The role of algae macrophyte in bioremediation of petroleum products of the Kola Bay of the Barents Sea
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Google Scholar
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Abstract
The contribution of macroalgae to the removal process of diesel fuel from the Kola Bay of the Barents Sea was estimated. The calculations were based on the results of: 1) recent expeditionary observations of the reserves, spreading, and biomass of algae macrophyte of the phyla Chlorophyta and Rhodophyta, as well as the class Phaeophyceae of the phylum Ochrophyta, inhabiting three bay areas; 2) laboratory research of the ability of macroalgae Ascophyllum nodosum, Fucus vesiculosus, F. distichus, F. serratus, Saccharina latissima, Palmaria palmata, and Ulvaria obscura to neutralize the toxic effect of diesel fuel. As shown, the total contribution of the algae studied into bioremediation of diesel fuel in the bay was of 312 kg·day−1. The differences in the absorption capacity of algae macrophyte were revealed. This process was most efficiently carried out by S. latissima; the minimum efficiency of participation in bioremediation was determined for U. obscura. It was concluded that the existing littoral and sublittoral thickets of marine macroalgae of the Kola Bay can be considered as the key element in the implementation of the preventive, daily cleaning of coastal water from the petroleum products. The inclusion in the calculations of data on the ability of other representatives of the bay phytobenthos to neutralize diesel fuel may increase the role of algae macrophyte in cleaning the coastal marine areas from the petroleum products. As concluded, the thickets of brown algae can be considered as the key component of repair and homeostasis in coastal ecosystems. The destruction of even a part of algae natural communities can change the ecosystem balance.
Authors
References
Воскобойников Г. М., Ильинский В. В., Лопушанская Е. М., Макаров М. В., Пуговкин Д. В., Рыжик И. В., Ляймер А. В., Йенсен Д. Б. Санитарная водорослевая плантация для очистки прибрежных акваторий от нефтепродуктов: от теории к практике // Вопросы современной альгологии. 2017. № 3 (15). С. 160–186. [Voskoboinikov G. M., Il’inskii V. V., Lopushanskaya E. M., Makarov M. V., Pugovkin D. V., Ryzhik I. V., Lyaimer A. V., Iensen D. B. Sanitary algae plantation for the bioremediation of coastal waters from oil: From theory to practice. Voprosy sovremennoi al’gologii, 2017, no. 3 (15), pp. 160–186. (in Russ.)]
Воскобойников Г. М., Матишов Г. Г., Метелькова Л. О., Жаковская З. А., Лопушанская Е. М. Об участии зелёной водоросли Ulvaria obscura в биоремедиации морской среды от нефтепродуктов // Доклады РАН. 2018. Т. 481, № 1. С. 111–113. [Voskoboinikov G. M., Matishov G. G., Metel’kova L. O., Zhakovskaya Z. A., Lopushanskaya E. M. The participating of the green algae Ulvaria obscura in the bioremediation of the sea water from oil product. Doklady RAN, 2018, vol. 481, no. 1, pp. 111–113. (in Russ.)]. https://doi.org/10.31857/S086956520000064-3
Воскобойников Г. М., Рыжик И. В., Салахов Д. О., Метелькова Л. О., Жаковская З. А., Лопушанская Е. М. Поглощение и преобразование дизельного топлива водорослью Palmaria palmata (Linnaeus) F. Weber et D. Mohr, 1805 (Rhodophyta) и её возможная роль в биоремедиации морской воды // Биология моря. 2020. Т. 46, № 2. С. 135–141. [Voskoboinikov G. M., Ryzhik I. V., Salakhov D. O., Metelkova L. O., Zhakovskaya Z. A., Lopushanskaya E. M. Absorption and conversion of diesel fuel by the red alga Palmaria palmata (Linnaeus) F. Weber et D. Mohr, 1805 (Rhodophyta): The potential role of alga in bioremediation of sea water. Biologiya morya, 2020, vol. 46, no. 2, pp. 135–141. (in Russ.)]. https://doi.org/10.31857/S0134347520020102
Ильинский В. В. Бактериопланктон поверхностных вод Центральной Арктики в период календарной весны // Микробиология. 1995. Т. 64, № 5. С. 696–704. [Il’inskii V. V. Bakterioplankton poverkhnostnykh vod Tsentral’noi Arktiki v period kalendarnoi vesny. Mikrobiologiya, 1995, vol. 64, no. 5, pp. 696–704. (in Russ.)]
Кольский залив и нефть: биота, карты уязвимости, загрязнение / под ред. А. А. Шавыкина ; ММБИ КНЦ РАН. Санкт-Петербург : Реноме, 2018. 520 с. [Kola Bay and Oil: Biota, Vulnerability Maps, Pollution / A. A. Shavykin (Ed.) ; MMBI KNTs RAN. Saint Petersburg : Renome, 2018, 520 p. (in Russ.)]. https://doi.org/10.25990/renomespb.w0pj-zq52
Макаров В. Н. Сырьевые ресурсы промысловых водорослей // Промысловые и перспективные для использования водоросли и беспозвоночные Баренцева и Белого морей. Апатиты : Изд-во КНЦ, 1998. С. 257–272. [Makarov V. N. Seaweed resources. In: Promyslovye i perspektivnye dlya ispol’zovaniya vodorosli i bespozvonochnye Baretseva i Belogo morei. Apatity : Izd-vo KNTs, 1998, pp. 257–272. (in Russ.)]
Миронов О. Г. Взаимодействие организмов с нефтяными углеводородами. Ленинград : Гидрометеоиздат, 1985. 127 с. [Mironov O. G. Vzaimodeistvie organizmov s neftyanymi uglevodorodami. Leningrad : Gidrometeoizdat, 1985, 127 p. (in Russ.)]
Патин С. А. Нефть и экология континентального шельфа : в 2 т. 2-е изд., переработанное и дополненное. Т. 1: Морской нефтегазовый комплекс: состояние, перспективы, факторы воздействия. Москва : Изд-во ВНИРО, 2017a. 326 с. [Patin S. A. Oil and Continental Shelf Ecology : in 2 vols. 2nd ed., revised and extended. Vol. 1: Offshore Oil and Gas Industry: Actual Situation, Prospects, Factors of Impact. Moscow : VNIRO Publ., 2017a, 326 p. (in Russ.)]
Патин С. А. Нефть и экология континентального шельфа : в 2 т. 2-е изд., переработанное и дополненное. Т. 2: Экологические последствия, мониторинг и регулирование при освоении углеводородных ресурсов шельфа. Москва : Изд-во ВНИРО, 2017b. 284 с. [Patin S. A. Oil and Continental Shelf Ecology : in 2 vols. 2nd ed., revised and extended. Vol. 2: Environmental Consequences, Monitoring and Regulation of the Offshore Oil and Gas Development. Moscow : VNIRO Publ., 2017b, 284 p. (in Russ.)]
Пельтихина Т. С. Ламинариевые водоросли Баренцева моря и их рациональное использование. Мурманск : Изд-во ПИНРО, 2005. 122 с. [Peltikhina T. S. Laminarievye vodorosli Barentseva morya i ikh ratsional’noe ispol’zovanie. Murmansk : Izd-vo PINRO, 2005, 122 p. (in Russ.)]
Перетрухина И. В., Ильинский В. В., Литвинова М. Ю. Определение скоростей биодеградации нефтяных углеводородов в воде литорали Кольского залива // Труды Мурманского государственного технического университета «Вестник МГТУ». 2006. Т. 9, № 5. С. 830–835. [Peretrukhina I. V., Il’inskii V. V., Litvinova M. Yu. Opredelenie skorostei biodegradatsii neftyanykh uglevodorodov v vode litorali Kol’skogo zaliva. Trudy Murmanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta “Vestnik MGTU”, 2006, vol. 9, no. 5, pp. 830–835. (in Russ.)]
Семенова Е. В., Шлыкова Д. С., Семенов А. М., Иванов М. Н., Шеляков О. В., Нетрусов А. И. Бактерии-эпифиты бурых водорослей в утилизации нефти в экосистемах северных морей // Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2009. № 3. С. 18–22. [Semenova E. V., Shlykova D. S., Semenov A. M., Ivanov M. N., Shelyakov O. V., Netrusov A. I. Bacteria-epiphytes of brown macro alga in oil utilization in north sea ecosystems. Moscow University Biological Sciences Bulletin, 2009, vol. 64, no. 3, pp. 107–110. (in Russ.)]
Степаньян О. В., Воскобойников Г. М. Влияние нефти и нефтепродуктов на морфофункциональные особенности морских макроводорослей // Биология моря. 2006. Т. 32, № 4. С. 241–248. [Stepanyan O. V., Voskoboinikov G. M. The effects of oil and oil products on the morphofunctional characteristics of marine macroalgae. Biologiya morya, 2006, vol. 32, no. 4, pp. 241–248. (in Russ.)]. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.2274.9607
Atlas R. M. Microorganisms and petroleum pollutants. BioScience, 1978, vol. 28, iss. 6, pp. 387–391. https://doi.org/10.2307/1307454
Pilatti F., Ramlov F., Schmidt E., Kreusch M., Pereira D., Costa Ch., de Oliveira E., Bauer Cl., Rocha M., Bouzon Z., Maraschin M. In vitro exposure of Ulva lactuca Linnaeus (Chlorophyta) to gasoline – Biochemical and morphological alterations. Chemosphere, 2016, vol. 156, pp. 428–437. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.04.126
Pugovkin D. V., Liaimer A., Jensen J. B. Epiphytic bacterial communities of the alga Fucus vesiculosus in oil-contaminated water areas of the Barents Sea. Doklady Biological Science, 2016, vol. 471, pp. 269–271. https://doi.org/10.1134/S0012496616060053
Ryzhik I., Pugovkin D., Makarov M., Roleda M. Y., Basova L., Voskoboynikov G. Tolerance of Fucus vesiculosus exposed to diesel water-accommodated fraction (WAF) and degradation of hydrocarbons by the associated bacteria. Environmental Pollution, 2019, vol. 254 (Pt. B), art. no. 113072. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113072
Wrabel M. L., Peckol P. Effects of bioremediation on toxicity and chemical composition of No. 2 fuel oil: Growth responses of the brown alga Fucus vesiculosus. Marine Pollution Bulletin, 2000, vol. 40, iss. 2, pp. 135–139. http://dx.doi.org/10.1016/S0025-326X(99)00181-2