Vēzīši palīdz noteikt vides piesārņojumu

Mazie vēzīši jeb sānpeldes, kuru izpēte rāda jūras ūdens piesārņojumu ar kaitīgām vielām. Foto - Evita Strode, Latvijas Hidroekoloģijas institūts
Evita Strode

Bieži izskan apgalvojums – lai gan Baltijas jūra ir jaunākā uz mūsu planētas, tā ir viena no piesārņotākajām pasaulē. Lēnā ūdens apmaiņa ir viens no iemesliem, kādēļ seklā iekšzemes jūra ir sevišķi jutīga pret piesārņojumu.

Ne vienmēr tikai ķīmiskās analīzes spēj parādīt jūras piesārņojuma līmeni. Tādēļ pašlaik notiek jaunu agrīnās brīdināšanas sistēmu izstrāde, tostarp pētot sīku vēzīšu attīstību.

Traucē ekosistēmām

Tikai viens vai otrs vides kvalitātes vērtēšanas radītājs neļauj paraudzīties uz ainu kopumā. Videi bīstamām vielām svarīgas ir īpašības, kas traucē ekosistēmu funkcionēšanu. Tās nenoārdās, un to koncentrācija vidē laika gaitā pieaug, uzkrājoties dzīvnieku taukaudos. Kaitīgās vielas var nokļūt cilvēka barības ķēdē, izraisot smagas sekas, tajā skaitā atstājot ietekmi nākamajās paaudzēs.

Mūsdienās aktualizēta tēma par piekrastes piesārņojumu, kur ūdenī mākslīgie polimēri no cigarešu izsmēķiem, plastmasas maisiņi, zvejnieku virves, kas sadaloties rada potenciāli toksisku mikroplastmasas piesārņojuma apdraudējumu gan ūdenī, gan jūras organismiem.

Trūkst standartu

Lielākoties vidē bīstamo vielu klātbūtni konstatē ar ķīmiskām metodēm, nosakot kaitīgo savienojumu koncentrāciju. Potenciāli bīstamās vielas var atstāt nelabvēlīgu ietekmi uz vidi – pasliktināt organismu vispārējo stāvokli, novājināt vairošanās sistēmu un pārvietoties pa barības ķēdi augstākajos trofiskajos līmeņos jeb zivīs, pat pārsniedzot pieļaujamo koncentrāciju.

Tomēr ķīmiskās analīzes ne vienmēr pilnībā ataino ūdenī esošo vielu ekoloģisko bīstamību. Pieaugošā piesārņojuma un tā komplicētā ķīmiskā sastāva dēļ arvien sarežģītāk ir konstatēt konkrēta piesārņotāja klātbūtni paraugā. Videi bīstamo vielu sarakstā uzskaitīti vairāk nekā 33 ķīmiskie savienojumi, no kuriem daļai pat nav izstrādāti vides kvalitātes standarti. Ja arī paraugā konstatētu visu bīstamo savienojumu koncentrāciju, nav zināms, vai un kura viela atstāj nelabvēlīgu ietekmi uz organismu. Mēs to varam salīdzināt ar adatu meklēšanu siena kaudzē, jo jāsaprot, kāds piesārņotājs jāatrod.

Ekotoksikoloģija sniedz atbildes

Ņemot vērā ķīmiskā piesārņojuma arvien pieaugošos apmērus un komplicētību, pārbaudes metodes kļūst dārgākas un maz efektīvākas. Hidroekosistēmas un to vielu mijiedarbība ir sarežģīta, tādēļ ieteicams eksperimentālā ceļā izvērtēt piesārņojuma potenciālo bioloģisko iedarbību. Piemēram, ekotoksikoloģiskie pētījumi sniedz atbildi par konkrēta piesārņotāja radīto kaitīgo ietekmi uz ūdens organismiem un to reprodukcijas kvalitāti, kas ļauj prognozēt un piedāvāt risinājumus, izstrādāt vides kvalitātes standartus nelabvēlīgās ietekmes likvidēšanai nākotnē.

Potenciālā piesārņojuma ietekmi uz bioloģiskajiem resursiem var konstatēt, izmantojot selektīvas biomarķēšanas metodes, sauktas par agrīnās brīdināšanas sistēmām. Organismos oksidēšanās – reducēšanas procesā iesaistīto enzīmu aktivitātes un antioksidantu sistēmas biomarķieri kalpo par agrīniem stresa indikatoriem, kas uzrāda organisma novirzes no normāla funkcionālā stāvokļa – var veidoties izmaiņas molekulu struktūrā un orgānu darbībā, var būt traucēta reprodukcija un izdzīvošana. Tā ar inovatīvām metodēm var novērtēt vides stāvokli, nosakot potenciāli piesārņojošo vielu bioloģisko ietekmi uz ūdens organismiem un to nākamās paaudzes attīstības kvalitāti.

Kā reaģē organismi

Piesārņojoša ir jebkura viela, kas nokļūst vidē cilvēka darbības vai dabisku procesu rezultātā un kurai ir kaitīga iedarbība uz dzīvajiem organismiem. Lai novērtētu vides piesārņojuma izraisīto organismu atbildes reakciju, tiek meklētas jaunas pieejas un metodes vides kvalitātes noteikšanai, jo negatīvas sekas uz organismu dabiskajā vidē rada dažādu ķimikāliju piesārņojuma komplekss. Konkrēta vai nezināma piesārņotāja iedarbību uz organismu varam konstatēt laboratoriskos pētījumos un ekotoksikoloģiskos testus.

Akūta toksiska īslaicīga iedarbība ir viegli identificējama, jo akūtie testi parasti beidzas ar letālu iznākumu. Hroniski jeb ilglaicīgi testi nedod priekšstatu par toksikantu patieso iedarbību organisma dzīves cikla laikā, novērojot tā attīstību, reproduktīvās funkcijas, izdzīvošanu utt. Konstatējot bioloģiskās daudzveidības vai populācijas samazināšanos dabiskā vidē, var spriest par nelabvēlīgu apstākļu ietekmi. Tieši sugu dažādība ir tā, kas ļauj katrai ekosistēmai saglabāties. Ja kāda suga no ekosistēmas pazūd, var būt apdraudēts ekosistēmas veselums.

Mazie indikatori

Pat maza organisma vairošanās kvalitāte norāda uz nelabvēlīgiem vides apstākļiem. Cilvēkam galvenie veselīga organisma attīstības faktori ir labvēlīgi vides apstākļi, veselīgs uzturs un dzīvesveids. Arī dabā organismiem nepieciešami labi apstākļi kvalitatīvai nākamās paaudzes attīstībai bez nevajadzīga stresa un piesārņojuma. Agrīnās brīdināšanas metodes reprodukcijas traucējumiem ūdens ekosistēmas vides kvalitātes noteikšanai Latvijas teritoriālajos ūdeņos nav izmantotas galvenokārt nepietiekamas aprobācijas dēļ.

Pašlaik Latvijā PostDoc granta finansējums Eiropas Reģionālās attīstības fonda projektā 1.1.1.2/16/I/001, pētniecības pieteikuma Nr. 1.1.1.2/VIAA/3/19/465, nodrošina jaunas metodoloģijas ieviešanu un izstrādi, lai noskaidrotu robežvērtības vides kvalitātes stāvokļa novērtēšanai Rīgas līcī, nosakot potenciālā piesārņojuma izraisītos bioloģiskos efektus uz organismu.

Latvijas Hidroekoloģijas institūtā tiek attīstītas dažādas agrīnās brīdināšanas metodes, kā testorganismus izmantojot Rīgas līcī sedimentos un piekrastē mītošās sānpeldes – pārsvarā tie ir sīki vēzīši ar plānu čaulu un no sāniem saplacinātu ķermeni. Papildus dabā ievāktajiem organismiem laboratorijā notiek ekotoksikoloģiski pētījumi, lai noskaidrotu konkrētu ķimikāliju izraisītos bioloģiskos efektus organismu attīstībā, novērtējot ilglaicīgu atbildes reakciju – izdzīvošana, reprodukcijas kvalitāte jeb olu attīstība un daudzums, kā arī šūnu līmeņa ķīmiskās reakcijas.

Upju grīvas un ostas

Pirmie secinājumi liecina, ka Rīgas līcī dziļūdens sānpeldēm olu attīstības kvalitāte pārsvarā ir labas vides kvalitātes robežās, kas norāda zemāku piesārņojuma līmeni nekā citās Baltijas jūras daļās. Arī piekrastē mītošajām sānpeldēm olu attīstības traucējumi nav novēroti bieži, liecinot par labu vides kvalitāti. Pētījuma dati vēl tiek apstrādāti, jo olu kvalitātei populācijā bija redzama sezonāla ietekme, konstatējot ietekmētu olu īpatsvara pieaugumu rudens periodā.

Iegūtie rezultāti būs pamats turpmākiem pētījumiem, bioloģisko efektu konstatēšanai dažādu piesārņotāju ietekmes novērtēšanai. Tie rāda, ka piesārņojošo vielu avots Rīgas līcī ir upju grīvas un ostu rajoni, kā arī kuģu ceļš Irbes šaurumā, liecinot par saistību starp mainītu reakcijas aktivitāti enzīmu līmenī un reproduktīvajiem traucējumiem sānpeldēs.

Evita Strode, Dr. biol., ir Latvijas Hidroekoloģijas institūta pētniece.

Pagaidām nav neviena komentāra

Saņem svarīgākās ziņas katru darba dienas rītu