РОЗДІЛ 2. РЕАКЦІЯ ВОДОРОСТЕЙ НА ВПЛИВ ОСНОВНИХ
ТОКСИКАНТІВ
2.1. Нафта
В наш час накопичений значний експериментальний матеріал еколого-токсикологічного характеру, що дозволяє судити про дію нафтового забруднення, ВМ, детергентів та інших типів токсикантів на найрізноманітніші групи водних організмів [38, 40, 78, 94, 96, 124].
Нафтові вуглеводні, що потрапляють до шельфової зони Чорного моря різними шляхами (річкові й стічні води, судноплавство), під впливом гідродинамічних факторів накопичуються безпосередньо у підвалинах морських стаціонарних платформ (МСП) [134].
На думку деяких дослідників [115, 44], нафта і нафтопродукти є найбільш розповсюдженим й у той же час найменш небезпечним в екологічному відношенні типом забруднення. Чутливість до нього значно нижче, ніж до інших класів хімічних речовин.
Нафта і нафтопродукти складаються з багатьох класів вуглеводнів, кожний з яких можна розглядати як самостійний токсикант. Але в морському середовищі нафта знаходиться не у вигляді окремих вуглеводнів, а формує комплекси, тому її вважають комплексним оформуючим токсикантом [92, 115].
Вивчення впливу нафтового забруднення на водні екосистеми і відповідних реакцій гідробіонтів провадяться у декількох напрямках. Наприклад, вивчається вплив нафтопродуктів на фітопланктон. При цьому спостерігається розбіжність в чутливості різних видів мікроводоростей до нафтового забруднення. За даними [90], лише у двох діатомових водоростей Ditylum brightwellii і Melosira moniliformis різниця в чутливості до нафтового забруднення складала 3 ? 4 порядки величин. Дуже чутливі до такого роду забруднення й інші види гідробіонтів: риби, раки-пустельники і мідії. Нафтовуглеводні при концентраціях 0,4 мл/л у риб і 0,01 у раків-пустельників викликали загибель. Мідії виявилися відносно стійкими до нафтового забруднення. За спостереженнями багатьох дослідників [7, 8, 88, 91], при концентрації нафтових екстрактів 1 - 10 мл/л мідії не відчувають пригнічення й фільтрують воду нарівні з контрольними. Очевидні наслідки (відсутність реакції на подразнення й активної фільтрації, слабкість прикріплення до субстрату і т.д.) наявні при впливі нафти в концентраціях 20 - 100 мл/л.
Нафта викликає значні зміни у вмісті глікогену в тканинах мідій [82]. При її концентрації на рівні 35 мг/л через 1 добу вміст глікогену в м'язах молюсків знизився з 97 до 28 мг/100 г тканини.
У риб нафтова інтоксикація сприяє зміні деяких морфологічних показників крові: реєструється поява еритроцитів з неоднаково пофарбованою цитоплазмою і деформованими ядрами, що пов'язано з нерівномірним розподілом гемоглобіну в клітині. Поряд зі змінами складу крові риб, спостерігаються морфологічні ушкодження покривів і внутрішніх органів, у деяких риб виявлене руйнування зябер (втрата епітелію) [178].
Наявні в літературі відомості про вплив нафтових вуглеводнів на водорості-макрофіти зводяться в основному до опису збитку, нанесеного катастрофами нафтоналивних суден [14, 65, 177, 221]. Виявлено, що негативна дія нафти на рослини обумовлена токсичністю її окремих фракцій, найбільш діючі з них ароматичні сполуки. Токсичність чистих вуглеводнів зростає в такому напрямку: парафіни з прямим ланцюгом > олефіни > циклопарафіни > ароматичні вуглеводні [92].
Крім того, вуглеводні нафти істотно впливають на генетичний апарат клітини, зокрема на нуклеїнові кислоти (носії генетичної інформації). Як показали дослідження [162], при дії нафти на водорості-макрофіти Чорного моря, за характером зміни вмісту нуклеїнових кислот, усі водорості можна розподілити на кілька груп. У першу групу входили водорості, у яких при дії вуглеводнів нафти зменшується вміст РНК і ДНК (Callithamnion corymbosum, Grateloupia dichotoma, Polysiphonia opaca); у другу групу ? Ceramium ciliatum і Bryopsis plumosa (спостерігається збільшення вмісту тільки РНК). У Enteromorpha intestinalis при нафтовому впливі збільшується вміст обох нуклеїнових кислот, а в Ceramium rubrum зростає вміст ДНК.
Синтез ДНК, РНК і білків в організмі - процеси взаємозалежні. При дії нафти порушується синтез нуклеїнових кислот а також й білків, що надалі несприятливо позначається на життєдіяльності водоростей [45].
За результатами Р. К. Кларка і співавторів [180], водорості-макрофіти здатні накопичувати окремі нафтові вуглеводні, про що свідчить наявність у їх біомасі із забрудненої бухти нормальних алканів у більш широкому діапазоні гомологів, а також ізопреноїдів, не властивих водоростям з чистої бухти.
Крім цього, вплив нафти призводить до патологічних морфологічних змін у гідробіонтах [93, 132]. Найбільш значні відхилення від норми спостерігалися у молодих форм (при концентрації нафти 1,0; 0,1; 0,01 мл/л сповільнювався розвиток проростків Polysiphonia breviarticulata, при цьому змінювалося забарвлення водорості ? від яскраво-червоної до золотаво-жовтої, протоплазма втрачала зернистість тощо). Нафта і нафтопродукти змінюють біохімічний склад гідробіонтів. У більш забруднених районах у гідробіонтів спостерігається підвищений вміст ліпідів, зниження кількості вуглецю. У молюсків і креветок [87] в умовах постійного нафтового впливу спостерігається підвищений вміст деяких ліпідних фракцій (тригліцеридів і холестерину).
Крім негативної фізіологічної й біохімічної дії, нафтові вуглеводи обумовлюють несприятливий механічний вплив на водорості. Адсорбуючись на їхні поверхні, емульгована нафта і легке рідке паливо призводять до механічних ушкоджень й повного зникнення водоростей з великих ділянок літоралі [51].
2.2. Важкі метали
Не менш серйозною екологічною проблемою є забруднення морського середовища важкими металами (ВМ). Основними джерелами цих полютантів у водоймах є промислові й побутові стічні води, зливи з ґрунтів і водоскид іригаційних систем. Негативний вплив ВМ тісно пов'язаний з їх фізичними, хімічними і фізико-хімічними властивостями. Токсичність металів зростає зі збільшенням атомної ваги елемента, а електронегативність впливає на л