Стойкие органические загрязняющие вещества (СОЗ) в экосистемах дальневосточных морей России: аккумуляция, биотрансформация, транспорт и экологический риск

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-14-00120

НазваниеСтойкие органические загрязняющие вещества (СОЗ) в экосистемах дальневосточных морей России: аккумуляция, биотрансформация, транспорт и экологический риск

Руководитель Цыганков Василий Юрьевич, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" , Приморский край

Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-301 - Охрана окружающей среды

Ключевые слова СОЗ, биотрансформация, аккумуляция, биотранспорт, нецелевой скрининговый анализ, рыбы, моллюски, морские млекопитающие, экологический риск, здоровье населения

Код ГРНТИ34.35.51

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Загрязнение морских экосистем представляет одну из важнейших экологических угроз. Среди стойких органических загрязняющих веществ (СОЗ) наиболее опасными являются хлорорганические пестициды (ХОП) и полихлорированные бифенилы (ПХБ). ХОП широко применялись и продолжают использоваться в некоторых странах, например, в Китае, вследствие своей высокой токсичности и устойчивости. ПХБ распространены повсеместно как компоненты трансформаторных жидкостей и могут превращаться в более токсичные вещества, такие как хлороводород, диоксины и дибензофураны. Эти вещества как «традиционные загрязнители» обнаруживаются во всех регионах планеты, в том числе на территории РФ. Конечным звеном аккумуляции СОЗ часто оказываются пресноводные и морские экосистемы. В настоящее время исследования СОЗ наряду с «традиционными загрязнителями» сосредоточены на «новых загрязнителях» окружающей среды, имеющих низкие концентрации, но обладающие высокой токсичностью, например, биоциды, фосфорорганические антипирены и пластификаторы. Поиск таких соединений (non-target screening analysis) в экосистемах позволяет установить приоритетные загрязняющие вещества для конкретных регионов Мирового океана. При оценке и прогнозировании опасности СОЗ для человека и окружающей среды определяющими являются их персистентность (стабильность) к фотохимической и биологической деградации, кумулятивные свойства и отдаленные последствия при биоаккумуляции. СОЗ аккумулируются в пищевых цепях и обладают способностью к биомагнификации, что может привести к негативным последствиям для организмов, находящихся на вершине трофических пирамид, включая человека. Лишь 20-65% ХОП остаются на месте их применения, в то время как остальные мигрируют в другие компоненты окружающей среды на большие расстояния. Атмосферный транспорт СОЗ является основным путем их глобального переноса и распространения. В тропических зонах, где преимущественно используются или использовались ХОП, они испаряются из почвы и переносятся ветрами в высокие широты вплоть до Арктики, осаждаясь и накапливаясь в компонентах экосистем. Другими путями переноса могут быть и морские течения. Вследствие этого северная часть Тихого океана является зоной риска в отношении подобных токсикантов. Наряду с атмосферным переносом и морскими течениями, в Мировом океане значение имеет биотранспорт СОЗ гидробионтами, совершающими длительные миграции. В первую очередь это лососевые рыбы, количество которых в субарктическом регионе Тихого океана в последнее десятилетие значительно возросло. Лососи, погибающие после нереста в реках и озерах, оставляют на нерестилищах загрязняющие вещества, общий объем которых может быть значительным и представлять экологический риск для локальных экосистем. ХОП имеют высокое сродство к липидам, низкую скорость распада и выведения и могут накапливаться в жировых тканях рыб, моллюсков, морских млекопитающих. Концентрирование ХОП в рыбах особенно опасно вследствие использования их в пищу человеком. Накопление ХОП вызывает дезадаптацию организма к условиям окружающей среды, перенапряжение и нарушения деятельности органов и систем, приводит к возникновению токсических поражений ряда органов и систем и хронизации патологических процессов. Наиболее опасным проявлением накопленного действия ХОП и ПХБ является мутагенный эффект как у взрослого населения, так и при передаче от матери к ребенку внутриутробно и при вскармливании детей материнским молоком. Мониторинг изменений уровня здоровья населения, находящегося в условиях многоуровневой пестицидной нагрузки, является важнейшим механизмом прогнозирования возможных рисков. Регулярный мониторинг СОЗ в компонентах экосистем дальневосточных морей не проводится. С начала 90-х годов опубликованы сведения об уровнях ХОП в некоторых морских организмах Японского моря. Данные о содержании ХОП в морских организмах Берингова и Охотского морей фрагментарны и неполны, сведения об уровне СОЗ в органах человека в данном регионе предварительны. Приморский край находится на юге Дальневосточного федерального округа, граничит с Китаем, который является крупнейшим производителем и потребителем ХОП в мире. Преобладающие северо-западные ветра переносят СОЗ как на территорию края, так и на морские акватории. Край является экономически развитым регионом, где возможно применение ПХБ в различных производствах. Потребление морепродуктов – потенциальных источников ХОП – в крае выше, чем в целом по РФ. Чукотский автономный округ относится к арктической зоне, для которой доказан глобальный перенос и выпадение СОЗ. Здесь отсутствуют локальные источники поступления поллютантов, однако потребление морепродуктов в целом для населения и для коренных народов в частности является максимальным по стране. Это определяет экологический риск для здоровья населения в данном регионе. Экологический риск для морских организмов и здоровья человека при имеющемся уровне загрязнения СОЗ в Дальневосточном регионе ранее не оценивали. В ходе проекта планируется выполнить следующие работы: определить содержание СОЗ в основных промысловых объектах (моллюски, пелагические и донные рыбы, млекопитающие); провести нецелевой качественный анализ-поиск возможных стойких органических соединений в объектах экосистем дальневосточных морей; изучить степень биотрансформации и давность поступления поллютантов в морские экосистемы в Японском, Охотском и Беринговом морях; рассчитать объем СОЗ, переносимых в процессе биотранспорта массовыми мигрирующими видами рыб в Тихом океане; оценить уровень содержания и потенциальное поступление поллютантов в организм человека в различных регионах Дальнего Востока (Приморский край и Чукотский АО), различающихся по географическому положению, степени экономического развития и потреблению морепродуктов; установить экологический риск СОЗ для морских экосистем и здоровья населения в прибрежных регионах Дальнего Востока с использованием международных экологических стандартов. Научная новизна результатов проекта состоит в установлении концентрации «традиционных» и выявлении «новых» токсикантов, приоритетных для отдельных районов дальневосточных морей, обосновании коэффициентов аккумуляции и степени биотрансформации СОЗ в морских организмах различных экологических групп и трофических уровней в северо-западной части Тихого океана, что дополнит всемирную сеть данных об уровнях СОЗ в Мировом океане, поскольку данный регион практически не исследован учеными других стран. Диапазоны концентраций и степень биотрансформации СОЗ в органах гидробионтов позволят определить экологический риск для морских организмов при современном уровне загрязнения дальневосточных морей. Первые результаты степени биоконцентрирования и биотрансформации СОЗ в крови и грудном молоке жителей Приморского края и Чукотского АО послужит основой последующего комплексного мониторинга токсикантов у населения Дальнего Востока. Впервые будет статистически оценен экологический риск для здоровья населения при использовании местных морепродуктов для жителей, в том числе коренных малочисленных народов Севера, прибрежных регионов Дальневосточного региона.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Лукьянова О.Н., Цыганков В.Ю., Боярова М.Д. Organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in the Bering flounder (Hippoglossoides robustus) from the Sea of Okhotsk Marine Pollution Bulletin, Vol. 137. P. 152-156. (год публикации - 2018)
10.1016/j.marpolbul.2018.10.017

2. Ятроу Е., Цацаракис М.Н., Ваконаки Е.К., Папаристу С., Ренье Е., Голохваст К.С., Серёдкин И.В., Цыганков В.Ю., Валерий Р., Цацакис А.М. Determination of environmental persistent organic pollutants (POPs) in hair samples from wild terrestrial mammals Toxicology Letters, Vol. 295. Suppl. 1. P. S262 (год публикации - 2018)
10.1016/j.toxlet.2018.06.1057

3. Цыганков В.Ю., Лукьянова О.Н. POPs in biological liquids, adipose tissue and breast milk of Russian Far East residents The 11th Society of Environmental Toxicology and Chemistry - Asia Pacific 2018 (SETAC AP 2018), V. 2. P. 21-23 (год публикации - 2018)

4. Лукьянова О.Н., Цыганков В.Ю. Chemical pollution of the sea of okhotsk and the russian part of the Japan/East sea The 11th Society of Environmental Toxicology and Chemistry - Asia Pacific 2018 (SETAC AP 2018), V. 1. P. 13-15. (год публикации - 2018)

5. Гумовский А.Н., Хамуева Е.В., Гумовская Ю.П., Цыганков В.Ю., Боярова М.Д. Первые результаты исследования хлорорганических соединений в организме жителей прибрежных районов Приморского края Всероссийская научная конференция с международным участием, посвященная 20-летию Международной кафедры ЮНЕСКО «Морская экология» ДВФУ (Владивосток 8-10 ноября 2018 г.) "Прибрежно-морская зона Дальнего Востока России: от освоения к устойчивому развитию", C. 44-45 (год публикации - 2018)

6. Мазур М.А., Журавель Е.В., Ковековдова Л.Т., Черняев А.П., Цыганков В.Ю. Оценка уровня загрязнения донных осадков зал. Восток (Японское море) и их потенциальной токсичности Всероссийская научная конференция с международным участием, посвященная 20-летию Международной кафедры ЮНЕСКО «Морская экология» ДВФУ (Владивосток 8-10 ноября 2018 г.) "Прибрежно-морская зона Дальнего Востока России: от освоения к устойчивому развитию", C. 82-84 (год публикации - 2018)

7. Донец М.М., Цыганков В.Ю. Химическая безопасность пищевого сырья из гидробионтов Всероссийская научная конференция с международным участием, посвященная 20-летию Международной кафедры ЮНЕСКО «Морская экология» ДВФУ (Владивосток 8-10 ноября 2018 г.) "Прибрежно-морская зона Дальнего Востока России: от освоения к устойчивому развитию", C. 142-144 (год публикации - 2018)

8. Лукьянова О.Н., Борисенко Г.С., Журавель Е.В., Черкашин С.А., Черняев А.П., Цыганков В.Ю. Экологическое состояние дальневосточных морей сборник статей Всероссийской научной конференции с международным участием «Загрязнение морской среды: экологический мониторинг, биоиндикация, нормирование», C. 135-142 (год публикации - 2018)

9. Лукьянова О.Н., Цыганков В.Ю., Боярова М.Д. Persistent organic pollutants in bottom and pelagic fish from the Sea of Okhotsk Toward integrated understanding of ecosystem variability in the North Pacific: PICES 2018 Annual meeting, P. 107. (год публикации - 2018)

10. Цыганков В.Ю. Organochlorine pesticides in marine ecosystems of the Far Eastern Seas of Russia (2000–2017) Water Research, Vol. 161. P. 43-53 (год публикации - 2019)
10.1016/j.watres.2019.05.103

11. Цыганков В.Ю., Лукьянова О.Н., Боярова М.Д., Гумовский А.Н., Донец М.М., Лях В.А., Корчагин В.П., Приходько Ю.В. Organochlorine pesticides in commercial Pacific salmon in the Russian Far Eastern seas: Food safety and human health risk assessment Marine Pollution Bulletin, Vol. 140. P. 503-508. (год публикации - 2019)
10.1016/j.marpolbul.2019.02.008

12. Ятроу Е.И., Цацаракис М.Н., Ваконаки Е., Барбоунис Е., Цацакис А.М., Середкин И., Сергиевич А.А., Голохваст К.С., Цыганков В.Ю., Захаренко А.М., Чайка В.В. Monitoring of environmental persistent organic pollutants in hair samples collected from wild terrestrial mammals of Primorsky Krai, Russia Environmental Science and Pollution Research, Vol. 26. Is. 8. P. 7640–7650. (год публикации - 2019)
10.1007/s11356-019-04171-9

13. Цыганков В.Ю., Ярыгина М.В., Лукьянова О.Н., Боярова М.Д., Ерофеева Н.И., Гамова С.В., Гумовский А.Н., Кику П.Ф. Trace concentrations of organochlorine compounds in biological liquids of the Russian Far East residents Ekologiya Cheloveka (Human Ecology), No. 1. P. 15-19. (год публикации - 2019)

14. Донец М.М., Цыганков В.Ю. Современные уровни загрязняющих веществ в промысловых объектах дальневосточных морей России Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук, №4. С. 90-103. (год публикации - 2019)
10.25808/08697698.2019.206.4.010

15. Цыганков В.Ю., Лукьянова О.Н., Боярова М.Д., Мазур М.А., Полянский Д.А., Гумовский А.Н., Журавель Е.В. БИОИНДИКАТОРЫ СТОЙКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ МОРЯХ РОССИИ Комплексные исследования Мирового океана (КИМО). Материалы IV Всероссийской научной конференции молодых ученых, С. 343-344. (год публикации - 2019)

16. Донец М.М., Цыганков В.Ю. ХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОМЫСЛОВЫХ РЫБ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ МОРЕЙ РОССИИ Комплексные исследования Мирового океана (КИМО). Материалы IV Всероссийской научной конференции молодых ученых, С. 315-316. (год публикации - 2019)

17. Цыганков В.Ю., Лукьянова О.Н. Current levels of organochlorine pesticides in marine ecosystems of Russian Far Eastern Seas Contemporary Problems of Ecology, V. 12. No. 6. P. 562–574. (год публикации - 2019)
10.1134/S199542551906009X

18. Цыганков В.Ю., Гумовская Ю.П., Гумовский А.Н., Донец М.М., Коваль И.П., Боярова М.Д. Bioaccumulation of POPs in human breast milk from south of the Russian Far East and exposure risk to breastfed infants Environmental Science and Pollution Research, V. 27. P. 5951–5957 (год публикации - 2020)
10.1007/s11356-019-07394-y

19. Цыганков В.Ю., Гумовская Ю.П., Гумовский А.Н., Коваль И.П., Боярова М.Д. Organic chlorine compounds in breast milk of women in the south of the Russian far east Ekologiya Cheloveka (Human Ecology), V. 2020. № 4. P. 12-18 (год публикации - 2020)
10.33396/1728-0869-2020-4-12-18

20. Донец М.М., Цыганков В.Ю., Боярова М.Д., Гумовский А.Н., Гумовская Ю.П., Христофорова Н.К. Organochlorine compounds in flounders of genus hippoglossoides gottsche, 1835 from the far eastern seas of russia Marine Biological Journal (год публикации - 2020)
10.21072/mbj.2020.05.1.04

21. Донец М.М., Цыганков В.Ю., Кульшова В.И., Элхури Ж., Боярова М.Д., Гумовский А.Н., Гумовская Ю.П., Богатов В.В., Прозорова Л.А., Чернова Е.Н., Лысенко Е.В., Нго К.К. Пищевая безопасность двустворчатых моллюсков Южного Вьетнама: хлорорганические соединения и тяжелые металлы как факторы риска для здоровья человека Медицинский академический журнал, Т. 20. № 2. С. 45–58. (год публикации - 2020)
10.17816/MAJ34285

22. Донец М.М., Цыганков В.Ю., Гумовский А.Н., Гумовская Ю.П. ORGANOCHLORINE COMPOUNDS IN THE COMMERCIAL FISH SPECIES OF THE AMUR RIVER BASIN The 7th annual student scientific conference in English. conference proceedings. Electronic resource, С. 8-11. (год публикации - 2020)

23. Цыганков В.Ю., Боярова М.Д., Христофорова Н.К., Гумовский А.Н., Донец М.М., Гумовская Ю.П. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЭКОСИСТЕМ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ МОРЕЙ РОССИИ: ХЛОРОРГАНИЧЕСКИЕ ПЕСТИЦИДЫ И ПОЛИХЛОРИРОВАННЫЕ БИФЕНИЛЫ АНТРОПОГЕННОЕ ВЛИЯНИЕ НА ВОДНЫЕ ОРГАНИЗМЫ И ЭКОСИСТЕМЫ. МАТЕРИАЛЫ VII ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ПО ВОДНОЙ ЭКОТОКСИКОЛОГИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ ПАМЯТИ Б.А. ФЛЕРОВА, С. 219-220. (год публикации - 2020)

24. Донец М.М., Цыганков В.Ю., Боярова М.Д., Гумовский А.Н., Гумовская Ю.П., Литвиненко А.В., Ковальчук М.В., Христофорова Н.К. СТОЙКИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА В ТИХООКЕАНСКИХ ЛОСОСЯХ ОХОТСКОГО МОРЯ: САНИТАРНЫЕ НОРМЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РИСК АНТРОПОГЕННОЕ ВЛИЯНИЕ НА ВОДНЫЕ ОРГАНИЗМЫ И ЭКОСИСТЕМЫ. МАТЕРИАЛЫ VII ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ПО ВОДНОЙ ЭКОТОКСИКОЛОГИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ ПАМЯТИ Б.А. ФЛЕРОВА, С. 59-61 (год публикации - 2020)

25. Донец М.М., Цыганков В.Ю., Боярова М.Д., Гумовская Ю.П., Гумовский А.Н., Кульшова В.И., Христофорова Н.К., Литвиненко А.В., Ковальчук М.В. НОРМИРУЕМЫЕ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ В ТИХООКЕАНСКИХ ЛОСОСЯХ О. САХАЛИН Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана. Материалы VI Международной научно-технической конференции. В 2-х частях., Часть 1. С. 36-39. (год публикации - 2020)

26. Цыганков В.Ю. (науч. ред.) Стойкие органические загрязняющие вещества (СОЗ) в Дальневосточном регионе: моря, организмы, человек Владивосток: Изд-во Дальневост. федерал. ун-та, 344 с. (год публикации - 2020)
10.24866/7444-4891-2

Публикации