Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ACCUMULATION OF CADMIUM (CD) AND LEAD (PB) IN THE MOLLUSC CORBICULA SP AT ESTUARY OF HAI PHONG CITY (VIETNAM)

Volkova I.V. 1 Chyong V.T. 1
1 Astrakhan State Technical University
Metals in the aquatic environment may accumulate in the food chain and cause ecological damage while also posing a risk to human health. In this study, we present result about concentration of heavy metals Lead (Pb) and Cadmium (Cd) of clam (Corbicula sp.), was examined in samples collected 2016 year at estuary Bach Dang and Van Uc in Hai Phong city. The means of the amounts of heavy metals with standard deviation were estimated as follows Pb: 0,37 ± 0,23 – 0,51± 0,25 µg/g and Cd 1,67 ± 1,35 – 2,10 ± 1,10 µg/g . There was correlation between the content of Cd, Pb and weight, length in of mollus Corbicula sp. Our data have important implications for biomornitor metal uptake by mollus Corbicula sp.
hai phong
van uc
bach dang
corbicula sp
biomornitor

Чем более развито общество, чем быстрее происходит индустриализация, тем больше токсичных отходов выделяется в окружающую среду. Утечка ядовитых веществ происходит от производственной деятельности, при перевозках и хранении веществ на складах. Даже утечка со свалок может быть опасна для окружающих жилых районов. Различные химические загрязнения от сельскохозяйственного производства и чрезмерной эксплуатации природных ресурсов с каждым днем причиняют все больший вред биосфере. Эти воздействия влияют не только на людей, но и на все живые организмы на земле. Токсины биоаккумулируются по пищевой цепочке и попадают в тело человека, вызывая изменения в здоровье [2; 8].

В последние годы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами вызывают озабоченность, в особенности в районах, где быстро развивается промышленность. Некоторые тяжелые металлы, такие как Pb, Hg, Cd, могут быть токсичными в концентрациях, которые обычно наблюдаются в почве и воде. Они считаются токсичными элементами и могут вызвать немедленную интоксикацию или долгосрочно влиять на жизнь животных и здоровье человека. В настоящее время, помимо непосредственного мониторинга загрязнений тяжелыми металлами с помощью физико-химических методов, исследователи заинтересовались использованием животных в качестве индикаторов, в частности двухстворчатыми моллюсками, что принесло немало значимых достижений для науки и практики. Обычно уровень накопления загрязняющих веществ в тканях используется для оценки степени загрязнения среды обитания [1; 6]. Двустворчатые моллюски широко используются в качестве индикатора уровня загрязнения тяжелыми металлами [3; 5]. Исследования по всему миру моллюсков рода Corbicula показали, что эти виды способны накапливать в высоком количестве тяжелые металлы.

Во Вьетнаме было немного исследований с использованием различных видов моллюсков, главным образом двустворчатых, в качестве индикаторов загрязнения тяжелыми металлами [10], а исследования по накоплению тяжелых металлов моллюсками рода Corbicula отсутствуют. В настоящее время во Вьетнаме существует немного публикаций, посвященных исследованиям по накоплению тяжелых металлов в двустворчатых моллюсках [10]. В данном исследовании мы представляем некоторые первоначальные результаты по накоплению таких тяжелых металлов, как Pb и Cd, в Corbicula sp в устьях рек Бач Данг и Ван Ук (рис. 1).


Рис. 1. Моллюск Corbicula sp

Образцы данных отложений собирались вместе с образцами моллюсков на глубине 0-15 см. Образцы данных отложений лиофилизируются с помощью специального оборудования в течение 48 часов. После высушивания образцы измельчаются и просеиваются для удаления крупных частиц. Затем помещаются в пакет с застежкой и хранятся в специальном отсеке для образцов при температуре 4 °C.

Образцы животных подразделяются на 3 группы размеров: <35 (мм); 35-45 (мм); и> 45 (мм), чтобы определить средний размер массы и проанализировать тяжелы металлы в трех разных размерных группах. Собранные образцы хранились при температуре 40 °C. Производилось разрушение образца кислотой HNO3 + HClO4 + H2O2 (для Cd) HNO3 + H2O2 (для Pb) и в автоматическом минерализаторе VELP-DK6 [4].

Концентрацию Pb и Cd определяли с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра. Предел обнаружения аналитическим оборудованием свинца в жидкой и твердой форме образцов. Для оценки точности метода были проведены анализы стандартного образца (стандартный образец донных отложений MESS-3 из Канады с определенной концентрацией (0,091 ± 0,009 мг/г)). Результаты измерения образца MESS-3, при трехкратном повторе, показали среднюю погрешность 8%, что свидетельствует о высокой точности метода [9].

Данные обрабатывались статистическим методом, сравнивались средние значения с помощью дисперсионного анализа (ANOVA) и проверялся LSD с α = 0.05 (Least Significant Difference).

В течение 3 этапов сбора образцов в районе устья рек Бач Данг и Ван Ук было собрано 492 моллюска рода Corbicula sp. В районе устья реки Бач Данг средний размер моллюсков Corbicula sp составлял 38,21 ± 7,18 (мм), средняя масса 17,10 ± 9,50 (г); в районе устья реки Ван Ук средний размер 40,30 ± 9,57, средняя масса 22,82 ± 19,21 (табл. 1). Средний размер и масса рода Corbicula sp не отличаются существенно между двумя районами исследования (α = 0,05).

Таблица 1

Размер (мм) и масса (г) рода Corbicula sp в устье реки Бач Данг и в устье реки Ван Ук

 

Река Бач Данг (n=298)

Река Ван Ук (n=131)

Средний

Размер

(мм)

Масса

(г)

Размер

(мм)

Масса

(г)

38,21±7,18

17,10±9,50

40,30±9,57

22,82±19,21

Minimum

21

2,80

26

3,50

Maximum

58

53,50

73

105,50

 

Средняя концентрация Pb в донных отложениях устья реки Бач Данг составляла 28,88 ± 11,30 µг/г; в устье реки Ван Ук - 25,68 ± 3,90 µг/г (рис. 2).

Рис. 2. Концентрация тяжелых металлов Pb (µг/г), накопленных в донных отложениях устья реки Бач Данг и устья реки Ван Ук

Результат анализа ANOVA показал, что концентрация Pb в донных отложениях в устьях двух рек не имеет значительной разницы (α = 0,05). В сравнении со стандартом ISQG (Канада) [7] по допустимым пределам Pb в донных отложениях (≤ 30,2 µг/г), концентрация Pb в двух исследуемых районах лежит в рамках допустимого уровня. Согласно результатам исследования концентрации Pb и Cd в донных отложениях в устьях рек Бач Данг и Ван Ук в 2012 году, концентрация свинца в донных отложениях в устьях рек Бач Данг и Ван Ук резко возросла [11] (табл. 2).

Таблица 2

Средняя концентрация Pb, Cd в донных отложениях

Время

2012

2016

ISQG (Канада)

Место

Река Бач Данг

Река Ван Ук

Река Бач Данг

Река Ван Ук

Pb (µг/г)

M ± Sd

15,45 ± 5,30

17,25±4,87

28,88 ± 11,30

25,68 ± 3,90

≤ 30,2 µг/г

Cd (µг/г)

M ± Sd

2,01 ± 0,88

1,52 ± 0,65

2,66 ± 1,55

1,41 ± 0,75

≤ 0,7 µг/г

 

Выявлено, что концентрация Cd в районе устья реки Бач Данг составляет: 2,66 ± 1,55 µг/г, что достоверно выше, чем в районе устья реки Ван Ук: 1,41 ± 0,75 µг/г.

По сравнению с исследованием 2012 года содержание Cd в донных отложениях также увеличивается в двух эстуарных областях. Концентрация Cd в донных отложениях обоих районов данного исследования была выше ограничений, установленных канадским стандартом ISQG (≤ 0,7 µг/г, расчет по сухой массе). Таким образом, оба района исследования загрязнены Cd в концентрациях, превышающих норму в 2-3,8 раза.

Исследования показывают, что накопление Corbicula sp тяжелых металлов тесно связано со следами тяжелых металлов в водной среде. Выявлено, что средняя концентрация Pb, Cd в Corbicula sp, собранных в устье реки Бач Данг, составляла 0,37 ± 0,27 µг/г, 2,10 ± 1,10 µг/г, в устье реки Ван Ук - 0,50 ± 0,25 µг/г, 1,67 ± 1,35 µг/г (рис. 3, 4).

В сравнении со стандартом ISQG (Канада) по допустимым пределам Pb в Corbicula sp (≤ 2 µг/г), концентрация Pb в двух исследуемых районах лежит в рамках допустимого уровня. Концентрация Cd в Corbicula sp обоих районов данного исследования была выше ограничений, установленных канадским стандартом ISQG (≤ 1 µг/г).

Рис. 3. Концентрация тяжелых металлов Pb (µг/г: расчет по свежей массе), накопленных у Corbicula sp

Рис. 4. Концентрация тяжелых металлов Cd (µг/г: расчет по свежей массе), накопленных у Corbicula sp

Обычно накопление тяжелых металлов в организме моллюсков увеличивается одновременно с размером и массой тела, однако, в зависимости от особенностей каждого вида и каждого тяжелого металла, степень корреляции бывает различной. Был проведен корреляционный анализ между накоплением Pb и Cd в тканях Corbicula sp и размерами и массой тела моллюска, который выявил положительную корреляцию между исследуемыми показателями. Однако уровень данной корреляции невысок. Концентрация Pb в тканях Corbicula sp имеет положительную корреляцию с размерами и массой тела на уровне «достаточной корреляции», при r (размеры) = 0,54 (pvalue = 0,0002) и r (масса) = 0,56 (pvalue = 0,0001). Концентрация Cd в тканях моллюска положительно коррелирует с его размерами и массой на уровне «достаточной корреляции» (по размерам r = 0,47 (pvalue = 0,004), по массе r = 0,46 (pvalue = 0,003)).

Анализ полученных данных позволяет сделать следующие выводы.

1. Концентрация Pb в донных отложениях обоих исследуемых районов лежит в допустимых пределах. Концентрация Cd в иле устья реки Бач Данг выше (2,66 ± 1,55 µг/г) и имеет значимую разницу (α = 0,05) с концентрацией Cd в отложениях устья реки Ван Ук (1,41±0,75 µг/г). Оба района были сильно загрязнены Cd (в 2-3,8 раза выше нормы).

2. Нет разницы в накоплении тяжелых металлов Pb и Cd в Corbicula sp в двух районах: в устье реки Бач Данг и устье реки Ван Ук. Средняя концентрация Pb в Corbicula sp, собранных в устье реки Бач Данг, составляет: 0,37 ± 0,27 µг/г, в устье реки Ван Ук - 0,50 ± 0,25 µг/г. Концентрация Cd в Corbicula sp в устье реки Бач Данг составляла 2,10 ± 1,10µг/г; в устье реки Ван Ук - 1,67 ± 1,35µг/г. Концентрация Pb, накопленного в Corbicula sp, ниже нормы; концентрация Cd в образцах животных выше нормы в 1,7-2,1 раза.

3. Степень накопления Pb и Cd в тканях Corbicula sp имеет положительную корреляцию с массой и размерами тела на уровне «достаточной корреляции».