Определение тяжелых металлов в мидии Mytilus galloprovincialis Lamarck методом ИСП-АЭС

Abstract

This paper considers analytical aspects that need to be solved when studying the distribution of heavy metals in mollusks that can be used as bioindicators of the aquatic ecosystem pollution. Bivalve Mytilus galloprovincalis Lamarck mollusks of various age groups picked from the mussel collectors located in the Inal Bay (the Black Sea) at distances of 10 and 500 m from the coastal zone were selected as the objects of the analysis. The advantages and disadvantages of the acid mineralization methods, dry ashing and microwave mineralization of the samples were considered to ensure the complete removal of all organic components of the sample, the consistency of the analytes content, and their translation into a form suitable for the subsequent spectral analysis. The operational characteristics of an ICP spectrometer (the flow rates of argon and the feed of the solution to be analyzed into a high-temperature plasma zone, the power of a high-frequency generator) as well as the influence of micro- and macro-components on the analytical signals of the elements were studied, and the conditions for the determination of heavy metals (As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Ni, Pb, V, Sr, Zn, Mn) by the ICP-AES method in the Black Sea mussels were optimized. The distribution of heavy metals in soft and skeletal tissues of the mussels depending on their age and their habitat was examined. It was concluded that the mussels from the Black Sea accumulate Fe, Zn, Sr to a greater extent than the other metals. The distribution of metals in the mussels’ bodies of different size-age groups indicates a decrease in the concentration of most elements in their shells with an increase in the age of the organism with the exception of V, Sr, and Fe. The content of Mn, Cu decreases in the soft tissues with the increasing mollusk size, and the content of Zn, Co, Cd, As increases with the age of the animal.

В работе рассмотрены аналитические аспекты, требующие решения при изучении распределения тяжелых металлов, которые могут быть использованы как биоиндикаторы загрязнения водной экосистемы, в моллюсках. В качестве объекта анализа выбраны двустворчатые моллюски мидия Mytilus galloprovincialis Lamarck различных возрастных групп, отобранные с коллекторов, расположенных в бухте Инал (Черное море), установленных на расстоянии 10 и 500 м от береговой зоны. Рассмотрены достоинства и недостатки методов сухого озоления, т радиционной кислотной минерализации и СВЧ-минерализации проб, которые должны обеспечить полное удаление всех органических компонентов образца, постоянство содержания аналитов, а также перевод их в форму, подходящую для последующего спектрального анализа. Изучены операционные характеристики спектрометра с индуктивно связанной плазмой (скорости потоков аргона и подачи анализируемого раствора в высокотемпературную зону плазмы, мощность высокочастотного генератора), а также влияние микро- и макрокомпонентов на аналитические сигналы элементов и оптимизированы условия определения тяжелых металлов (As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Ni, Pb, V, Sr, Zn и Mn) методом АЭС-ИСП в черноморской мидии. Изучено распределение тяжелых металлов в мягких и скелетных тканях моллюсков в зависимости от их возраста и места обитания. Сделан вывод, что мидия в Черном море накапливает Fe, Zn, Sr в более значительной степени, чем другие металлы. Распределение металлов в тканях моллюсков разных размерно-возрастных групп показывает на снижение концентраций большинства элементов, за исключением V, Sr и Fe, в раковинах с увеличением возраста особи. С увеличением размеров моллюсков в мягких тканях снижается содержание Mn, Cu, а с увеличением возраста животных содержание Zn, Co, Cd, As в их тканях возрастает.