Accumulation and excretion of hydrocarbons in bivalve molluscs depending on the level of the oil pollution of bottom sediments

Abstract

Benthic organisms are among the crucial components of an aquatic ecosystem, taking part in the circulation of matter and facilitating self-purification processes in water bodies. A number of researchers indicate a positive correlation between the content of toxicants in benthic organisms and their habitat, which leads to recommendations to use various species of bottom invertebrates as indicators for the pollution monitoring of aquatic ecosystems. Molluscs accumulate hydrocarbons (HC) at a higher rate than they excrete them from their body due to the absence or, at least, low development of the hydrocarbon hydroxylase detoxification system. Bivalve molluscs Mytilus galloprovincialis, a species actively involved in the filtration of the bottom water layer and coming into contact with polluted substrate, served as a subject for this investigation. This mollusc species is a valuable food source; as a part of the Azov and Black Sea zoobenthos community, it is widely spread and abundant. The experiments have been conducted on M. galloprovincialis individuals of the average length of 3–4 cm cultivated on the mussel collectors in the acceptably pure waters in the area near Bolshoy (Big) Utrish Cape. Two series of the experiments with different exposition time have been conducted: the short-term one (5 days) and a longer one (21 days). During the experiments, the bottom sediments (BS) of various pollution level were used: 0.03, 0.5, 0.6, 1.0, 2.5, and 5.0 g/kg petroleum products, dry weight. Following the laboratory tests, it has been found that the dynamics of accumulation and subsequent extraction of hydrocarbons from the soft tissues in mussel is dependent on the pollution level of bottom sediments.

Бентосные организмы относятся к важнейшим компонентам водной экосистемы, участвующим в круговороте веществ и самоочищении водоема. Рядом авторов отмечена положительная корреляция между содержанием токсикантов в бентосных организмах и местом их обитания, в связи с чем часто предлагается использовать различные виды донных беспозвоночных в качестве индикаторов при мониторинге загрязнения водных экосистем. Моллюски легко аккумулируют, но сравнительно медленно выводят углеводороды (УВ) из организма в связи с отсутствием или, по крайней мере, слабым развитием углеводород-гидроксилазной детоксицирующей системы. Объектом исследования служили двустворчатые моллюски вида Mytilus galloprovincialis, которые активно участвуют в процессе фильтрации придонной воды и контактируют с загрязненным грунтом. Этот вид моллюсков, имеющий кормовую ценность, широко распространен среди организмов зообентоса Азовского и Черного морей. В экспериментах использован M. galloprovincialis среднего размера длиной 3–4 см, выращенный на коллекторах в условно чистом районе вблизи м. Б. Утриш. Проведены две серии экспериментов с различной экспозицией: краткосрочная (5 суток) и более длительная (21 сутки). В экспериментах использовали донные отложения (ДО) различной степени загрязненности: 0,03; 0,5; 0,6; 1,0; 2,5 и 5,0 г/кг сухой массы нефтепродуктов (НП). В ходе лабораторных экспериментов установлено, что в мягкой ткани мидий динамика накопления и последующего выведения углеводородов зависит от уровня загрязненности донных отложений.