Влияние температурного режима и некоторых антропогенных факторов водной среды на жизнедеятельность дафний

СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР И ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ВОДНОЙ СРЕДЕ НА БЕСПОЗВОНОЧНЫХ ГИДРОБИОНТОВ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 9
1.1. Повышенные температуры 9
1.2. Токсические вещества в водной среде 16
1.3. Перспективы использования данных о морфофизиологическом состоянии гидробионтов при оценке токсичности атмосферных осадков (снегового покрова) 31
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 36
2.1. Тест-объект исследований..." 36
2.2. Методики проведения экспериментов 42
2.3. Токсические вещества 47
2.4. Биотестирование токсичности снегового покрова 49
3. РЕАКЦИЯ ДАФНИЙ НЕСКОЛЬКИХ ПОКОЛЕНИЙ НА ПОВЫШЕННУЮ ТЕМПЕРАТУРУ ВОДНОЙ СРЕДЫ 54
4. ВЛИЯНИЕ ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ВОДНОЙ
СРЕДЕ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ДАФНИЙ 64
4.1. Ртуть 66
4.2. Симазин 77
4.3. Фастак 87
4.4. Сравнительная оценка действия ксенобиотиков на дафний, родительские особи которых подверглись токсическому воздействию
на разных стадиях развития 100
5. ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ДАФНИЙ В ЧИСТОЙ СРЕДЕ, ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РОДИТЕЛЬСКИХ ОСОБЕЙ ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 109
6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КИСЛОРОДНОГО РЕЖИМА ОРГАНИЗМА И РЕПРОДУКТИВНОЙ ФУНКЦИИ ДАФНИЙ НЕСКОЛЬКИХ ПОКОЛЕНИЙ ПРИ БИОТЕСТИРОВАНИИ ТОКСИЧНОСТИ СНЕГОВОГО ПОКРОВА
(ТАДЫХ ВОД) 118
ВЫВОДЫ 124
РЕКОМЕНДАЦИИ 125
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 126
ПРИЛОЖЕНИЯ 150
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Последние десятилетия характеризуются возрастанием роли антропогенных факторов в функционировании водных экосистем. Наибольший вред наносят сточные воды бытовой, производственной и сельскохозяйственной деятельности человека. Особый вид загрязнения водных объектов - тепловое (или тер¬мическое) загрязнение, которое вызывается сбросом в водоемы нагре¬той воды, используемой для охлаждения агрегатов промышленных предприятий или тепловых и атомных электростанций.
В настоящее время при выявлении антропогенного загрязнения водной среды широко используются химико-аналитические методы, которые не всегда достаточно эффективны. Многие исследователи (Лукьяненко, 1967, 1983; Брагинский, 1970; 1972; Строганов, 1970, 1971, 1983, 1989; Лесников, 1971, 1979; Филенко, 1976; Патин, 1979; Флеров, 1983; Колупаев, 1992; Butler, 1978; Schmiedt-Nelsen, 1974; и другие) считают, что наряду с ними необходимо использовать биологические, основанные на оценке состояния сообщества и отдельных особей гид- робионтов, подвергнувшихся воздействию загрязненной среды, так как живые организмы способны регистрировать более низкие концентра¬ции веществ, чем некоторые аналитические датчики.
Одним из основных критериев качества среды служит выживае¬мость организмов. Однако, при отсутствии сильных воздействий фак¬тора, например, при воздействии малых доз токсических веществ, этого критерия недостаточно, так как при этом не принимаются во внимание многочисленные реакции организма в промежуток времени между первым контактом животных с чужеродными веществами и последующим проявлением отравления. Поэтому биоконтроль целесо¬образно основывать не на данных гибели, а на информации об откло¬нениях в процессах жизнедеятельности гидробионотов и, в частности, процессов размножения и дыхания. В связи с этим большое значение имеют длительные опыты на нескольких поколениях, когда учитывается действие фактора на гаметогенез. Однако, большинство сведений получены в исследованиях на одном поколении животных и, как правило, на одновозрастных особях, тогда как данные ряда иссле¬дований (Володин, 1973; Бочаров, 1975; Путинцев, 1975; Корде, 1981; Лузгин, 1990; Migliore, Marina, 1990) свидетельствуют об определенной зависимости между возрастом животных и токсическим эффектом. Не меньшего внимания заслуживает изучение последействия интоксика¬ции гидробионтов и обратимости процессов отравления у потомства последующих поколений, находящихся в чистой среде. Данный вопрос так же далек от окончательного решения. Между тем, использование этих данных позволило бы внести определенные коррективы в приня¬тии нормативов содержания загрязняющих веществ.
Цель и задачи исследования. Цель работы - изучение последст¬вий воздействия ряда экологических факторов водной среды (повышенная температура, токсические вещества антропогенного про¬исхождения) на жизнедеятельность дафний на протяжении ряда по¬колений. При этом были поставлены следующие задачи:
1. Исследовать реакцию системы газообмена и репродуктивной функции у дафний в ряду поколений на изменение температуры.
2. Определить влияние токсических веществ на жизнедеятель¬ность дафний в ряду поколений, родительские особи которых подверг¬лись токсическому воздействию на разных стадиях развития.
3. Выявить последствия токсического воздействия родительских особей на размножение и функционирование системы обеспечения ки¬слородного режима организма у последующих поколений дафний, на¬ходящихся в чистой воде.
Научная новизна работы. Получены новые данные о выживае¬мости, плодовитости и реакции системы обеспечения кислородного режима организма у дафний шести поколений при повышенных тем¬пературах водной среды. Установлена зависимость устойчивости даф¬ний, процесса размножения и функционирования системы обес¬печения кислородного режима организма у дафний шести поколений от интенсивности температурных воздействий. Выявлены особенности действия приоритетных токсических веществ (металлов, пестицидов) на процесс размножения и систему обеспечения кислородного режима организма у дафний шести поколений. Впервые показано, что влияние токсикантов на дафний в ряду генераций зависит от того, на какой стадии развития исходное поколение (родительские особи) подверглось токсическому воздействию. Впервые установлены особенности жизне¬деятельности дафний шести поколений, находившихся в чистой воде, исходное поколение которых было подвергнуто воздействию токсикан¬тов. Показано, что при отравлении родительских особей токсический эффект проявляется в первых поколениях дафний, находившихся в чистой среде. В последующих поколениях возможна обратимость ре¬акции интоксикации. Впервые изучено воздействие токсических ве¬ществ, находившихся в снеговом покрове (талых водах), взятом из районов с различной степенью антропогенной нагрузки, на жизнедея¬тельность дафний нескольких поколений. Показана целесообразность использования данных о системе обеспечения кислородного режима организма и процесса размножения дафний в ряду поколений при оп¬ределении токсичности атмосферных выбросов.
Теоретическое значение работы. Отраженные в диссертации результаты вносят вклад в развитие теоретических основ экологии гидробионтов, и, в частности, взаимодействия гидробионтов с изме¬няющейся средой обитания, в понимание механизмов приспособления водных животных к антропогенному загрязнению водных экосистем.
Практическое значение работы. Результаты, научные положе¬ния и выводы диссертационной работы могут быть использованы при нормировании содержания загрязняющих веществ в водной среде, а также при биотестировании токсичности атмосферных осадков, при¬родных и сточных вод.
Реализация результатов исследований. Материалы диссерта¬ции, опубликованные в научной печати, используются в учебном про¬цессе, в научно-исследовательской работе студентов и сотрудников кафедры зоологии и прикладной экологии Марийского государствен¬ного университета, а также Комитетом природных ресурсов по Рес¬публике Марий Эл в работе по прогнозированию загрязнения окру¬жающей среды.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на 2-ой Международной научно-практической конференции "Экология и охрана окружающей среды" (Пермь, 1995), на Международной конфе¬ренции "Экологические аспекты устойчивого развития регионовv (Новгород, 1995), на Международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды" (Томск, 1995), на Междисциплинарной научной конференции "Вавиловские чтения" (Йошкар-Ола, 1996), на III республиканской научной конференции "Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан" (Ка¬зань, 1997), на Всероссийском популяционном семинаре "Экология и генетика популяций" (Йошкар-Ола, 1997).
Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в 14 печатных работах, 7 из которых в со¬авторстве.
Декларация личного участия автора. Исследования были про¬ведены автором в течение 1992 - 1997 гг. на кафедре зоологии и при¬кладной экологии Марийского государственного университета. Сбор литературного и экспериментального материала, анализ полученных данных и оформление работы осуществлены автором лично. Доля участия автора в написании и подготовке публикаций, осуществлен¬ных в соавторстве, составляет 60 - 80%.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Водная среда в интервале температуры +25...+26°,С является оптимальной для жизнедеятельности дафний. Температура воды в ин¬тервале -г29...+30°С приводит к изменениям в организме, характер¬ным для пограничного состояния между нормой и патологией, а тем¬пература воды в диапазоне +32...+33°С является экстремальной, вы¬зывая отчетливо выраженные сдвиги в процессе жизнедеятельности дафний в ряду поколений.
2. Жизнедеятельность дафний в ряду поколений зависит от того, на какой стадии развития исходного поколения было осуществлено токсическое воздействие ртути, симазина, фастака.
3. При воздействии ртути, симазина, фастака токсический эффект проявляется в первых поколениях дафний, находящихся в чистой среде. В последующих поколениях возможна обратимость реакции ин¬токсикации, время (поколение) наступления которой зависит от хи¬мической природы токсиканта.
За ценные советы, критические замечания и всестороннее содей¬ствие в работе автор выражает глубокую признательность и благодар¬ность научному руководителю д.б.н., проф. кафедры зоологии и при¬кладной экологии МарГУ Б.И.Колупаеву, д.б.н., проф. кафедры бота¬ники, экологии и физиологии растений МарГУ Н.В.Глотову, к.б.н.. дон. кафедры анатомии и физиологии человека и животных МарГУ Л.Б.Киселевой, а также преподавателям и сотрудникам Марийского государственного и Самарского государственного университетов.
1. ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР И НЕКОТОРЫХ ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ВОДНОЙ СРЕДЕ НА БЕСПОЗВОНОЧНЫХ ГИДРОБИОНТОВ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Повышенные температуры
Изучение физиологии водных животных, как любых других ор¬ганизмов, не может быть абстрактным вне связи с внешними условия¬ми, потому что реакция живых организмов на изменение средь: чрезвычайно многообразна. Познать видовые особенности функциони¬рования и правильно интерпретировать их в каждом конкретном случае помогают исследования, относящиеся к действию какого-либо одного фактора, важность которого не вызывает сомнений. К числу подобных факторов, в первую очередь, следует отнести температуру. Исключительная роль температуры проявляется прежде всего в том. что она является непременным условием жизни (Ивлева, 1981). а ее экологическое значение - через воздействие на распределение гидро¬бионтов в водоемах и на скорость протекания различных жизненных процессов (Константинов, 1972).
Интервал температур, в пределах которого возможна жизнь, представлен лишь узкой строго ограниченной "зоной биокинетических температур", составляющей незначительную часть общего темпера¬турного диапазона известного для Земли. В отличие от других абио¬тических факторов, температура действует не только в случае экс¬тремальных значений, очерчивающих границы существования видов, но и в пределах биокинетической зоны в целом, определяя скорость и характер жизненных процессов (Ивлева, 1981).
Ускоряющее влияние температур на обмен веществ и темп раз¬вития гидробионтов зависит от видовой принадлежности, стадии раз¬вития и того интервала, в котором повышается температура. Для сравнения влияния температуры на темп обмена веществ и скорость развития у разных объектов чаще всего пользуются температурным коэффициентом Вант-Гоффа (Qio), отражающим эмпирически найден¬ное правило, согласно которому с повышением температуры на 10 °С скорость химических реакций возрастает в 2-3 раза (Константинов, 1972).
Причины гибели животных под действием высоких температур изучены недостаточно. Низкая устойчивость к теплу может быть обу¬словлена денатурацией белков, коагуляцией их в результате нагрева¬ния, термической инактивацией ферментов, идущей со скоростью, превышающей скорость их синтеза, различием в температурном ко¬эффициенте (Qio) для взаимосвязанных метаболических реакций, из¬менением структуры биомембран (Шмидт-Ниельсон, 1982). В ряде случаев губительное действие повышенных температур связано не с тепловым повреждением клеток;-, а с ухудшением условий газообмена. Потребность в кислороде по мере повышения температуры растет, по¬ступление газа через дыхательные поверхности становится недоста¬точным, и организм погибает от удушья, а не от повреждающего дей¬ствия тепла на структуру белковых тел. По данным JI.K. Лозина- Лозинского (1958) у речного рака с повышением температуры воды сначала наблюдается "тепловое оцепенение" вследствие недостатка кислорода, а затем наступает тепловая смерть (Константинов, 1972 ).
Поскольку температура служит мерой скорости движения моле¬кул, она определяет скорость химических реакций и является, таким образом, одним из факторов, контролирующих рост и метаболизм жи¬вых организмов.
Сравнительный анализ данных о скорости развития и теплоус¬тойчивости дафний при разных температурах в пределах зоны видо¬вой толерантности показал, что характерная для каждой температуры
реакция нередко вырабатывается в ряду нескольких последователь¬ных поколений (Галковская, Морозов, 1981). При адаптации широко- ' эвритермные виды способны вырабатывать относительную темпера¬турную независимость ускорения метаболизма по крайней мере в 10- градусном интервале температур. На основании анализа изменения скорости развития и соотношения продолжительности отдельных пе¬риодов онтогенеза в последовательных генерациях дафний констати¬ровано существование длительной адаптивной настройки, которая, ве¬роятно, формируется в результате участия не только компенсаторных физиологических, но и цитогенетических и мутационных процессов (Галковская, Ефремова, Молотков, Морозов, 1982; Галковская, Суще- ня, Митянина, Ефремова, 1983).
Многие авторы на самых разных объектах в первую очередь стремились выяснить количественную сторону рассматриваемой зави¬симости. Основополагающими в этом отношении являются работы А.Крога и его сотрудников (Krogh,-*1914, 1916; Ege,Krogh, 1915-1916), в которых на представителях ряда классов животных показано, что за¬висимость интенсивности "стандартного обмена" от температуры подчиняется общей количественной закономерности, которая эмпи¬рически достаточно хорошо описывается так называемой "нормальной кривой" Крога (Проссер, Браун, 1977).
Известно, что длительность стадий (периодичность линьки), сро¬ки полового созревания, размножение и выживаемость у гидробионтов прямым образом зависят от температурного фактора. По мере уве¬личения температуры сокращается длительность жизни рачков (Кузичкин, 1974), возрастает скорость фильтрации и питания рачков (Трубецкова, 1984; Chisholm, Stoss, Nobbs, 1975; Hayward , Gallup. 1976) ускоряется их эмбриональное и постэмбриональное развитие (Галковская, Сущеня, 1978; Митянина, 1980, Митянина, Ефремова. 1984; Радченко, 1982; Weglenska, 1970; Bottrell, 1975; Munro, White
1975). В частности у ветвистоусых ракообразных скорость эмбрио¬нального и постэмбрионального развития при разной температуре мо¬жет быть приближенно передана "нормальной кривой" Крога (Крючкова, 1973).
В литературе рассматриваются вопросы о влиянии повышенной температуры на репродуктивную функцию дафний. Так, D. М. Pratt (1943) указывает на то, что средняя численность особей лабораторной популяции D. magna, развивавшихся при температуре 25 °С, была почти вдвое ниже, чем в популяции содержащейся при 18 °С. Уве¬личение численности особей лабораторной популяции D. ohtusa после понижения температуры отмечено и Л.Б. Слободкиным (1954) (Hebert, 1978). В работе Т. Weglenska (1970) показано, что хотя с повышением температуры и ускоряется эмбриональное развитие, но число яиц в кладках уменьшается, что связано с уменьшением размеров самок. По данным Г.И. Шпета (1968), с повышением температуры отмечается увеличение плодовитости дафний.
При изменении температуры наблюдаются как прямые ответы (реакции в течение минут, часов), так и замедленные процессы акк- лимации и акклиматизации, осуществляющиеся в течение более дли¬тельного времени. Например, при резком изменении температуры у большинства пойкилотермных животных наблюдается избыточная первичная реакция или даже шоковая реакция. Частично эти пер¬вичные изменения связаны с усилением двигательной активности в ответ на сенсорную стимуляцию. При возрастании температуры даф¬нии увеличивают частоту биения антенн и плывут вверх, причем тем интенсивнее, чем быстрее меняется температура (Gerritsen, 1982). Од¬нако, этим же автором подчеркивается, что полученные результаты противоречат большинству опубликованных ранее данных по влиянию температуры на других ракообразных, у которых снижение темпера¬туры, как правило, увеличивает двигательную активность. Иногда первичная реакция может быть пониженной. Так, у личинок креветки Pandalus borealis скорость потребления кислорода снижалась при уве¬личении температуры, что по мнению авторов, свидетельствует о тер¬мическом стрессе (Paul, Munes, 1983).
Считается, что чем больше разница между опытной и исходной температурой обитания животных и чем выше неполнота акклимации к опытной температуре, тем более значительными могут быть сдвиги в интенсивности обмена относительно нормального уровня, характерного для полностью акклимированных животных. Детальный анализ этого вопроса проведен И.В.Ивлевой с соавторами (1968, 1972).
С экологической точки зрения значительный интерес представ¬ляет вопрос о влиянии температуры на систему газообмена. Это свя¬зано с тем, что при воздействии температуры, кроме изменения ин¬тенсивности метаболизма, а соответственно и общего газообмена, про¬исходит изменение содержания кислорода в воде, что также находит отражение в процессах жизнедеятельности живых организмов (Ко- лупаев, 1989).
Вопрос о механизмах, позволяющих жить в условиях изменяю¬щейся температуры во многом не ясен. Возможно, что первичные из¬менения у пойкилотермных животных обусловлены некой общей спо¬собностью к терморегуляции. Проявлениями такой регуляции могут служить поведенческие реакции, впадение в спячку, метаболические и нервные компенсаторные механизмы. Однако, действенная система поддержания температурного гомеостаза отсутствует. Поэтому про¬цессы дыхания пойкилотермных организмов не испытывают таких корригирующих влияний со стороны органов терморегуляции, как это наблюдается у теплокровных животных, у которых для поддержания постоянства температуры внутренней среды были развиты совершен¬ные системы, использующие в своих целях уже сложившиеся органы, обеспечивающие внутренний гомеостаз, например, органы дыхания (Минут-Сорохтина,1974; Шмидт-Ниельсон, 1982).
Во многих работах показано, что температура влияет на интен¬сивность дыхания водных беспозвоночных (Сущеня, 1972; Аболмасова, 1983; Савиро, 1984; Moreira, 1981; Rao, 1981; Taylor, 1981). Характер изменения скорости дыхания под влиянием температуры был описан Г. Прехтом (1955; 1958), Д. Грейнжер (1956, 1958), Л. Проссером (1955, 1958) и др. (Проссер, Браун, 1977). Более поздние исследования пока¬зали, что с увеличением температуры воды возрастает число дыха¬тельных движений в единицу времени. Это объясняется тем, что при высоких температурах заметно повышается скорость вентиляции, требующая дополнительных затрат энергии. Однако прямая зависи¬мость между повышением температуры воды и возрастанием частоты дыханий наблюдается не во всем интервале температур. При крайне повышенной температуре учащение ритма не может продолжаться долго, наблюдается его снижение (что свидетельствует о термическом стрессе) и наступает тепловая смерть (Колупаев, 1989; Paul, Munes, 1983). Возрастание ритма сердцебиений также наблюдается только в определенном (оптимальном) температурном диапазоне. Более высокая температура вызывает противоположный эффект (Колупаев, 1989).
Целесообразность комплексного подхода при оценке действия эк¬зогенных факторов, в том числе и температуры, на систему газообме¬на была показана Б.И. Колупаевым (1989). Активность грудных ножек, деятельность сердца и поглощение кислорода организмом рассматри¬ваются им как функционально единый комплекс (система обеспечения кислородного режима организма - СОКРО) физиолого-биохимических процессов, направленных на обеспечение газового гомеостаза в орга¬низме гидробионтов. Обобщая данные исследований по особенностям реакции основных звеньев СОКРО у филогенетически различных групп водных животных при воздействии на них температуры,
Б.И. Колупаев (1989) подчеркивает следующие закономерности: у всех исследуемых животных, независимо от их систематической принад¬лежности, в процессе повышения температуры происходит уве¬личение интенсивности общего потребления кислорода и выделение ими углекислого газа; увеличение интенсивности общего газообмена имеет, как правило, прямую зависимость от степени повышения тем¬пературы и не зависит от того, является ли исследуемая температура экологически адекватной или же экстремальной для каждого из видов животных. Выявлено, что при кратковременном воздействии повы¬шенных температур на дафний двухнедельного возраста соотношение активности органов вентиляции жабр и деятельности сердца з значительной степени зависит от температурных воздействий. Так, у Daphnia magna при повышении температуры воды в экологически адекватных пределах происходит параллельное нарастание активно¬сти исследуемых органов. При воздействии температуры в экстре¬мальных для исследуемого вида пределах регистрируется нарушение (дискоординация) в активности органов дыхания и кровообращения. Одинаковая реакция сердца и грудных ножек в ответ на повышение температуры , как считает автор, свидетельствует о том, что у даф¬ний имеются специальные механизмы, регулирующие активность ор¬ганов респирации и сердца. Эти механизмы обеспечивают координи¬рованную работу грудных ножек и сердца только у рачков, подвер¬гаемых действию температуры в экологически адекватных пределах. Экстремальная температура вызывает нарушение работы этого коор¬динирующего механизма (Колупаев, 1989). Кроме того, изучено влия¬ние повышенной температуры на систему обеспечения кислородного режима организма дафний, находящихся на разных стадиях онтогене¬за (Колупаев, Сапрыкина, 1994). Отмечено, что при относительно дли¬тельном воздействии (на протяжении жизненного цикла) более высо¬кой температуры нарушение взаимосвязи между звеньями в системе обеспечения кислородного режима организма начинаются с более ран¬них стадий онтогенеза.
Таким образом, о роли температуры в изменениях уровня газо¬обмена, скорости морфогенеза и темпа роста водных организмов из¬вестно достаточно много. Установлены общие закономерности и ко¬личественные зависимости некоторых процессов жизнедеятельности от температуры среды и получены предварительные критерии опре¬деления оптимальных температурных условий развития водных орга¬низмов. В большинстве случаев реакция животных на изменение тем¬пературы внешней среды изучалась на разных этапах начального пе¬риода акклимации. Как видно из вышеизложенного, животные неоди¬наково реагируют на изменения температуры внешней среды, ко все они в той или иной мере обладают способностью регулировать ско¬рость физиологических процессов. Показано, что в первый момент по¬сле перемещения животных в новые температурные условия наблю¬даются краткосрочные изменениям (резкое повышение или снижение скорости обмена). Если далее температура не изменяется, то скорость функционирования стабилизируется. Вопрос о компенсаторных изме¬нениях скорости обмена в результате более длительного воздействия температуры, на протяжении нескольких поколений гидробионтов. представляется нам еще далеким от окончательного решения. Подоб¬ные исследования позволили бы, на наш взгляд, в дальнейшем вы¬явить приспособительные механизмы организма, сформированные в процессе эволюции под воздействием колебаний температуры в есте¬ственных условиях.
1.2. Токсические вещества в водной среде
Основными источниками загрязнения природных поверхностных вод являются сточные воды и атмосферные осадки.
миграции этого элемента в биосфере. Попытка получить комплексные представления об эмиссии ртути в атмосферу, ее перенос, выпадение на поверхность земли и океана и дальнейшей миграции предпринята Ю.А. Израэлем с соавторами (1978). Динамика соединений ртути в природных средах выглядит следующим образом: время выведения ртути из атмосферы на подстилающую поверхность 3*10-2 лет, из почвы в атмосферу - 360, из почвы в поверхностные воды - 850, из поверхностных вод в океан - 35 лет. Отмечается, что в связи с очень протяженным периодом перехода ртути из почвы в водоемы наблюда¬ется большая инерционность нарастания и затем очень медленный спад концентраций ртути в воде водоемов (особенно малопроточных). Таким образом, поверхностные воды являются лимитирующей средой в цикле миграции ртути в биосфере (Христофорова, 1989).
В водоемы ртуть поступает в виде различных соединений. Основ¬ной вклад в фоновый спектр ртути принадлежит природным ис¬точникам. Однако, в результате антропогенного загрязнения в окру¬жающую среду привносится немалая доля ртути, причем с каждым годом она увеличивается. В качестве источников ртути могут служить: производства хлора,, щелочей, ртутные выключатели, краски, произ¬водство пестицидов и применение их в сельском хозяйстве (протравители семян - гранозан и меркузан), фармацевтические пре¬параты, полимерные материалы, люминесцентные лампы, электронная промышленность и т.д. (D' Itri, 1973).
Благодаря микроорганизмам ртуть в конечном счете всегда пре¬образуется в метилртуть - жирорастворимое, высокотоксичное и очень стойкое соединение, которое аккумулируется в водных организмах (Westermark, 1977). Период биологического полураспада метилртути необычайно длителен, особенно в организмах с низким уровнем обмена веществ (Христофорова, 1989).
По убыванию токсичности для гидробионтов тяжелые металлы разными авторами условно располагаются в следующие ряды: для пресноводных - Hg>Cd=Cu>Zn>Pb>Co>Cr>As (Хоботьев, Филенко, 1977), для морских - Hg>Cu>Cd>Pb=Zn>As (Патин, 1979). При изучении влияния металлов на Daphnia magna выявлено, что ряды токсичности будут выглядеть следующим образом:
Hg>Ag>Cu>Zn>Cd>Co>Cr>Pb>Ni>St (Khangarot,1987), Hg>Cu>Pb>Cd>Cr>Zn>Ni>Al (Sposito, 1981). Следовательно, можно сделать вывод, что ртуть является одним из самых токсичных металлов для гидробионтов.
Многие экспериментальные данные (Loeb, 1901; Frankel, 1928; Seifritz, 1949) указывают на то, что при воздействии соединений ртути на живые организмы токсический эффект обусловлен именно катио¬ном ртути (Химия окружающей среды, 1986).

Сделать запрос
  1. (обязательно для заполнения)
  2. (введите действующий емайл)
 

 

 

└ Метки:

Оставить комментарий