Ribogospod. nauka Ukr., 2016; 3(37): 32-46
DOI: https://doi.org/10.15407/fsu2016.03.032
УДК 556.114:[628.394.17:546.77]

pdf35

БІОЛОГІЧНА РОЛЬ ТА ТОКСИЧНА ДІЯ МОЛІБДЕНУ У ГІДРОЕКОСИСТЕМАХ (ОГЛЯД)

І. І. Грициняк, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , Інститут рибного господарства НААН, м. Київ
Д. О. Янович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , Львівський національний університет ветеринарної медицини та біотехнологій імені С.З. Ґжицького, м. Львів
Т. М. Швець, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , Інститут рибного господарства НААН, м. Київ

Мета. Наслідками антропогенного впливу на екосистеми водойм, як правило, є надходження до них ксенобіотиків різної природи або перевищення природного фону біогенних мікроелементів, що в кінцевому результаті призводить до негативних змін в структурі угруповань водної біоти, порушень процесів життєдіяльності окремих представників флори та фауни. Наслідки подібних явищ виявляються у зниженні продуктивності водойм, збідненні їх видового складу, а згодом — непридатності певних водних об’єктів для ведення рибогосподарської діяльності.

Вивчення, аналіз та узагальнення інформації стосовно шляхів надходження токсикантів до водойм, їхньої поведінки у гідроекосистемах, можливих наслідків впливу на гідробіонтів різних трофічних рівнів мають важливе теоретичне та практичне значення. Поведінкові, фізіолого-біохімічні, цито- і гістологічні, а також генетичні реакції гідробіонтів на дію тих чи інших хімічних елементів можуть служити обґрунтуванням для вжиття необхідних заходів з покращення екологічного стану водних об’єктів або ж запобігання та уникнення потенційних небезпек для водного населення. Метою даної роботи є аналіз і узагальнення наявних літературних відомостей з питань ролі відносно маловивченого мікроелемента молібдену у гідроекосистемах, його біологічного значення та токсичного впливу для мешканців водойм.

Результати. Представлені у статті дані одержано на підставі узагальнення існуючих публікацій вітчизняних та іноземних авторів. Зокрема, описано гідрохімічні властивості молібдену та його сполук, можливі джерела надходження до водних об’єктів, шляхи їх міграції. Представлено коротку характеристику методик визначення та контролю вмісту елемента у водному середовищі. Розкрито біофільні властивості молібдену для організмів водної флори та фауни, вплив на їхні продукційні показники. Наведено відомості щодо біоакумуляційного потенціалу молібдену, а також особливостей його розподілу у тканинах і органах гідробіонтів. Розглянуто адаптаційні реакції організму водних рослин, безхребетних тварин і риб в умовах підвищених концентрацій елемента у воді, можливі згубні наслідки такої дії для біоти на різних рівнях — клітинному, тканинному та на рівні організму. Окреслено перспективи та теоретичні засади подальших досліджень щодо наявності молібдену та його дії в екотоксикологічному аспекті.

Наукова новизна. Стаття містить узагальнення результатів досліджень, проведених з середини минулого століття і по теперішній час, щодо значення і функцій молібдену у гідроекосистемах та організмі окремих видів водної біоти, відомості стосовно його екотоксичного впливу за надлишкового надходження до водойм.

Практична значимість. Представлені у статті дані обґрунтовують актуальність заходів щодо запобігання та уникнення потенційних небезпек для водних організмів, пов’язаних з надходженням до водойм значних кількостей молібдену у складі сільськогосподарських стоків та промислових викидів.

Ключові слова: молібден, гідробіонти, водорості, безхребетні тварини, риби, есенціальність, токсичність.

ЛІТЕРАТУРА

  1. Грициняк І. І. Екотоксикологія лососевих риб / Грициняк І. І., Янович Д. О., Швець Т.М. — К. : ДІА, 2015. — 472 с.
  2. Янович Н. Є. Роль мікроелементів у життєдіяльності ставкових риб / Н. Є. Янович, Д. О. Янович // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій ім. С. З. Ґжицького. — 2014. — Т. 16, № 2(59), ч. 2. — С. 345—372. — (Серія : Ветеринарні науки).
  3. Aveston J. Hydrolysis of molybdenum (VI): ultracentrifugation, acidity measurements, and Raman spectra of polymolybdates / J. Aveston, E. W. Anacker, J. S. Johnson // Inorg. Chem. — 1964. — Vol. 3. — Р. 735—746. http://dx.doi.org/10.1021/ic50015a030
  4. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: справочные материалы / [ред. Т. В. Гусева]. — М. : ФОРУМ ; ИНФРА-М, 2007. — 192 с.
  5. Ігнатенко І. І. Сезонна динаміка вмісту та форм знаходження молібдену у воді скидного каналу ТЕЦ № 5 / І. І. Ігнатенко // Наукові праці УкрНДГМІ. — 2011. — Вип. 260. — С. 146—157.
  6. Ігнатенко І. І. Сезонна динаміка співіснуючих форм молібдену у воді Канівського водосховища та деяких озер м. Києва / І. І. Ігнатенко // Наукові записки Тернопільського нац. пед. ун-ту ім. В. Гнатюка. — 2008. — № 3(37). — С. 68—73. — (Серія : Біологія).
  7. Калабина Л. В. Состояние растворенных форм молибдена (VI) в воде р. Днепра / Л. В. Калабина, П. Н. Линник, Б. И. Набиванец // Гидробиологический журнал. — 1989. — Т. 25, № 1. — С. 83—88.
  8. Ушакова В. Ф. Миграция молибдена в почве и воде удобряемых выростных прудов / В. Ф. Ушакова // Сборник научно-исследовательских работ ВНИИПРХ. — 1970. — Вып. 3. — С. 42—53.
  9. Никаноров А. М. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах / А. М. Никаноров, А. В. Жулидов. — Л. : Гидрометеоиздат, 1991. — 312 с.
  10. Хорошевская В. О. Анализ содержания молибдена в поверхностных водах различных ландшафтно-климатических зон / В. О. Хорошевская // Наука и современность. — 2012. — Вып. 16(1). — С. 19—23.
  11. Reid S. D. Molybdenum and Chromium / S. D. Reid // Homeostasis and toxicology of essential metals / [eds. Wood C. M., Farrell A. P., Brauner C. J.]. — London ; Waltham ; San Diego : Academic Press, 2012. — P. 375—415.
  12. Ігнатенко І. І. Міграція молібдену у водоймах з уповільненим водообміном / І. І. Ігнатенко // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. — 2013. — Т. 4(31). — С. 67—73.
  13. Галичева Е. Е. Содержание подвижных форм микроэлементов марганца, меди, цинка, молибдена в рыбоводных прудах Московской области / Е. Е. Галичева // Сборник научно-исследовательских работ ВНИИПРХ. — 1970. — Вып. 3. — С. 54—61.
  14. Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения. — М. : ВНИРО, 2011. — 257 с.
  15. Аналітична хімія поверхневих вод / [Набиванець Б. Й., Осадчий В. І., Осадча Н. М., Набиванець Ю. Б.]. — К. : Наукова думка, 2007. — 457 с.
  16. Контроль качества воды : справочник. Ч. 1 : Методики аналитических исследований. — М., 2004. — 222 с.
  17. РД 52.24.416-2010. Руководящий документ. Массовая концентрация молибдена в водах. Методика выполнения измерений инверсионным вольтамперометрическим методом. — М., 2010.
  18. Eisler R. Molybdenum hazards to fish, wildlife, and invertebrates: a synoptic review / Eisler R. — Laurel : U.S. Fish and Wildlife Service ; Patuxent Wildlife Research Center, 1989. — 43 p.
  19. Molybdenum : Canadian water quality guidelines for the protection of aquatic life / Canadian Council of Ministers of the Environment. — Winnipeg : Canadian Council of Ministers of the Environment, 1999. — 4 p.
  20. Кузнецова Л. П. Биологическая роль молибдена в жизнедеятельности рыб : автореф. дисс. на соискание уч. степени канд. биол. наук / Л. П. Кузнецова. — М. : ВНИИПРХ, 1990. — 22 с.
  21. Beers M. H. The Merck Manual of Diagnosis and Therapy : [17th edn.] / M. H. Beers, R. Berkow / [eds. M. H. Beers, R. Berkow]. — Whitehouse Station, NJ : Merck & Co., 1998.
  22. Kisker C. Molybdenum-cofactor-containing enzymes: structures and mechanisms / C. Kisker, H. Schindelin, D. C. Rees // Annu. Rev. Biochem. — 1997. — Vol. 66. — Р. 233—267. http://dx.doi.org/10.1146/annurev.biochem.66.1.233
  23. Stirpe F. The regulation of rat liver xanthine oxidase — conversion in vitro of the enzyme activity from dehydrogenase (type D) to oxidase (type O) / F. Stirpe, E. Della Corte // J. Biol. Chem. — 1969. — Vol. 244. — Р. 3855—3863.
  24. Tissue- and cellspecific expression of mouse xanthine oxidoreductase gene in vivo: regulation by bacterial lipopolysaccharide / M. Kurosaki, M. Li Calzi, E. Scanziani [et al.]. // Biochem. J. — 1995. — Vol. 306. — Р. 225—234. http://dx.doi.org/10.1042/bj3060225
  25. Галичева Е. Е. Влияние микроэлементов кобальта, цинка, молибдена при введении их в корм на рыбоводные и физиологические показатели сеголетков карпа / Е. Е. Галичева, М. Н. Егорова // Сборник научных трудов ВНИИПРХ. — 1972. — Вып. 1. — С. 46—60.
  26. Кузнецова Л. П. Влияние низких концентраций молибдена на резистентность молоди рыб к фенолу / Л. П. Кузнецова, Н. А. Азизова, А. А. Яржомбек // Сборник научных трудов ВНИИПРХ. — 1991. — Вып. 65. — С. 139—142.
  27. Кузнецова Л. П. Оценка токсичности растворов парамолибдатов для гуппи / Л. П. Кузнецова // Сборник научных трудов ВНИИПРХ. — 1992. — Вып. 66. — С. 108—110.
  28. Кузнецова Л. П. Рост карпа на искусственных кормах с различным содержанием молибдена / Л. П. Кузнецова, А. А. Яржомбек // Сборник научных трудов ВНИИПРХ. — 1990. — Вып. 59. — С. 101—102.
  29. Ушакова В. Ф. Обеспеченность молибденом рыбоводных прудов при различном удобрении / В. Ф. Ушакова // Биологические науки. — 1971. — № 6. — С. 23—25.
  30. Ahsanullah M. Acute toxicity of chromium, mercury, molybdenum and nickel to the amphipod Allorchestes compressa / M. Ahsanullah // Aust. J. Mar. Freshwater Res. — 1982. — Vol. 33. — P. 465—474. http://dx.doi.org/10.1071/MF9820465
  31. Anderson E. P. Lethal and sublethal effects of a molybdenum mine tailing on marine zooplankton: mortality, respiration, feeding and swimming behavior in Calanus marshallae, Metridia pacifica and Euphausia pacifica / E. P. Anderson, D. L. Mackas // Mar. Environ. Res. — 1986. — Vol. 19. — P. 131—155. http://dx.doi.org/10.1016/0141-1136(86)90043-7
  32. Colmano G. Molybdenum toxicity: abnormal cellular division of teratogenic appearance in Euglena gracilis / G. Colmano // Bull. Environ. Contam. Toxicol. — 1973. — Vol. 9. — P. 361—364. http://dx.doi.org/10.1007/BF01685087
  33. Sakaguchi T. Studies on the accumulation of heavy metal elements in biological systems. Accumulation of molybdenum by green microalgae / T. Sakaguchi, A. Nakajima, T. Horikoshi // European J. Appl. Microbiol. Biotechnol. — 1981. — Vol. 12. — P. 84—89.http://dx.doi.org/10.1007/BF01970039 
  34. Reid S. D. Physiological impact of acute molybdenum exposure in juvenile kokanee salmon (Oncorhynchus nerka) / S. D. Reid // Comp. Biochem. Physiol. — 2002. — Vol. C 133. — Р. 355—367. http://dx.doi.org/10.1016/s1532-0456(02)00121-7
  35. Uptake of molybdenum, marked with 99Mo, by the biota of Fern Lake, Washington, in a laboratory and a field experiment / Z. F. Short, P. R. Olson, R. F. Palumbo [et al.] // Radionuclides in ecosystems : Third National Symposium on Radioecology (May 10-12, 1971) : рroceedings. Vol. 1. — Oak Ridge, TN, 1971. — Р. 474—485.
  36. Ward J. V. Molybdenum concentrations in tissues of rainbow trout (Salmo gairdneri) and kokanee salmon (Oncorhynchus nerka) from waters differing widely in molybdenum content / J. V. Ward // J. Fish. Res. Bd Can. — 1973. — Vol. 30. — Р. 841—842. http://dx.doi.org/10.1139/f73-141
  37. Jezierska B. Metal toxicity to fish // B. Jezierska, M. Witeska. — Siedlce : Wydawnictwo Academii Podlaskiej, 2001. — 318 s.
  38. Грищенко Л. И. Влияние молибдена на молодь радужной форели (патоморфологические изменения) / Л. И. Грищенко, Л. П. Кузнецова // Ветеринария. — 1988. — № 9. — С. 56—58.
  39. McConnell R. P. Toxicity of molybdenum to rainbow trout under laboratory conditions / R. P. McConnell // Molybdenum in the environment: the geochemistry, cycling, and industrial uses of molybdenum. — New York : Marcel Dekker, 1977. — Р. 725—730.
  40. Bentley R. E. Acute toxicity of sodium molybdate to bluegill (Lepomis macrochirus), rainbow trout (Salmo gairdneri), fathead minnow (Pimephales promelas), channel catfish (Ictalurus punctatus), water flea (Daphnia magna) and scud (Gammarus fasciatus) / Bentley R. E. — Wareham, MA : Bionomics, 1973.
  41. Hamilton S. J. Acute toxicity of boron, molybdenum, and selenium to fry of chinook salmon and coho salmon / S. J. Hamilton, K. H. Buhl // Arch. Environ. Contam. Toxicol. — 1990. — Vol. 19. — Р. 366—373.http://dx.doi.org/10.1007/BF01054980 
  42. Hamilton S. J. Concentrations of boron, molybdenum, and selenium in chinook salmon / S. J. Hamilton, R. H. Wiedmeyer // Trans. Am. Fish. Soc. — 1990. — Vol. 119. — Р. 500—510. http://dx.doi.org/10.1577/1548-8659(1990)119<0500:COBMAS>2.3.CO;2
  43. Pyle G. G. Toxicity of uranium mine-receiving waters to caged fathead minnows, Pimephales promelas / G. G. Pyle, S. M. Swanson, D. M. Lehmkuhl // Ecotoxicol. Environ. Sa. — 2001. — Vol. 48. — Р. 202—214. http://dx.doi.org/10.1006/eesa.2000.2016
  44. Ricketts C. D. The effects of acute waterborne exposure to sublethal concentrations of molybdenum on the stress response in Rainbow Trout, Oncorhynchus mykiss / C. D. Ricketts, W. R. Bates, S. D. Reid // PLoS One. — 2015. — Vol. 10, iss. 1. — e0115334. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0115334
  45. Биологическое обоснование рыбохозяйственных ПДК для ионов вольфрама и молибдена / В. С. Ганина, Н. В. Каймина, Г. В. Мовчан [и др.] // Республиканская конференция по проблемам рыбохозяйственных исследований внутренних водоемов Карелии, 26-28 апр. 1983 г. : тезисы докл. — Петрозаводск, 1983. — С. 81—82.
  46. Ricketts C. D. The effect of acute waterborne exposure of sub-lethal concentrations of molybdenum on the stress response in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) : MSc thesis / C. D. Ricketts. — Okanagan : University of British Columbia, 2009.
  47. Environmental effects of dredging: trophic transfer and biomagnification potential of contaminants in aquatic ecosystems / T. M. Dillon, B. C. Suedel, R. K. Peddicord [et al.]. — Vicksberg, MS : EEDP-01-33 US Army Engineer Waterways Experimental Station, 1995.
  48. Saiki M. K. Boron, molybdenum, and selenium in aquatic food chains from the lower San Joaquin River and its tributaries, California / M. K. Saiki, M. R. Jennings, W. G. Brumbaugh // Arch. Environ. Contam. Toxicol. — 1993. — Vol. 24. — Р. 307—319. http://dx.doi.org/10.1007/BF01128729 
Головна2016№ 3/2016 (37)2016-03_032-046_Hrytsynyak