Εκτίμηση της ποιότητας του παράκτιου θαλάσσιου περιβάλλοντος σε σχέση με τα στοιχεία Cd, Cu, Cr, Ni, Zn, Fe, Mn μέσω του βενθικού οργανισμού Mytilus galloprovincialis

Abstract

Seawater samples and mussels Mytilus galloprovincialis were collected during an annual cycle from three coastal sites in Elefsis bay (Saronikos gulf) along a metal pollution gradient. Two sampling sites were chosen inside the musselfarm area of the Thermaikos gulf (west coast). Suspended particulate matter (SPM), chlorophyll α (Chl α), particulate organic carbon (POC) and Cd, Cu, Cr, Ni, Zn, Fe and Mn concentrations (dissolved and particulate) were determined in the water samples.Metal concentrations of the same metals were determined in the mussel whole soft tissue. Metallothioneins (MTs) level was estimated in the digestive gland of the mussels collected in Elefsis bay. Differences in SPM, Chl α, POC concentrations, temperature and salinity were negligible among sampling sites in Elefsis bay. Meanwhile the above environmental parameters (ecxept salinity) were higher in Thermaikos gulf and considered responsible for the better physiological condition of the mussels compared with the individuals from the natural populations of Elefsis bay. In Thermaikos gulf 1/5 of the POC was Chl α while the correspond ratio for Elefsis bay was 1/21. Because of thelimited nutrition value of the SPM in Elefsis bay, it is possible that mussels were exposed to greater metal load due to slow and more effective digestion of their potential food. The spatial variation in metal bioaccumulation and the MTs induction was in agreement to metal concentrations in the water. Maximun mussel metal and MTs concentrations were recorded during the cold period of the year, while body weight and flesh condition index (FCI) were inversely related to mussel metal concentrations. The stability of the temporal pattern of biological parameters (metal bioaccumulation, MTs induction, FCI) was attributed to mussel reproduction and growth variability during an annual cycle.

Δείγματα νερού και μυδιών Mytilus galloprovincialis συλλέχθηκαν μηνιαία από τρεις παράκτιες περιοχές στον κόλπο της Ελευσίνας (Σαρωνικός κόλπος) και από δυο περιοχές στο Θερμαϊκό κόλπο στη διάρκεια ενός έτους. Στα δείγματα του νερού προσδιορίσθηκαν οι συγκεντρώσεις του αιωρούμενου υλικού (SPM), της βιομάζας του φυτοπλαγκτού (ως Chl α), του σωματιδιακού οργανικού άνθρακα (POC) και οι συγκεντρώσεις Cd, Cu, Cr, Ni, Zn, Fe και Mn (στη διαλυτή φάση και τα αιωρούμενα σωματίδια). Οι συγκεντρώσεις των παραπάνω μετάλλων προσδιορίσθηκαν και στοσώμα των μυδιών. Για το ίδιο χρονικό διάστημα στους σταθμούς του κόλπου της Ελευσίνας προσδιορίσθηκαν οι συγκεντρώσεις των μεταλλοθειονινών (MTs) σε δείγματα του πεπτικού αδένα των μυδιών, ανά δίμηνο. Οι δυο περιοχές διαφέρουν σε σχέση με τις περιβαλλοντικές παραμέτρους που προσδιορίσθηκαν. Οι συγκεντρώσεις SPM, Chl α, POC είναι υψηλότερες στους σταθμούς του Θερμαϊκού κόλπου και σε αυτό αποδίδεται η καλύτερη φυσιολογική κατάσταση των μυδιών σε σχέση με τα μύδια από τους φυσικούς πληθυσμούς του κόλπου της Ελευσίνας. Κατά μέσο όρο, το 1/5 του POC στο Θερμαϊκό είναι Chl α ενώ η αντίστοιχη αναλογία στον κόλπο της Ελευσίνας είναι 1/21. Η μικρή θρεπτική αξία της τροφής στον κόλπο της Ελευσίνας μαζί με το υψηλό μεταλλικό της περιεχόμενο εκθέτει τα μύδια σε μεγαλύτερο μεταλλικό κίνδυνο από τα αιωρούμενα σωματίδια.Οι διαφορές μεταξύ των σταθμών σε σχέση με τις συγκεντρώσεις των μετάλλων στο σώμα των μυδιών και τις συγκεντρώσεις των ΜΤs σχετίζονται με το μεταλλικό φορτίο στο περιβάλλον νερό. Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις μετάλλων και ΜΤs στα μύδια προσδιορίσθηκαν την ψυχρή περίοδο του έτους ενώ ο δείκτης ευρωστίας και το ξηρό βάρος του σώματος σχετίζονται αντιστρόφως ανάλογα με τις συγκεντρώσεις των μετάλλων στο σώμα των μυδιών στον κόλπο της Ελευσίνας. Η σταθερότητα των εποχιακών μεταβολών των παραπάνω βιολογικών παραμέτρων αποδίδεται στονετήσιο κύκλο αναπαραγωγής και ανάπτυξης των μυδιών. Στόχος της παρούσας διατριβής είναι η αναζήτηση του τρόπου με τον οποίο η φυσιολογική κατάσταση των μυδιών Mytilus galloprovincialis επηρεάζεται από τη φυσική μεταβλητότητα περιβαλλοντικών παραγόντων όπως είναι η θερμοκρασία, η αλατότητα και οι συγκεντρώσεις SPM, Chl α και POC στο θαλασσινό νερό στη διάρκεια ενός έτους σε δυο διαφορετικές περιοχές (κόλπος Ελευσίνας και Θερμαϊκός κόλπος) η αναζήτηση του τρόπου με τον οποίο η φυσιολογική κατάσταση των μυδιών επηρεάζει τη μεταβλητότητα των συγκεντρώσεων Cd, Cu, Cr, Ni, Zn, Fe και Mn στο σώμα τους στη διάρκεια ενός ετήσιου κύκλου στις ίδιες περιοχές σε σχέση και με τις συγκεντρώσεις των ίδιων στοιχείων στο νερό η διερεύνηση της χρήσης των συγκεντρώσεων των μεταλλοθειονινών στον πεπτικό αδένα των μυδιών ως βιοδείκτες έκθεσης σε Cd, Cu και Zn στη διάρκεια ενός ετήσιου κύκλου σε παράκτιες περιοχές στον κόλπο της Ελευσίνας. η διερεύνηση της δυνατότητας αξιοποίησης πειραμάτων εμφύτευσης μυδιών για την in situ παρακολούθηση στην ποιότητα του νερού σε σχέση με τα μέταλλα στον Σαρωνικό κόλπο τόσο σε περιοχές που υπάρχουν φυσικοί πληθυσμοί μυδιώνόσο και σε περιοχές που απουσιάζουν.