Биомаркеры поведенческих реакций мидий в системах автоматизированного биомониторинга в условиях загрязнения водной среды буровыми шламами и нефтяными углеводородами

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.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. 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.
  2. Патин С.А. Нефть и экология континентального шельфа. Вт. изд., перераб. и доп. Москва: Изд-во ВНИРО. 2017. 345 с.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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
  16. 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.
  17. 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.
  18. 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.
  19. 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.
  20. De Zwaan A., Wijsman T.C.M. Review: Anaerobic metabolism in bivalvia (Mollucsa) // Characteristics of anaerobic metabolism. 1976. Vol. 56B. P. 313–324.
  21. 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.
  22. 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.
  23. 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.
  24. 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.

Loading