ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ЗООПЛАНКТОННЫХ ОРГАНИЗМАХ БАРЕНЦЕВА МОРЯ

  • Л. Л. Демина Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • А. С. Соломатина Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • Г. А. Абызова Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2019.47(4).4
Ключевые слова: тяжелые металлы, мышьяк, зоопланктон, копеподы, биоаккумуляция, Баренцево море

Аннотация

Зоопланктон занимает центральную роль в передаче вещества и энергии от первичных продуцентов до организмов высокого трофического уровня, а кроме того служит важнейшим компонентом осадочного материала, поставляющим органическое вещество на дно морских бассейнов. В работе приводятся новые данные по распределению ряда тяжелых металлов и мышьяка в зоопланктоне рода Calanus, собранном в июле–августе 2017 г. в северо-восточной, восточной и центральной частях Баренцева моря. Показано, что на пространственное распределение металлов в организмах зоопланктона оказывают влияние биотические факторы экосистемы, а также гидрологические и геохимические параметры среды обитания. В зоопланктоне арктической водной массы к юго-востоку от Земли Франца-Иосифа отмечено повышенное содержание эссенциальных тяжелых металлов Cu, Zn и Cr по сравнению с прибрежной и атлантической водными массами. Зоопланктон из центральной части моря (атлантическая водная масса), где продукция фитопланктона понижена, характеризуется наиболее низкими концентрациями большинства элементов (Ni, Cu, Zn, As и Pb). Наиболее высокие концентрации установлены как для эссенциальных тяжелых металлов (Zn и Cu), так и для токсичного металлоида As, что может свидетельствовать о неселективной биоаккумуляции микроэлементов копеподами.

Литература


  1. Богоров В.Г. Планктон Мирового океана. М.: Наука, 1974. 320 с.

  2. Виноградов М.Е., Шушкина Э.А. Экосистемы арктической пелагиали // В кн.: Опыт системных исследований в Арктике. М.: Научный мир, 2001. С. 282–288.

  3. Гуревич В.И. Современный седиментогенез и геоэкология Западно-Арктического шельфа Евразии. М.: Научный мир, 2002. 135 с.

  4. Дворецкий В.Г., Дворецкий А.Г. Распределение зоопланктона Баренцева моря в августе 2006 г. // Океанология. 2010. № 6. С. 964–972.

  5. Демина Л.Л. Количественная оценка роли живого вещества в геохимической миграции микроэлементов в океане // Геохимия. 2015. № 3. С. 234–251.

  6. Демина Л.Л., Галкин С.В. Биоаккумуляция тяжелых металлов в донных биоценозах окислительных и восстановительных обстановок океана: сходство и различие // Геохимия. 2018. № 6. С. 572–585.

  7. Зенкевич Л.А. Биология морей СССР. М.: Изд-во АН СССР. 1963. 739 с.

  8. Зернова В.В., Политова Н.В., Шевченко В.П. Особенности структуры фитоцена Баренцева моря на меридиональном разрезе по 37–40о с.ш. (сентябрь 1997 г.) // Океанология. 2003. Т. 43. № 3. С. 419–427.

  9. Кузнецов Л.Л., Шошина Е.В. Фитоценозы Баренцева моря (физиологические и структурные характеристики). Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2002. 308 с.

  10. Лисицын А.П. Потоки вещества и энергии во внешних и внутренних сферах Земли (Отв. ред. акад. РАН Н.А. Добрецов, В.И. Коваленко) // Глобальные изменения природной среды – 2001. Новосибирск: ГЕО РАН, 2001. С. 163–249.

  11. Лисицын А.П. Потоки осадочного вещества. природные фильтры и осадочные системы «живого океана» // Геология и геофизика. 2004. Т. 45. № 1. С. 15–48.

  12. Лисицын А.П. Маргинальные фильтры и биофильтры Мирового океана. // Океанология на старте XXI века. М.: Наука, 2008. С. 159–224.

  13. Лисицын А.П. Современные представления об осадкообразовании в океанах и морях. Океан как природный самописец взаимодействия геосфер Земли // Мировой океан. Т. II. Физика, химия и биология океана. Осадкообразование в океане и взаимодействие геосфер Земли // Под общ. ред. чл.-корр. РАН Л.И. Лобковского и академика Р.И. Нигматулина. М.: Научный мир, 2014. C. 331–571.

  14. Лобус Н.В. Элементный состав зоопланктона Карского моря и заливов восточного побережья Новой Земли // Океанология. 2016. Т. 56. № 6. С. 890–900.

  15. Макаревич П.Р. Первичная продукция Баренцева моря // Вестник МГУ. 2012. Т. 15. № 4. С. 786–793.

  16. Матишов Г.Г., Павлова Л.Г., Ильин Г.Г. Гидрохимические и геохимические процессы в экосистеме Баренцева моря // Химические процессы в экосистемах северных морей (гидрохимия, геохимия, нефтяное загрязнение). Апатиты. Изд-во КНЦ РАН, 1997. С. 5–185.

  17. Новиков М.А., Жилин А.Ю. Характер распределения тяжелых металлов в донных отложениях Баренцева моря (по результатам статистического анализа). Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2016. № 1. Вып. 29. С. 78–88.

  18. Романкевич Е.А. Живое вещество Земли: биохимические аспекты проблемы // Геохимия. 1988. № 2. C. 292–306.

  19. Саввичев А.С., Паутова Л.А., Абызова Г.А., Калмацкая О.А., Кравчишина М.Д. Отчет отряда микробиологии и планктона // Отчет о работах 68-го рейса НИС Академик Мстислав Келдыш в Северной Атлантике, в Норвежском и Баренцевом морях. 29.06.– 18.08.2017. Т. 1. C. 301–357.

  20. Саенко Г.Н. Закономерности концентрирования металлов и галогенов морскими организмами // Докл. АН СССР. 1989. Т. 306. № 3. С.759–763.

  21. Терещенко В.В. Гидрометеорологические условия в Баренцевом море в 1985–1998 гг. Мурманск: ПИНРО, 1999. 176 с.

  22. Шевченко В.П. Влияние аэрозолей на среду и морское осадконакопление в Арктике. М.: Наука, 2006. 230 с.

  23. AMAP (Arctic Monitoring and Assessment Programme) (2007) Chapter 4 Sources, Inputs and Concentrations of Petroleum Hydrocarbons, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, and other Contaminants Related to Oil and Gas Activities in the Arctic. Oslo: AMAP, 2000. 87 pp.

  24. Bruland K.W. Trace elements in sea-water. In: Chemical Oceanography (eds. Riley J.P. Chester R.) Acad. Press. London. 1983. P. 157–220.

  25. Conover R.J., Huntley M. Copepods in ice-covered seas: Distribution, adaptations to seasonally limited food metabolism growth patterns and life cycle strategies in polar seas // J. of Marine Systems. 1991. Vol. 2(1). P. 1–41.

  26. Demina L.L., Holm N.G., Galkin S.V., Lein A.Yu. Some features of the trace metal biogeochemistry in the deep-sea hydrothermal vent fields (Menez Gwen, Rainbow, Broken Spur at the MAR and 9º50’N at the EPR): A synthesis // Journal of Marine Systems. 2013. Vol. 126. P. 94– 105.

  27. Fisher K., Wente M. The release of trace elements by dying phytoplankton // Deep-Sea Res. I. 1993. Vol. 40. P. 671–694.

  28. Fowler S.W., Knauer G.A. Role of large particles in the transport of elements and organic compounds through the oceanic water column // Prog. Oceanog. 1986. Vol. 16. No. 3. P. 147–194.

  29. Lisitzin A.P. Sea-Ice and Iceberg Sedimentation in the Ocean. Recent and Past. Berlin: Springer, 2002. 563 p.

  30. Martin J.-H., Knauer G.A. The elemental composition of plankton // Geochim. Cosmochim. Acta. 1973. Vol. 37. No. 7. P. 1639–1653.

  31. Mauchline J. The biology of Calanoid Copepods. London. Academic Press Ltd., 1998. 710 p.

  32. The biology of Calanoid Copepods. London. Academic Press Ltd., 1998. 710 p. Metal Contamination Profile and Sediment Accumulation Rate of Arctic Fjords: Implications from a Sediment Core. Kongsfjorden. Svalbard. 42. Marine Pollution Bulletin. 2018. P. 131 (453–459)

  33. Politova N.V., Shevchenko V.P., Kravchishina M.D. Suspended particulate matter in the Russian Arctic seas // Seabed morphology of Arctic Russian shelf. New York: Nova Science Publishers. Inc., 2010. P. 73–85.

  34. Politova N.V., Shevchenko V.P., Zernova V.V Distribution. composition. and vertical fluxes of particulate matter in bays of Novaya Zemlya Archipelago. Vaigach Island at the end of summer // Advances in Meteorology. 2012. Article ID 259316. 15 p. DOI:10.1155/2012/259316.

  35. Rahman A.M., Hasegawa H., Peter Lim R. Bioaccumulation, biotransformation and trophic transfer of arsenic in the aquatic food chain // Environ. Res. 2012. Vol. 116. P. 118–135.

  36. Simkiss K., Taylor M.G. Metal fluxes across the membranes of aquatic organisms // Rev. Aquat. Sci. 1989. Vol. 1. P. 173–188.

  37. Sunda W.G. Trace metal interactions with marine phytoplankton // Biol. Oceanogr. 1989. No. 6. P. 411–442.

  38. Wassmann P., Reigstad M., Haug T., Rudels, B., Carroll M. L., Hop, H., Slagstad D. Food webs and carbon flux in the Barents Sea // Progress in Oceanography. 2006. Vol. 71. No. 2–4. P. 232–287.

  39. Williams P.J.L. Incorporation of microheterotrophic processes into the classical paradigm of the planktonic food web // Kieler Meeresforsch. Sonderh. 1981. Vol. 5. P. 1–27.

  40. Zauke G.P., Schmalenbach I. Heavy metals in zooplankton and decapod crustaceans from the Barents Sea // Science of the Total Environment. 2005. Vol. 359. No. 1. P. 283–294. DOI:10.1016/j.scitotenv.2005.09.002.
Опубликован
2019-12-01
Выпуск
Том 47 № 4 (2019): Океанологические исследования
Раздел
Морская геология, геофизика и геохимия

Передача авторских прав происходит на основании лицензионного договора между Автором и Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН)