed to repeated oil spills: Effects of frequency and dosage in a field manipulative experiment // Aquatic Toxicology. 2016. Vol. 177. P. 237–249.
- Sukharenko E.V., Nedzvetsky V.S., Kyrychenko S.V. Biomarkers of metabolism disturbance in bivalve molluscs induced by environmental pollution with processed byproducts of oil // Biosystems Diversity.2017. 25 (2). P. 113–118.
- Geraudie P., Bakkemo R., Milinkovitch T., Thomas-Guyon H. First evidence of marine diesel effects on biomarkerresponses in the Icelandic scallops, Chlamys islandica // Environmental Science and
Pollution Research. 2016. Vol. 23. Р. 16504–16512. - Гудимов А.В. Биотестирование дизельного топлива для оперативной биоиндикации // Сб. ст. Всерос. науч. конф. с междунар. участием, посвященная 125-летию проф. В.В. Водяницкого
«Загрязнение морской среды: экологический мониторинг, биоиндикация, нормирование». Севастополь. 2018. С. 78–82.