Токсикологические показатели Аrtemia salina, содержащейся в среде с добавлением коммунальных сточных вод г. Бердянск
УДК 628.191:628.39:595.32:574.64
Н. С. Кузьминова*, С. Н. Ковалев**, С. П. Тертичный**
*Институт биологии южных морей НАНУ, Севастополь, Украина, kunast@rambler.ru
**Общественная организация «Чистый Азов», Бердянск, Украина, kovalyov@mail.ru
TOXICOLOGICAL INDICES OF ARTEMIA SALINA CULTIVATED
IN THE MEDIA WITH WASTEWATER OF BERDYANSK CITY
N. S. Кuz’minova*, S. N. Кovalev**, S. P. Тertichniy**
*Institute of Biology of the Southern Seas, NAS of Ukraine, Sevastopol’, Ukraine
**Public Organization «Clean Azov», Berdyansk, Ukraine
Артемия относится к подклассу жаброногих раков (Branchiopoda), отряду жаброногих (Anostraсa). Ценность артемии определяется ее химическим составом: высоким содержанием белков, жиров, незаменимых аминокислот и жирных кислот, витаминов, гормонов, других биологически активных веществ (Ивлева, 1969; Руднева, 1991). Специфические биологические свойства Artemia позволяют успешно использовать этот тест-объект в токсикологии (Boia, Duarte, 1993). Фильтрационный тип питания жабронога способствует биологической очистке акваторий. На сегодняшний день загрязнение Мирового океана (в частности, Азово-Черноморского бассейна) сточными водами различного происхождения продолжает оставаться проблемой, требующей постоянного контроля и исследования с целью минимизации ущерба, наносимого акваториям. Цель настоящей работы – оценить действие коммунальных сточных вод г. Бердянск на токсикологические параметры Artemia salina L.
Проведено два эксперимента. В первом в 100 мл среды помещали цисты артемии Artemia salina L. Среда в опытах состояла из хозяйственно-бытовых сточных вод (ХБСВ) и стерильной морской воды в соотношениях 1:1000, 1:100 и 1:10, а также компонентов питательной среды Гольдберга и культуры Platymonas viridis Rouch. Плотность микроводорослей определяли в начале и конце эксперимента (табл. 1). На третьи и четвертые сутки эксперимента определяли процент выклева наплиусов из цист.
Во втором эксперименте в идентичных средах в 100 мл среды помещали по 10 семисуточных науплиусов артемии и отмечали выживаемость рачков в течение 10 суток. Плотность микроводорослей указана в таблице 1. Температура воды в экспериментах составляла +21…+22 ºС.
Токсикологические исследования проводили для каждой опытной группы и контроля в трех параллельных измерениях. Результаты обрабатывали, используя t-критерий Стьюдента. При исследовании влияния сточных вод на рачков, искусственно инкубированных в растворах с различными разведениями сточных вод, сравнения всех изучаемых параметров проводили между опытной группой и контролем при уровне значимости р ≤ 0,05.
Таблица 1. Концентрация микроводорослей Platymonas viridis
при инкубации артемии в растворах со сточными водами
Эксперимент |
период |
Средняя плотность клеток при различных разбавлениях |
|||
контроль |
1:1000 |
1:100 |
1:10 |
||
1 |
начало |
68000 |
32530 |
34670 |
35920 |
окончание |
215200 |
241670 |
370000 |
486670 |
|
2 |
начало |
230940 |
251560 |
264060 |
201880 |
окончание |
8170 |
540 |
1670 |
7640 |
Во всех случаях процент выклева рачков был низким (табл. 2). При минимальных разбавлениях сточных вод выклев был максимальным (4,15 и 2,59 %) уже на третьи сутки, в то время как в контроле процент выклева был низким. Стимулирующий эффект (быстрый и максимальный выклев) в первых двух случаях и эффект запаздывания при максимальной концентрации ХБСВ был отмечен и ранее (Кузьминова, 2006). Запаздывание реакции установлено при исследовании действия высоких концентраций ХБСВ г. Севастополь на выклев артемии, рыбы присоски, также как и на активность антиоксидантных ферментов тканей артемии и личинок атерины (Кузьминова, 2006).
При дальнейшем наблюдении за параметром выклева, отметили, что он снижался, засчет гибели (во всех вариантах) выклюнувшихся рачков.
Таблица 2. Процент выклева артемии, инкубированной
в растворах с коммунальными сточными водами г. Бердянск
Сутки |
Разбавления хозяйственно-бытовых сточных вод морской водой |
|||
контроль |
1:1000 |
1:100 |
1:10 |
|
3 |
0,97 ± 0,34 |
4,15 ± 1,25* |
2,59 ± 1,14 |
0 |
4 |
1,19 ± 0,22 |
2,10 ± 0,41 |
0,96 ± 0,40 |
1,02 ± 0,68 |
7–10 |
0,15 ± 0,15 |
1,14 ± 0,72 |
0,73 ± 0,25 |
0,59 ± 0,29 |
Примечание: * – отличия достоверны относительно контрольных величин (р ≤ 0,01).
Выживаемость рачков была высокой во всех вариантах. К концу эксперимента этот показатель был выше при действии сточных вод, нежели в контроле (табл. 3).
Интенсивность потребления клеток жаброногом в контроле и при максимальной концентрации ХБСВ была снижена (табл. 1), несмотря на сходные величины плотности микроводорослей в начале экспозиции.
В литературе имеются данные как о перспективности использования ракообразных с фильтрационным способом питания, в частности, артемии, в системах доочистки, так и о негативном влиянии высоких концентраций сточных вод. Многие ракообразные – фильтраторы накапливают значительные количества ксенобиотиков, содержащихся в сточных водах. Известно, например, что в организме Corophium volutator Pallas (Amphipoda) аккумулируется присутствующий в сточных водах кадмий (Caparis, Rainbow, 1994). Артемия способна утилизировать сельскохозяйственные отходы, а также такие токсичные соединения как ПХБ, ДДТ, тяжелые металлы. Это дало возможность внедрить артемию в систему биоочистки промышленных сточных вод в штате Техас. Двухступенчатая система очистки, в которую вошли простейшие, микроводоросли, коловратки и артемия позволила не только снизить концентрации токсичных веществ, но и получить биомассу ракообразных, а у креветки Penaeus, которую кормили артемией, не было обнаружено негативных эффектов (Руднева, 1991). Аналогичные процессы очищения морской воды от избыточных количеств биогенов коммунальных нечистот отмечены М. McShan. В этом случае контроль процессов эвтрофикации осуществляли благодаря жизнедеятельности A. salina, причем, жаброног мог быть использован как корм для рыб (McShan, Trieff, Grajcer, 1974).
Таблица 3. Выживаемость взрослых рачков артемии,
содержащихся в растворах с коммунальными сточными водами г.Бердянск
Сутки |
Разбавления хозяйственно-бытовых сточных вод морской водой |
|||
контроль |
1:1000 |
1:100 |
1:10 |
|
1 |
10,33 ± 0,33 |
10,00 ± 0,00 |
10,33 ± 0,33 |
10,00 ± 0,58 |
2 |
10,33 ± 0,33 |
10,00 ± 0,00 |
10,33 ± 0,33 |
10,00 ± 0,58 |
3–7 |
8,67 ± 0,88 |
10,00 ± 0,00 |
10,33 ± 0,33 |
10,00 ± 0,58 |
8 |
8,33 ± 0,67 |
10,00 ± 0,00* |
10,33 ± 0,33* |
10,00 ± 0,58 |
9 |
8,33 ± 0,37 |
9,67 ± 0,33 |
10,33 ± 0,33* |
9,67 ± 0,88 |
10 |
8,33 ± 0,67 |
9,00 ± 0,58 |
10,33 ± 0,33* |
9,00 ± 1,53 |
Примечание: см. табл. 2.
В то же время поступление сточных вод в избыточных концентрациях в водные экосистемы может привести к гибели популяции артемии. Отмечено, что в 1985–1986 гг. яйца артемии в оз. Аджиголь (вблизи Феодосии) встречались только в южной, прилегающей к морю части соленого озера, тогда как в северной части они отсутствовали. Причина этого – постоянные сбросы бытовых сточных вод (Руднева, 1991). Сбросы в морскую среду отходов животноводческой фермы оказали негативное воздействие на балянусов. Обильная вегетация диатомовых и последовавшее за этим развитие жгутиковых водорослей вызвало более раннее размножение балянусов, за 1–2 недели до появления пищи для их личинок. Голодавшие науплиусы оказались настолько ослабленными, что не могли достаточно интенсивно питаться. В результате этого одна часть личинок погибла, а другая отстала в развитии (Ржепишевский, 1967).
Результаты наших исследований показали, что низкие концентрации сточных вод благоприятно действуют как на выклев науплиусов из цист, так и на нахождение взрослых особей A. salina в этих средах. При разбавлении ХБСВ морской водой в соотношении 1:10 их токсического действия также не установлено. Очень низкая величина выклева науплиусов артемии и дальнейшая гибель особей может быть связана с низкой соленостью воды (в контроле – 9,11 ‰, 1:1000 – 9,01 ‰, 1:100 – 8,98 ‰, 1:10 – 8,33 ‰). Отличия в реакциях науплиусов и взрослых животных, по-видимому, объясняются большей устойчивостью последних. С учетом имеющихся литературных сведений, а также собственных данных можно рекомендовать использовать взрослых рачков A. salina в системах биологической очистки морской воды с низкой соленостью от избыточного количества микроводорослей и непосредственно компонентов сточных вод.
Zoocenosis — 2011
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2011. – С. 93-96.