Przydatność Dreissena polymorpha jako organizmu wskaźnikowego odzwierciedlającego obecność metali ciężkich w wybranych elementach ekosystemu ujścia Odry i wybranych jezior Pomorza Zachodniego

• Autorzy: Piotrowski S.

Warianty tytułu

EN

Usefulness of Dreissena polymorpha as an indicator organism reflecting the presence of heavy metals in selected elements of the Oder estuary ecosystem and selected Western Pomerania lakes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Koncentracje metali ciężkich są zdecydowanie wyższe w tkankach miękkich Dreissena polymorpha niż muszlach, średnio od 7,4 (Hg) do 308,1 (Pb). W relacji do koncentracji metali ciężkich w wodzie tylko koncentracje Cd i Hg w tkankach Dreissena polymorpha wykazują istotną zależność. Również w relacji do koncentracji metali w osadach dennych tylko dwa metale (Cu i Hg) obecne w tkankach wykazują istotną zależność. W relacji muszle - woda wszystkie sześć metali wykazuje istotną zależność. Z kolei w relacji do osadów dennych cztery metale obecne w muszlach wykazują istotną zależność (Pb, Co, Cd, Hg). Przy zastosowaniu Dreissena polymorpha jako organizmu wskaźnikowego możemy kontrolować obecność wszystkich sześciu badanych metali w środowisku (woda powierzchniowa i osady denne); muszle Dreissena polymorpha bardzo dobrze oddają poziomy metali ciężkich zwłaszcza w wodzie (wszystkie sześć analizowanych metali) i w mniejszym stopniu w osadach (Pb, Co, Cd i Hg). Tkanki miękkie są już w stopniu mniejszym powiązane ze środowiskiem i w odniesieniu do wody wykazują zależność jedynie dla Cd i Hg, a w odniesieniu do osadów wykazują zależność dla Cu i Hg. Współczynniki koncentracji metali (WKM) w tkankach w odniesieniu do stężeń obserwowanych w wodzie są wysokie i średnio wynoszą od 1721 (Hg) do 16 467 (Zn). Średnie wartości WKM tkanki : osady dla dwóch metali (Cu i Pb) są niższe od jedności. Dla pozostałych metali wynoszą od 1,01 (Co) do 7,32 (Hg). W odniesieniu do wody w muszlach nagromadzone są zdecydowanie wyższe koncentracje metali, lecz niższe niż w tkankach. Średnie wartości WKM wynoszą od 388 (Hg) do 2236 (Cd). W relacji muszle : osady dla wszystkich metali średnie wartości WKM są mniejsze od jedności i wynoszą od 0,04 (Pb) do 0,87 (Co).

EN

Heavy metals concentrations are decidedly higher in the Dreissena polymorpha's soft tissue than in its shells; in average, they range between 7.4 (Hg) and 308.1 (Pb). With regard to the heavy metals concentrations in water, only Cd and Hg concentrations in the Dreissena polymorpha tissue demonstrate a significant correlation. Also with regard to the metals concentrations in bottom deposits only two metals (Cu and Hg) present in the tissue demonstrate a significant correlation. In the shells/water relation, all the six metals demonstrate a significant correlation. Four metals present in shells (Pb, Co, Cd, Hg) demonstrate in turn a relationship with ther concentrations in the bottom deposits. Using Dreissena polymorpha as an indicator organism, we can control the presence of all the examined metals in the environment (surface water and bottom deposits); the Dreissena polymorpha's shells very well reflect the heavy metals levels, especially in water (all the six analysed metals) and, to a lesser extent, in the bottom deposits (Pb, Co, Cd and Hg). Soft tissue are less influenced by the environment and they demonstrate a correlation with water only for Cd and Hg, and with deposits only for Cu and Hg. Metal concentration ratios (MCR) in tissues with regard to concentrations observed in water are high and are in average between 1721 (Hg) and 16 467 (Zn). Average values of MCR for tissue/deposits for two metals (Cu and Pb) are below one. For the remaining metals, they range between 1.01 (Co) and 7.32 (Hg). With regard to water, the shells accumulate significantly larger metals concentration, which are however lower than in the tissue. The average MCR values range between 388 (Hg) and 2236 (Cd). For the shells/deposits relation, the MCR values for all metals are below one and range between 0.04 (Pb) and 0.87 (Co).

Słowa kluczowe

PL

Dreissena polymorpha; metale ciężkie; ekosystem; dorzecze Odry; jeziora Pomorza Zachodniego; organizm wskaźnikowy

EN

Dreissena polymorpha; heavy metals; ecosystem; Odra river basin; lakes of Western Pomerania; indicator organism

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gospodarka Wodna
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 10
• Strony: 309--317
• Opis fizyczny: Bibliogr. 63 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piotrowski S.

Bibliografia

• [1] Al.-Aasm I.S., J.D. Clarke & B.J. Fryer. 1998. Stable isotopes and heavy metal distribution in Dreissena polymorpha (Zebra mussels) from western basin of Lake Erie, Canada. Environ. Geol., 33 (2-3): 122-129.
• [2] Bias R. & L. Karbe. 1985. Bioaccumulation and partitioning of cadmium within the freshwater mussel Dreissena polymorpha Pallas. Int. Rev. Gesamten Hydrobiol., 70: 113-125.
• [3] Bunt C.M., H.J. MacIsaac & W.G. Sprules. 1993. Pumping rates and projected filtering impacts of juvenile zebra mussels (Dreissena polymorpha) in western Lake Erie. Can. J. Fish. Aquat. Si., 50: 1017-1022.
• [4] Busch D. & B. Schuchardt. 1991. The use of the freshwater mussel Dreissena polymorpha (Pallas) for biomonitoring heavy metals in limnic ecosystems: The Weser (FRG). Verh. Int. Verein. Limnol., 24: 2261-2262.
• [5] Busch D., T. Lucker & W. Wosniok. 1998. Effects of Changing Salt Concentrations and Other Physical- Chemical Parameters on Bioavailabillity and Bioaccumulation of Heavy Metals in Exposed Dreissena polymorpha (Pallas, 1771). Limnologica, 28 (3): 263-274.
• [6] Busch D., T. Lucker, M. Schrimer & W. Wosniok. 1992. The Application of the Bivalve Dreissena polymorpha for Biomonitoring Routine of Heavy Metals in River. [In:] Neumann D. & Jenner H.A. (Eds.): The Zebra Mussel Dreissena polymorpha. Gustav Fischer, NY: 204-211.
• [7] Camusso M., R. Balestrini & A. Binelli. 2001. Use of zebra mussel (Dreissena polymorpha) to assess trace metal contamination in the largest Italian subalpine lakes. Chemosphere, 44: 263-270.
• [8] Camusso M., R. Balestrini, F. Muriano & M. Mariani. 1994. Use of Freshwater Mussel Dreissena polymorpha to Assess Trace Metal Pollution in the Lower River Po (ITALY). Chemosphere, 29 (4): 729-745.
• [9] Chevreuil M., M. Blanchard, M.J. Teil, A.M. Carru, P. Testard & A. Chesterikoff. 1996. Evaluation of the pollution by organochlorinated compounds (polichlorobiphenyls and pesticdes) and metals (Cd, Cr, Cu and Pb) in the water and in the zebra mussel (Dreissena polymorpha Pallas) of the river Seine. Water, Air and Soil Pollut., 88: 371-381.
• [10] Corvi C., S. Khim-Heang, K. Beckervan Slooten, A.M. Stegmueller & J. Taradellas. 1998. Metaux et micropollutants organiques dans les poissons et les moules du Leman. Rapp. Omm. Int. Prot. Eaux Leman contre pollut., Campagne: 103-116.
• [11] De Kock W.C. & C.T. Bowmer. 1993. Bioaccumulation, biological effects, and foot chain transfer of contaminats in the zebra mussel (Dreissena polymorpha). [In:] Nalepa T.F. & Schloesser D.W. (Eds.). Zebra mussel: Biology, Impacts, and Control. Lewis Publishers, CRC Press, Boca Raton, FL: 503-533.
• [12] Doherty F.G., D.W. Evans & E.F. Neuhauser. 1993. An assessment of total and leachable contaminants in zebra mussels (Dreissena polymorpha) from lake Erie. Ecotoxicol. Environ. Safety, 25: 328-340.
• [13] Elder J.F. & J.J. Collins. 1991. Freshwater molluscs as indicators of bioavailability and toxicity of metals in surface-water systems Rev. Environ. Contam. Toxicol., 122: 37-79.
• [14] Giese F. & A. Krüger. 1992. Biomonitoring of organochlorines in surface waters of Berlin and the Lake Stechlin. [In:] Neumann D. & Jenner H.A. (Eds) The zebra mussel Dreissena polymorpha. Ecology, biological monitoring and first application in water quality management. Gustaw Fisher Verlag, Stuttgart: 245-254.
• [15] Gundacker C. 1999. Tissue-specific heavy metal (Cd, Pb, Cu, Zn) deposition in a natural population of the zebra mussel Dreissena polymorpha PALLAS. Chemosphere, 38: 3339-3356.
• [16] Gundacker C. 2000. Comparison ef heavy metal bioaccumulation in freshwater molluscs of urban river habitats in Vienna. Environ. Pollut., 110 (1): 61-71.
• [17] Jaouen A., C. Galap, C. Minier, R. Tutundijan & F. Leboulenger. 2000. Bioaccumulation of pollutants and measures of biomarkers in the Zebra mussel (Dreissena polymorpha) from downstream river Seine. Bulletin de la Societe Zoologique de France, 125 (3): 239-249.
• [18] Johns C. & B.E. Timmerman. 1998. Total cadmium, copper, and zinc in two Dreissenid mussels, Dreissena polymorpha and Dreissena bugensis, at the outflow of Lake Ontario. J. Great Lakes Res., 24 (1): 55-64.
• [19] Jurkiewicz-Karnkowska E. & E. Królak. 1996. Heavy metal concentrations in molluscs from the Zegrzyński Reservoir and the rivers supplying it. Pol. Arch. Hydrobiol., 43 (3): 335-346.
• [20] Jurkiewicz-Karnkowska E. & E. Królak. 1999. Zróżnicowanie międzygatunkowe koncentracji metali ciężkich (Cu, Zn, Mn, Fe, Pb i Cd) w mięczakach ze Zbiornika Zegrzyńskiego. Interspecific differentiation of heavy metal concentrations (Cu, Zn, Mn, Fe, Pb and Cd) in molluscs from the Zegrzyński Reservoir. Chemia i Inżynieria Ekologiczna, 6 (5-6): 485-490 (In Polish, English summary).
• [21] Karbe L., N. Antonacopoulus, C. Schnier. 1975. The influence of water quality on accumulation of heavy metals in aquatic organisms. Verh. Int. Ver. Limnol., 19: 2094-2101.
• [22] Klerks P.L., P.C. Fraleigh & J.E. Lawniczak. 1996. Effects of the zebra mussels (Dreissena polymorpha) on seston levels and sediment deposition in western Lake Erie. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 53 (8): 2284-2291.
• [23] Klerks P.L., P.C. Fraleigh & J.E. Lawniczak. 1997. Effects of the exotic zebra mussels (Dreissena polymorpha) on metal cycling in Lake Erie. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 54 (7): 1630-1638.
• [24] Klerks P.L., P.C. Fraleigh. 1997. Uptake of Nickel and Zinc by the Zebra Mussel Dreissena polymorpha. Arch. Environ. Contam. Toxicol., 32 (2): 191-197.
• [25] Kock W. Chr. & C.T. Bowmer. 1993. Bioaccumulation, biological effects, and food chain transfer of contaminants in the zebra mussel (Dreissena polymorpha). [In:] Nalepa T.F. & Schloesser D.W. [Eds.] Zebra mussel, biology: impacts, and control. Boca Raton Lewis Publ.: 503-533.
• [26] Kraak M.H.S. 1995. Are zebra mussels restricted by toxicant levels in the River Meuse? A review. Netherlands Journal of Aquatic Ecology, 29 (1): 147-150.
• [27] Kraak M.H.S., C.T.H. Scholten, W.H.M. Peeters, W.Chr. De Kock. 1991. Biomonitoring of heavy metals in the western European rivers Rhine and Meuse using the freshwater mussel Dreissena polymorpha. Environ. Pollut., 74: 101-114.
• [28] Kraak M.H.S., D. Lavy, W.H.M. Peeters & C. Davids. 1992. Chronic ecotoxicity of copper and cadmium to zebra mussel (Dreissena polymorpha). Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 23: 363-369.
• [29] Kraak M.H.S., H. Schoon, W.H.M. Peeters & N.M. van Straalen. 1993a. Chronic ecotoxicity of Cu, Zn and Cd to the zebra mussel Dreissena polymorpha. Ecotoxicology and Environmental Safety, 25: 315-327.
• [30] Kraak M.H.S., M. Toussaint, E.A.J. Bleeker & D. Lavy. 1993b. Metal regulation in two species of freshwater bivalves. [In: Dallinger R. & Rainbow P. (Eds.) - Ecotoxicology of Metals in Invertebrates (SETAC Special Publications). Lewis, Chelsea, MI, pp. 175-186.
• [31] Kraak M.H.S., M. Toussaint, D. Lavy & C. Davids. 1994a. Short-term effects of metals on the filtration rate of the zebra mussel Dreissena polymorpha. Environ. Pollut., 84: 139-143.
• [32] Kraak M.H.S., Y.A. Wink, S.C. Stuijfzand, M.C. Buckert- de Jong, Chr. J. de Groot & W. Admiraal. 1994b. Chronic ecotoxicity of Zn and Pb to the zebra mussel Dreissena polymorpha. Aquatic Toxicology, 30 (1): 77-89.
• [33] Kraak M.H.S., Y.A. Wink, S.C. Stuijfzand, M.C. Buckert- de Jong, Chr. J. de Groot & W. Admiraal. 1994c. Chronic ecotoxicity of Zn and Pb to the zebra mussel Dreissena polymorpha. Aquatic Toxicology, 30 (1): 77-89.
• [34] Kraak M.H.S., C. Ainscough, A. Fernádez, P.L.A. van Vlaardingen, P. de Voogt & W.A. Admiraal. 1997a. Short-term and chronic exposure of the zebra mussel (Dreissena polymorpha) to acridine: effects and metabolism. Aquatic Toxicology, 37 (1): 9-20.
• [35] Kraak M.H.S., P. Wijnands, H.A.J. Govers, W. Admiraal & P. De Voogt. 1997b. Structural-based differences in ecotoxicity of benzoquinoline isomers to the zebra mussel (Dreissena polymorpha). Environmental Toxicology and Chemistry, 16 (10): 2158-2163.
• [36] Królak E. 1997. The content of heavy metals in Dreissena polymorpha (Pall.) in lakes Majcz and Inulec, Masurian Lakeland. Pol. Arch. Hydrobiol., 44 (4): 477-486.
• [37] Kwan K.H., H.M. Chan & Y. de Lafontaine. 2003. Metal contamination in zebra mussels (Dreissena polymorpha) along the St. Lawrence River. Environ Monit. Assess., 88 (1-3):193-219.
• [38] LaValle P.D., A. Brooks & V.Chr. Lakhan. 1999. Zebra Mussel wastes and concentrations of heavy metals on Shipwrecks in Western Lake Erie. J. Great Lakes Res., 25: 330-338.
• [39] Leglize L. & C. Crochard. 1987. Verification experimentale du choix de Dreissena polymorpha Pallas (lamelibranche) comme bioindicator de contamination metallique. Nat. Can., 114: 315-323.
• [40] Marquenie J.M. 1981. The freshwater molluscs Dreissena polymorpha as a potential tool for assessing bio-availability of heavy metals in aquatic systems. [In:] Proceedings of the International Conference on Heavy Metals in the Environment, Amsterdam, Netherlands: 409-412.
• [41] Mersch J. & J.C. Pihan. 1993. Simultaneous assessment of environmental impact on condition and trace metal availability in Zebra Mussels Dreissena polymorpha transplanted into the Wiltz River, Luxembourg. Comparison with the aquatic moss. Arch. Environ. Contam. Toxicol., 25: 353-364.
• [42] Mersch J., A. Jeanjean, H. Spor & J.C. Pihan. 1992. The freshwater mussel Dreissena polymorpha as a bioindicator for trace metals, organochlorines and radionuclides. Limnol. Aktuell, 4: 227-244.
• [43] Mersch J., P. Wagner & J.C. Pihan. 1996. Copper in indigenous and transplanted zebra mussels in relation to changing water concentrations and body weight. Environmental Toxicology and Chemistry, 15 (6); 886-893.
• [44] Mills E.L., E.F. Roseman. M. Rutzke, W.H. Gutemann & D.J. Lisk. 1993. Contaminant and nutrient element levels in soft tissues of zebra and quagga mussels from waters of southern lake Ontario. Chemosphere, 27: 1465-1473.
• [45] Piotrowski S. 1994. Geochemia wybranych elelmentów ekosystemu jeziora Dąbie. Maszynopis (praca doktorska), Arch. ING UWr, Wrocław.
• [46] Piotrowski S. 2003a. Heavy metals in water and bottom sediments of the Odra river estuary and selected lakes of west Pomerania (north-west Poland). Limnological Review, 3: 181-188.
• [47] Piotrowski S. 2003b. Wpływ toksyczności metali ciężkich w osadach dennych estuarium Odry i wybranych jezior Pomorza Zachodniego na organizmy bentoniczne. Heavy metal toxicity to benthic organisms in bottom sediments of River Odra Estuary and selected Western Pomeranian lakes. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria: Górnictwo, 256: 185-192.
• [48] Piotrowski S. 2006. Zależność koncentracji metali ciężkich i węgla organicznego w muszlach mięczaków słodkowodnych: Lymnaea peregra (O.F. Müller, 1774), Lymanea stagnalis (L.) i Dreissena polymorpha (Pallas, 1771) od ich wielkości. Correlation of concentration of heavy metals and organic carbon in shells freshwater mollusks Lymnaea peregra (O.F. Müller, 1774), Lymanea stagnalis (L.) and Dreissena polymorpha (Pallas, 1771) with their size. Przegląd Geologiczny, 54 (6): 501-508.
• [49] Piotrowski S. 2007. Zawartość metali ciężkich (Cu, Zn, Pb, Co, Cd, Hg) w wybranych elementach ekosystemu estuarium Odry. The contents of heavy metals (Cu, Zn, Pb, Co, Cd, Hg) accumulated in selected components of the Odra River Estuary ecosystem. Przegląd Geologiczny, 55 (6): 493-497.
• [50] Piotrowski S. 2009. Stopień akumulacji metali w tkankach miękkich mięczaków ujścia Odry i wybranych jezior Pomorza Zachodniego. Gospodarka Wodna, Nr 1: 34-38.
• [51] Piotrowski S. 2010a. Viviparus viviparus (L.) jako organizm wskaźnikowy odzwierciedlający poziom metali ciężkich w wodzie i osadach dennych. Gospodarka Wodna, Nr 4: 163-170.
• [52] Piotrowski S. 2010b. Relacje pomiędzy koncentracjami metali ciężkich w tkankach miękkich mięczaków słodkowodnych a stężeniami tych metali w wodzie i osadach dennych w obszarze estuarium Odry i wybranych jezior Pomorza Zachodniego. Gospodarka Wodna, 11: 454-468.
• [53] Piotrowski S. 2010c. Przydatność Anodonta anatina (L.) jako organizmu wskaźnikowego odzwierciedlającego obecność metali ciężkich (Cu, Zn, Pb, Co, Cd, Hg) w wodzie i osadach dennych. Inżynieria i Ochrona Środowiska, T. 13, Nr 4: 259-277.
• [54] Piotrowski S. W druku. Zastosowanie mięczaków słodkowodnych jako biowskaźników zanieczyszczenia środowiska wodnego metalami ciężkimi (Cu, Zn, Pb, Co, Cd, Hg). The application of freshwater molluscs as bioindicators of contamination of water environment with heavy metals (Cu, Zn, Pb, Co, Cd, Hg). Inżynieria i Ochrona Środowiska.
• [55] Piotrowski S. & A. Wiertlewska. 1999. Koncentracje metali ciężkich (Cu, Pb, Zn, Co, Cd, Hg) w muszlach mięczaków słodkowodnych z Roztoki Odrzańskiej. [in:] XV Krajowe Seminarium Malakologiczne. Łódź: 49-50.
• [56] Salazar M.H. & S.M. Salazar. 1996. Using caged bivalves for environmental effects monitoring at pulp and paper mills: rationale and historical perspective. [in] Proceedings 23rd Aquatic Toxicity Workshop: Tools for Ecological Risk Assessment, October 7-9, 1996: Calgary, Alberta. Edited by J.S. Goudey, M.D. Treissman and A.J. Nimmi: 129-136.
• [57] Salazar M.H. & S.M. Salazar. 1997. Using caged bivalves to characterize exposure and effects associated with pulp and paper mill effluents. Water Science and Technology, 35 (2-3): 213-220.
• [58] Salazar M.H. 1997. Critical evaluation of bivalve molluscs as a biomonitoring tool for the mining industry in Canada. [in] Stewart & Malley: Technical Evaluation of Molluscs as a biomonitoring Tool for the Canadian Mining Industry. CANMETAquatic Effects Technology Evaluation (AETE) Program, Project 2.3.1., Part II: 164-248.
• [59] Secor C.L., E.L. Mills. J. Harshberger, H.T. Kuntz, W.H. Gutenmann & D.J. Lisk. 1993. Bioaccumulation of toxicants, element and nutrient composition, and soft tissue histology of zebra mussels (Dreissena polymorpha) from New York state Waters. Chemosphere, 26: 1559-1575.
• [60] Stäb J.A., M. Frenay, I.L. Freriks & U.A.T. Brinkman, W.P. Cofino. 1995. Survey of nine organotin compounds in the Netherlands using the zebra mussel (Dreissena polymorpha) as biomonitor. Environ. Toxicol. Chemi., 14: 2023-2032.
• [61] Van Hattum B., K. Timmermans & H.A. Govers. 1991. Abiotic and biotic factors influencing in situ trace metal levels in macroinvertebrates in freshwater ecosystems. Environ. Toxicol. Chem., 10: 175-292.
• [62] Velde G., K. Hermus, M. Gaag & H. Jenner. 1992. Cadmium, zinc, and copper in the body, byssus and shell of the Mytilopsis leucophaeta and Dreissena polymorpha. Limnol. Aktuel., 4: 213-226.
• [63] Wiesner L., B. Gunther & C. Fenske. 2001. Temporal and spatial variability in the heavy metal content of Dreissena polymorpha (Pallas) (Mollusca: Bivalvia) from the Kleines Haff (northeastern Germany). Hydrobiologia, 443(1-3): 137-145.