Transactions of Papanin Institute for Biology of Inland Waters RAS Transactions of Papanin Institute for Biology of Inland Waters RAS Труды Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина Российской академии наук 0320-3557 2712-8377 55666 10.47021/0320-3557-2022-89-96 Водная токсикология Aquatic Toxicology Водная токсикология INTEGRATED ASSESSMENT OF THE ECOTOXICOLOGICAL STATE OF RESERVOIRS IN THE MIDDLE AND LOWER VOLGA BY METHODS OF BIODIAGNOSIS AND ANALYSIS OF HEAVY METALS IN BOTTOM SEDIMENTS КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДОХРАНИЛИЩ СРЕДНЕЙ И НИЖНЕЙ ВОЛГИ МЕТОДАМИ БИОДИАГНОСТИКИ И АНАЛИЗА СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ Чуйко Г. М. Chuyko G. M. Подгорная В. А. Podgornaya V. A. Томилина И. И. Tomilina I. I. Ложкина Роза Андреевна Lozhkina Roza Andreevna Lozhkina.roza@ibiw.ru Законнов В. В. Zakonnov V. V. Гапеева М. В. Gapeeva M. V. 17 01 2023 17 01 2023 100 89 96 05 09 2022 11 09 2022 https://ibiw.editorum.ru/en/nauka/article/55666/view

Проведена комплексная оценка экотоксикологического состояния водохранилищ Средней и Нижней Волги методом биодиагностики (биомаркирование, биотестирование) и анализа содержания тяжелых металлов в донных отложениях. Установлена пространственная вариабельность содержания тяжелых металлов в донных отложениях и значений биомаркеров состояния оксидативного стресса в печени леща из разных водохранилищ. Определена токсичность донных отложений. По результатам проведенного исследования водохранилища по степени ухудшения экотоксикологического состояния располагаются в следующем ряду: Горьковское > Волгоградское = Саратовское > Куйбышевское > Чебоксарское. Участок Рыбинского водохранилища в районе ст. 1 можно принять за фоновый по антропогенной нагрузке.

A comprehensive assessment of the ecotoxicological state of the reservoirs of the Middle and Lower Volga was carried out using the method of biodiagnostics (biomarking, biotesting) and analysis of the content of heavy metals in bottom sediments. The spatial variability of the content of heavy metals in bottom sediments and the values of biomarkers of the state of oxidative stress in the liver of bream from different reservoirs was established. The toxicity of bottom sediments was determined. According to the results of the study, it is possible to arrange the reservoirs according to the degree of deterioration of the ecotoxicological state in the following order: Gorky > Volgograd = Saratov > Kuibyshev > Cheboksary. The Rybinsk reservoir in the area of station 1 can be taken as a background area in terms of anthropogenic load.

 биомаркирование биотестирование оксидативный стресс лещ водохранилища biomarkering biotesting oxidative stress common bream reservoirs Работа выполнена в рамках государственного задания №121050500046–8 при частичной финансовой поддержке приоритетного проекта “Оздоровление Волги” по теме № г.р. АААА-А18-118052590015-9.

Бакаева Е.Н., Никаноров А.М., Игнатова И.М. Место биотестовых исследований донных отложений в мониторинге водных объектов // Вестн. Юж. науч. центра РАН. 2009, Т. 5. № 2. С. 84-93. Bakaeva E.N., Nikanorov A.M., Ignatova I.M. Mesto biotestovyh issledovaniy donnyh otlozheniy v monitoringe vodnyh ob'ektov // Vestn. Yuzh. nauch. centra RAN. 2009, T. 5. № 2. S. 84-93. Борвинская Е.В., Смирнов Л.П., Немова Н.Н. Глутатион-S-трансферазы рыб - потенциальные эколого-биохимические индикаторы антропогенного воздействия на водную среду (Обзор) // Труды Карельского научного центра РАН. 2009, № 3. С. 8-19. Borvinskaya E.V., Smirnov L.P., Nemova N.N. Glutation-S-transferazy ryb - potencial'nye ekologo-biohimicheskie indikatory antropogennogo vozdeystviya na vodnuyu sredu (Obzor) // Trudy Karel'skogo nauchnogo centra RAN. 2009, № 3. S. 8-19. Даувальтер В. А. Факторы формирования химического состава донных отложений озер: Учеб. пособие по дисциплине “Геохимия окружающей среды” для направления 511100 “Экология и природопользование”. Мурманск: Изд-во МГТУ, 2002. 75 с. Dauval'ter V. A. Faktory formirovaniya himicheskogo sostava donnyh otlozheniy ozer: Ucheb. posobie po discipline “Geohimiya okruzhayuschey sredy” dlya napravleniya 511100 “Ekologiya i prirodopol'zovanie”. Murmansk: Izd-vo MGTU, 2002. 75 s. Законнов В.В. Характеристика донных отложений // Структура и функционирование экосистемы Рыбинского водохранилища в начале XXI века. М.: РАН, 2018. С. 59-72. Zakonnov V.V. Harakteristika donnyh otlozheniy // Struktura i funkcionirovanie ekosistemy Rybinskogo vodohranilischa v nachale XXI veka. M.: RAN, 2018. S. 59-72. Томилина И.И., Гапеева М.В., Ложкина Р.А. Оценка качества воды и донных отложений каскада водохранилищ реки Волга по показателям токсичности и химического состава // Труды Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН. 2018. Вып. 81(84). С. 107-131. DOI: 10.24411/0320-3557-2018-1-0015 Tomilina I.I., Gapeeva M.V., Lozhkina R.A. Ocenka kachestva vody i donnyh otlozheniy kaskada vodohranilisch reki Volga po pokazatelyam toksichnosti i himicheskogo sostava // Trudy Instituta biologii vnutrennih vod im. I.D. Papanina RAN. 2018. Vyp. 81(84). S. 107-131. DOI: 10.24411/0320-3557-2018-1-0015 Флеров Б.А. Эколого-физиологические аспекты токсикологии пресноводных животных. Ленинград: Наука. Ленинградское отделение, 1989. 144 с. Flerov B.A. Ekologo-fiziologicheskie aspekty toksikologii presnovodnyh zhivotnyh. Leningrad: Nauka. Leningradskoe otdelenie, 1989. 144 s. Чуйко Г.М. Биомаркеры в гидроэкотоксикологии: принципы, методы и методология, практика использования. Гл. XV. // Экологический мониторинг. Часть VIII. Современные проблемы мониторинга пресноводных экосистем: Учебное пособие. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского госуниверситета, 2014. С. 310-326. Chuyko G.M. Biomarkery v gidroekotoksikologii: principy, metody i metodologiya, praktika ispol'zovaniya. Gl. XV. // Ekologicheskiy monitoring. Chast' VIII. Sovremennye problemy monitoringa presnovodnyh ekosistem: Uchebnoe posobie. Nizhniy Novgorod: Izd-vo Nizhegorodskogo gosuniversiteta, 2014. S. 310-326. Чуйко Г.М., Подгорная В.М. Пространственное распределение органических загрязняющих веществ в экосистеме водохранилища (ретроспективный аналитический обзор) // Структура и функционирование экосистемы Рыбинского водохранилища в начале XXI века. М.: РАН, 2018. C. 357-371 Chuyko G.M., Podgornaya V.M. Prostranstvennoe raspredelenie organicheskih zagryaznyayuschih veschestv v ekosisteme vodohranilischa (retrospektivnyy analiticheskiy obzor) // Struktura i funkcionirovanie ekosistemy Rybinskogo vodohranilischa v nachale XXI veka. M.: RAN, 2018. C. 357-371 Чуйко Г.М., Томилина И.И., Холмогорова Н.В. Методы биодиагностики в водной экотоксикологии // Токсикологический вестник. 2022. Т. 30. № 5. С. 315-322. DOI: 10.47470/0869-7922-2022-30-5-315-322. Chuyko G.M., Tomilina I.I., Holmogorova N.V. Metody biodiagnostiki v vodnoy ekotoksikologii // Toksikologicheskiy vestnik. 2022. T. 30. № 5. S. 315-322. DOI: 10.47470/0869-7922-2022-30-5-315-322. Barhoumi B., Clérandeau C., Gourves P.-Y., Le Menach K., Megdiche Y.E.l., Peluhet L., Budzinski H., Baudrimont M., Driss M.R., Cachot J. Pollution biomonitoring in the Bizerte lagoon (Tunisia), using combined chemical and biomarker analyses in grass goby, Zosterisessor ophiocephalus (Teleostei, Gobiidae) // Marine Environmental Research. 2014. Vol. 101. P. 184-195. DOI: 10.1016/j.marenvres.2014.07.002. Barhoumi B., Clérandeau C., Gourves P.-Y., Le Menach K., Megdiche Y.E.l., Peluhet L., Budzinski H., Baudrimont M., Driss M.R., Cachot J. Pollution biomonitoring in the Bizerte lagoon (Tunisia), using combined chemical and biomarker analyses in grass goby, Zosterisessor ophiocephalus (Teleostei, Gobiidae) // Marine Environmental Research. 2014. Vol. 101. P. 184-195. DOI: 10.1016/j.marenvres.2014.07.002. Catteau A., Porcher J.-M., Bado-Nilles A., Bonnard I., Bonnard M., Chaumot A., David E., Dedourge-Geffard O., Delahaut L., Delorme N., François A., Garnero L., Lopes C., Nott K., Noury P., Palluel O., Palos-Ladeiro M., Quéau H., Ronkart S., Sossey-Alaoui K., Turiès C., Tychon B., Geffard O., Geffard A. Interest of a multispecies approach in active biomonitoring: application in the Meuse watershed // Science of The Total Environment. 2021. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.152148. Catteau A., Porcher J.-M., Bado-Nilles A., Bonnard I., Bonnard M., Chaumot A., David E., Dedourge-Geffard O., Delahaut L., Delorme N., François A., Garnero L., Lopes C., Nott K., Noury P., Palluel O., Palos-Ladeiro M., Quéau H., Ronkart S., Sossey-Alaoui K., Turiès C., Tychon B., Geffard O., Geffard A. Interest of a multispecies approach in active biomonitoring: application in the Meuse watershed // Science of The Total Environment. 2021. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.152148. Ingersoll C.G., Nelson M.K. Testing sediment toxicity with Hyalella azteca (Amphipoda) and Chironomus riparius (Diptera) // Aquat. Toxicol. and Risk Assessment. Philadelphia: Amer. Soc. Test. and Mater. 1990. Vol. 13. P. 93-109. Ingersoll C.G., Nelson M.K. Testing sediment toxicity with Hyalella azteca (Amphipoda) and Chironomus riparius (Diptera) // Aquat. Toxicol. and Risk Assessment. Philadelphia: Amer. Soc. Test. and Mater. 1990. Vol. 13. P. 93-109. Klimova Y.S., Chuiko G.M., Pesnya D.S. et al. Biomarkers of Oxidative Stress in Freshwater Bivalve Mollusks (Review) // Inland Water Biology. 2020. Vol. 13. P. 674-683. DOI: 10.1134/S1995082920060073. Klimova Y.S., Chuiko G.M., Pesnya D.S. et al. Biomarkers of Oxidative Stress in Freshwater Bivalve Mollusks (Review) // Inland Water Biology. 2020. Vol. 13. P. 674-683. DOI: 10.1134/S1995082920060073. Kuz’mina V.V., Komov V.T., Tarleva A.F. et al. Effect of Dietary Metal Exposure on the Locomotor Reactions and Food Consumption in Common Carp Cyprinus carpio (L.) // Inland Water Biology. 2019. Vol. 12. P. 356-364. DOI: 10.1134/S1995082919030106. Kuz’mina V.V., Komov V.T., Tarleva A.F. et al. Effect of Dietary Metal Exposure on the Locomotor Reactions and Food Consumption in Common Carp Cyprinus carpio (L.) // Inland Water Biology. 2019. Vol. 12. P. 356-364. DOI: 10.1134/S1995082919030106. Lushchak V.I. Environmentally induced oxidative stress in aquatic animals // Aquatic Toxicology. 2011. Vol. 101. Iss. 1. P. 13-30. DOI: 10.1016/j.aquatox.2010.10.006. Lushchak V.I. Environmentally induced oxidative stress in aquatic animals // Aquatic Toxicology. 2011. Vol. 101. Iss. 1. P. 13-30. DOI: 10.1016/j.aquatox.2010.10.006. Madeira C., Madeira D., Diniz M.S., Cabral H.N., Vinagre C. Thermal acclimation in clownfish: An integrated biomarker response and multi-tissue experimental approach // Ecological Indicators. 2016. Vol. 71, P. 280-292. DOI: 10.1016/j.ecolind.2016.07.009. Madeira C., Madeira D., Diniz M.S., Cabral H.N., Vinagre C. Thermal acclimation in clownfish: An integrated biomarker response and multi-tissue experimental approach // Ecological Indicators. 2016. Vol. 71, P. 280-292. DOI: 10.1016/j.ecolind.2016.07.009. Morozov A.A., Chuiko G.M, Yurchenko V.V. Annual variations in hepatic antioxidant defenses and lipid peroxidation in a temperate fish, common bream Abramis brama (L.) // International Aquatic Research. 2017. Vol. 9. Iss. 3. Р. 249-257. DOI: 10.1007/s40071-017-0176-z Morozov A.A., Chuiko G.M, Yurchenko V.V. Annual variations in hepatic antioxidant defenses and lipid peroxidation in a temperate fish, common bream Abramis brama (L.) // International Aquatic Research. 2017. Vol. 9. Iss. 3. R. 249-257. DOI: 10.1007/s40071-017-0176-z Morozov A.A., Chuiko G.M., Brodskii E.S. Functional state of the antioxidant system of liver of bream (Abramis brama L.) from the regions of Rybinsk reservoir with different anthropogenic load // Inland Water Biology. 2012. Vol. 5. №. 1. P. 147-152. DOI: 10.1134/S1995082911040134. Morozov A.A., Chuiko G.M., Brodskii E.S. Functional state of the antioxidant system of liver of bream (Abramis brama L.) from the regions of Rybinsk reservoir with different anthropogenic load // Inland Water Biology. 2012. Vol. 5. №. 1. P. 147-152. DOI: 10.1134/S1995082911040134. Mount D.I., Norberg T.J. A seven-day life-cycle cladoceran toxicity test // Environ. Toxicol. Chem. 1984. Vol. 3. P. 425-434. Mount D.I., Norberg T.J. A seven-day life-cycle cladoceran toxicity test // Environ. Toxicol. Chem. 1984. Vol. 3. P. 425-434. Mount D.I., Norberg T.J. A seven-day life-cycle cladoceran toxicity test // Environ. Toxicol. Chem. 1984. Vol. 3. P. 425-434. Mount D.I., Norberg T.J. A seven-day life-cycle cladoceran toxicity test // Environ. Toxicol. Chem. 1984. Vol. 3. P. 425-434. Tenji D., Micic B., Sipos S. et al. Fish biomarkers from a different perspective: evidence of adaptive strategy of Abramis brama (L.) to chemical stress // Environ Sci Eur. 2020. Vol. 32. Iss. 47. P. 32-47. DOI: 10.1186/s12302-020-00316-7 Tenji D., Micic B., Sipos S. et al. Fish biomarkers from a different perspective: evidence of adaptive strategy of Abramis brama (L.) to chemical stress // Environ Sci Eur. 2020. Vol. 32. Iss. 47. P. 32-47. DOI: 10.1186/s12302-020-00316-7 Zabotkina E.A., Golovanov V.K., Golovanova I.L. Effects of Roundup Herbicide and Increase in Water Temperature on the Parameters of Peripheral Blood Cells in Amur Sleeper Perccottus glenii Dybowski // Inland Water Biology. 2018. Vol. 11. P. 207-213. DOI: 10.1134/S1995082918020190. Zabotkina E.A., Golovanov V.K., Golovanova I.L. Effects of Roundup Herbicide and Increase in Water Temperature on the Parameters of Peripheral Blood Cells in Amur Sleeper Perccottus glenii Dybowski // Inland Water Biology. 2018. Vol. 11. P. 207-213. DOI: 10.1134/S1995082918020190.