Ученые из Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина доказали, что нефтяное загрязнение и разлив ракетного топлива не были причиной массовой гибели морских животных в Авачинской бухте.
Сотрудники лаборатории физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии ИФХЭ РАН провели исследование. Они взяли образцы тканей погибших бентосных организмов - морских ежей, крабов и раков-отшельников, которые были подняты со дна Авачинской бухты командой экспедиции, организованной каналом Life TV. В ходе исследования они применили хромато-масс-спектрометрию. Результаты показали следы нефтяного загрязнения в морских ежах, однако такие вещества уже были метаболизированы морскими организмами, а значит, попали в них намного раньше августа 2020 года.
Когда проводят исследования на наличие нефтяного загрязнения, то обращают внимание на общее содержание углеводородов, наличие n-алканов (c С7 по C40), присутствие биомаркеров (терпаны, гопаны и стераны). Хроматограмма пробы со следами нефтяного происхождения должна иметь специфическую форму колокола по n-алканам. А распределение n-алканов, полученных в ходе исследования, имеет другой вид. В образцах обнаружили алканы C15 и C17. Они зачастую имеют естественное происхождение и встречаются в морском фитопланктоне. Следовательно, в донные организмы попали не антропогенным путем. Попадая в живой организм, компоненты нефти метаболизируются в определенной последовательности, которая выглядит так: n-алканы, разветвленные алканы, ароматические углеводороды с низкой молекулярной массой, ароматические углеводороды с высокой молекулярной массой, циклические алканы. Короткоцепочеченые алканы метаболизируются быстрее, чем длинноцепочечные. Гопаны, терпаны и стераны без изменений сохраняются в тканях долгое время. Важно отметить, что гопаны - это стойкий нефтяной маркер. Они сохраняются в тканях животных дольше всего.
Масс-спектр экстракта из тканей морского ежа в своем составе имеет пик, который характерен для гопанов. Остальные же маркеры нефти на масс-спектре не обнаружены. По версии ученых, морские ежи были отравлены нефтью гораздо раньше. Также они отмечают, что отравление носило скорее хронический, чем катастрофический характер. В биологическом материале крабов и раков-отшельников практически отсутствуют антропогенные углеводороды. Такая разница между образцом морского ежа и образцами ракообразных может быть связана с различием в образе жизни или с трофическими цепями.
Присутствие в тканях живых организмов тяжелых металлов (Cd, Pb, Ni, Cr, V, Zn) - другой маркер нефтяного загрязнения. Специалисты измерили содержание металлов (от лития до урана) в тканях морских ежей и ракообразных. Содержание металлов, за исключением алюминия, в гонадах морских ежей не превышает установленного уровня, который характерен для других районов. Концентрация кадмия в тканях краба-отшельника находится на верхней границе допустимой нормы. Тест на присутствие тяжелых металлов также не позволяет сделать вывод о недавнем нефтяном отравлении.
Вторая вероятная антропогенная причина - утечка ракетного топлива с Радыгинского полигона. Специалисты исследовали ткани донных морских организмов. Ученые не зафиксировали ни несимметричного диметилгидразина (одного из основных компонентов ракетного топлива, высокотоксичного, канцерогенного вещества), ни продуктов его окислительной трансформации. На данный момент хоть и еще не было масштабного изучения метаболизма несимметричного диметилгидразина в морских организмах, но есть работы, которые показывают накопление вещества в тканях млекопитающих. Такие исследования показывают, что если такой компонент и попадает в живой организм, то в течение долгого времени обнаруживается в тканях. Методами масс-спектрометрии несимметричный диметилгидразин, а также продукты его окислительной трансформации в тканях морских ежей и ракообразных не были обнаружены.
Исключив такие антропогенные причины гибели морских животных в Авачинской бухте, ученые предположили, что есть третья биогенная причина - "красные приливы", отравление акватории из-за быстрого размножения водрослей, которые вырабатывают токсин.
Данные о содержании n-алкалинов и тяжелых металлов в тканях бентосных морских обитателей могут быть использованы в ходе изучения восстановления биосферы Авачинской бухты, а также для создания экспресс-тестов для анализа загрязнений.
Фото на странице: Zbynek Burival / Фотобанк Unsplash
