Специалисты ИПЭЭ РАН при помощи коллег биофака МГУ им. Ломоносова разработали надежный способ для выявления действующих источников загрязнения окружающей среды такими суперэкотоксикантами, как диоксины, основанный на использовании биологических особенностей видов насекомоядных и грызунов, населяющих в том числе загрязненные человеком биотопы.
Диоксины – полихлорированные дибензо-пара-диоксины и дибензофураны (ПХДД/Ф) и диоксиноподобные полихлорированные бифенилы (ПХБ) – стойкие органические загрязнители, выявление источников их эмиссии, которыми могут быть, например, необорудованные хранилища отходов – трудоемкая и дорогостоящая, но необходимая задача охраны окружающей среды. Ее выполнение затруднено, во-первых, множеством путей распространения этих загрязнителей от потенциальных источников – через воды, почвы, воздух, во-вторых, их фоновым присутствием вследствие загрязнения в предыдущие периоды и/или глобального переноса из отдаленных мест.
В решении этой задачи могут помочь уникальные лесные зверьки – насекомоядные землеройки (отряд Eulipotyphla, семейство Soricidae), в первую очередь – обычный обитатель лесных биоценозов на всей Европейской территории, многочисленная обыкновенная бурозубка (Sorex araneus, L. 1758). Длина тела ее взрослых особей около 8 см, вес не более 13 г, однако эти маленькие хищники за сутки съедают вдвое больше, чем весят сами, добывая в основном беспозвоночных, но также все другие доступные им животные корма – падаль и детенышей мышевидных грызунов, мелких земноводных. Отметим, что в кариотипе S. araneus может быть представлено от 20 до 33 хромосом за счет разных комбинаций слияния хромосомных плеч 12-ти аутосом – т. н. вариабельной части, что сделало этот вид модельным объектом для популяционных генетических исследований. Обыкновенная бурозубка – основной потребитель почвенных насекомых в лесах и лесопарках Москвы и области, но помимо нее, в толще лесной подстилки и травяного покрова охотятся другие землеройки. В живоловки здесь иногда попадают более мелкие малая бурозубка (S. minutus, L. 1766), и представитель другого рода, практически синантропная малая белозубка (Crocidura suaveolens, Pallas 1811) (на фото).
Оказалось, что пробы из особей этих видов могут служить наилучшим показателем загрязнения среды диоксиноподобными экотоксикантами. Дело в том, что токсичность этих веществ для биоты и человека связана с их способностью к биоаккумуляции и вмешательству, даже в следовых количествах, в жизненно важные процессы организма, соответственно, наиболее значимо их содержание в тканях дикоживущих мелких млекопитающих. Способ питания землероек и состав используемых ими кормов обусловливает максимальное накопление диоксинов в организме, и отражает поступление загрязнителей через выделяемый источниками их эмиссии фильтрат, по пути - грунтовые воды, почва, почвенные насекомые, хищник. Использование в исследовании помимо насекомоядного вида представителя таксона с другим типом питания, растительноядного грызуна, позволяет лучше отразить осаждение загрязнителей на зеленых частях растений вследствие воздушного переноса. Сочетание в биомониторинге насекомоядного и растительноядного видов учитывает разные пути поступления экотоксикантов в организм млекопитающих и представляет интегральный индикатор загрязнения среды.
Чтобы дифференцировать фоновое загрязнение и вклад источника, отбор проб следует проводить вблизи и на значительном (10-50 км) удалении от него, для полного исключения его влияния. Превышение концентраций экотоксикантов в пробах особей, отловленных вблизи исследуемого объекта, над фоновыми значениями, полученными при их отлове на удалении, в условно-чистом районе, указывает на влияние источника. Определение ПХДД/Ф и ПХБ проводят, после соответствующей подготовки проб, методом хромато-масс-спектрометрии высокого разрешения.
В качестве примера приводим исследование всего 8-ми проб – по две из особей каждого вида (насекомоядной обыкновенной бурозубки S. araneus и растительноядной рыжей полевки Cl. glareolus), отловленных в двух локациях Московской области – вблизи потенциального локального источника эмиссии экотоксикантов (свалка) и на расстоянии около 50 км от него, в природном заказнике (Звенигородская биологическая станция им. С.Н. Скадовского, ЗБС МГУ).
Во всех пробах рыжей полевки и обыкновенной бурозубки обнаружили диоксины, причем значения суммарного эквивалента их токсичности (WHO-TEQ2005) в пробах бурозубки более чем в 10 раз превысило таковые в пробах полевки (Табл.), что по-видимому, отразило разный состав кормов, используемый этими видами.
Показатели содержания диоксинов в пробах животных, отловленных вблизи свалки, для обоих видов почти в три раза превысили фоновые значения, что свидетельствует о вкладе данного источника в загрязнение среды, при этом превышение концентраций в пробах бурозубки в первую очередь указывает на водный (фильтрат-грунтовые воды, почвенные насекомые), а зеленояда рыжей полевки на воздушный (осаждение на зеленых частях растений) пути распространения загрязнителей. Землеройка-бурозубка оказалась наилучшим индикатором при выявлении эмиссии этих экотоксикантов.
Предложенный способ, основанный на сочетании в биомониторинге растительноядных и насекомоядных видов мелких млекопитающих из двух локаций, позволил при минимальном числе проб получить надежный градиент значений концентраций диоксинов в пробах, не только обнаружить вклад локального источника, но указать пути распространения этих загрязнителей, что дает необходимую информацию при анализе состояния экосистем и оценке экологических рисков. (Эвтаназия животных проводилась гуманным методом в соответствии с требованиями ст. 6 и прил. IV Директивы 2010/63/ ЕС.)
