Kumulacja niektórych pierwiastków oraz aktywność wybranych enzymów w narządach skójki zaostrzonej, Unio tumidus (Philipsson, 1788)

Abstract

Celem pracy było zbadanie stężenia różnych form fizycznych rtęci, kadmu, ołowiu, żelaza, miedzi, cynku, wapnia, magnezu, sodu i potasu w środowisku jednolitych części wód powierzchniowych (jcwp). Druga część badań poświęcona była ocenie zależności między kumulacją metali w narządach małży a stężeniem ich form fizycznych w środowisku jcwp. Dodatkowo wykonano pomiary zredukowanego glutationu i aktywności katalazy jako przykładowych markerów w ocenie stresu środowiskowego.

Analiza jcwp objętych badaniami (10 stanowisk w roku 2009 i 2010) polegała na oznaczeniu całkowitego stężenia metali oraz ich form nierozpuszczonych (o średnicy cząsteczek >0,45 pm) i rozpuszczonych (o średnicy cząsteczek 0,45-0,2 pm i <0,2 pm) w wodzie powierzchniowej, wodzie pochodzącej z warstw osadu o głębokości 0-5 cm i 5-10 cm, a także oznaczeniu całkowitego stężenia metali w warstwach osadu o głębokości 0-5 cm i 5-10 cm. Formy fizyczne metali rozdzielono za pomocą filtracji przy zastosowaniu mikrofiltrów o średnicy porów 0,45 pm i 0,2 pm. Stężenia metali w próbkach oznaczono przy użyciu techniki AAS. Tą samą techniką oznaczono zawartość metali w pobranych narządach skójki, tj. skrzelach, nodze, płaszczu i gruczole trzustkowątrobowym. Stężenie zredukowanego glutationu wyznaczono metodą Ellmana przy długości fali 412 nm, a aktywność katalazy poprzez pomiary tempa rozkładu nadtlenku wodoru przy długości fali 240 nm w temperaturze 25°C (metoda Aebi).

W zastanych warunkach środowiska w analizowanych jcwp stwierdzono dużą zmienność form metali. Największą kumulację metali stwierdzono w osadach. W wodzie dominowały formy nierozpuszczone, przy czym największą biodostępność dla małży wykazywały formy rozpuszczone metali o średnicy cząsteczek <0,2 pm. Ponadto dla kumulacji metali w narządach skójki ważne było całkowite stężenie metali w środowisku. U małży z kilku stanowisk stwierdzono zmiany stężenia zredukowanego glutationu i aktywności katalazy. Na ogół najwyższą zawartość metali stwierdzono w skrzelach i gruczole trzustkowątrobowym małży. Najsilniejsze zmiany zawartości zredukowanego glutationu i aktywności katalazy w większości przypadków odnotowano w gruczole trzustkowątrobowym skójki zaostrzonej.

The aim of the study was to examine the concentration of various physical forms of cadmium, lead, mercury, copper, zinc, calcium, sodium, potassium, magnesium and iron in the environment of homogeneous parts of surface water. The second part of the research is dedicated to the evaluation of the relationship between the metal accumulation in mussels’ organs and the concentration of their physical forms in the environment of homogeneous parts of surface water. Additionally, the measurements of reduced glutathione and catalase activity were taken as exemplary markers needed for an assessment of the environmental stress.

The analysis of homogeneous parts of surface water (10 reservoirs in the year 2009 and 2010) consisted of marking the complete metal concentration and their insoluble forms (of molecules diameter >0,45 pm) as well as their soluble forms (of molecules diameter 0,45-0,2 pm and <0,2 pm) in surface water, the water coming from sediment layers 0-5 cm and 5-10 cm deep. Also the complete metal concentration in the strata of lake sediment 0-5 cm and 5-10 cm deep was marked. Physical forms of metals were separated by means of a filtration process, after applying microfilters of 0,45 pm and 0,2 pm pore diameter. The concentration of metals of the examined samples was marked by means of applying AAS technique. The same technique was used to mark the volume of metals in dissected mussels’ organs, that is in gills, food, mantle and digestive gland. The concentration of reduced glutathione was determined by means of Ellman method using 412 nm wavelength and the catalase activity was calculated by means of a decomposition speed rate of hydrogen peroxide using 240 nm wavelength at 25 degrees Celsius (Aebi method).

In the present environmental conditions of the examined homogeneous parts of surface water a huge variability of metals was detected. The greatest accumulation of metals was found in sediment layers. Insoluble forms dominated in water, however, the greatest bioaccesability for mussels was shown by soluble forms of metals of molecules diameter <0,2 μm. What is more, the complete concentration of metals in the environment was important for the accumulation of metals in mussels’ organs. Changes in the concentration of reduced glutathione and the catalase activity were detected in the examined mussels, coming from various lakes,. Usually the greatest metal content was found in mussels’ gills and digestive gland. The highest changes of reduced glutathione content and catalese activity were marked, in most cases, in freshwater mussel’s digestive gland.