Популярное

Мифы о звукоизоляции



Как построить дом из пеноблоков



Как построить лестницы на садовом участке



Подбираем краску для ремонта



Каркасные дома из дерева


Главная » Содержание тяжелых металлов

Содержание тяжелых металлов в мышцах карася серебряного Carassius auratus gibelio из водоемов юга Приморского края

Марченко А.Л. (kayagan@mail.ru) (1), Чернова Е.Н.(1,2), Христофорова Н.К. (2)

(1) Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, (2) Дальневосточный государственный университет

Приморский край отличается от других районов Дальнего Востока наличием большого числа водных бассейнов, как морских, так и пресноводных. Поэтому рыба по праву занимает важное место в рационе жителей Приморья. Известно, что рыба богата белками, витаминами, макро- и микроэлементами, легко усваиваемыми жирами и другими биологически активными веществами. К сожалению, антропогенная деятельность, кроме своей созидательной функции, несет и разрушительную -насыщение биосферы различными загрязняющими веществами, одними из которых являются тяжелые металлы. Поэтому контроль за качеством пищевой продукции актуален и необходим.

Литературных данных, касающихся содержания металлов в рыбах Дальнего Востока, немного [9, 12, 21, 24]. В связи с этим представляло интерес оценить уровни содержания тяжелых металлов в мышцах карася серебряного - Carassius auratus gibelio из разных водоемов юга Приморского края. C. auratus - один из широко используемых объектов промысла и любительского лова.

Серебряный карась предпочитает водоемы со стоячей водой или замедленным течением и заиленным дном. Ведет придонный образ жизни. Достигает длины 45 см и массы более 2 кг. В возрасте 3-4-х лет становится половозрелым. В популяциях серебряного карася нередко встречается гиногенез: во многих водоемах у него существуют стада, состоящие исключительно из самок, которые размножаются путем скрещивания с близкородственными видами. Нерест растянут во времени и проходит с мая по август. Питается донными организмами, преимущественно личинками хирономид, а также употребляет в пищу зоо- и фитопланктон и крупные растения. Пик интенсивности питания приходится на летний период. В зимний период питание прекращается: карась закапывается в ил [8, 15, 16]. Серебряный карась отличается высокой экологической пластичностью и повышенной резистентностью к загрязняющим веществам и способен обитать в водоемах с разной степенью антропогенной нагрузки.



Материал собран сотрудниками Института биологии моря ДВО РАН. Рыбы выловлены в весенне-летний период 2002-2004 гг. в следующих водоемах юга Приморского края: озерах Кролевецкое, Родниковое, Ханка; реках Кипарисовка и Лебединая (рис.1). Средняя длина рыб - 180 - 260 мм. Во всех водоемах, кроме озера Родникового, особи находились в III-V репродуктивной стадиях. У карасей из оз. Родниковое гонады находились в VI, посленерестовой стадии.

Оз. Кролевецкое находится в черте города Артем Шкотовского района - города угольщиков и теплоэнергетиков и относится к бассейну р. Артемовка. По берегам озера и рек, впадающих в него, располагаются сельскохозяйственные комплексы [22]. Оз. Родниковое находится на юге Хасанского района на территории водно-болотных угодий и, хотя оно удалено от населенных пунктов, но подвержено влиянию изменчивой дельты реки Туманной, и в многоводные воды может испытывать влияние загрязнения, выносимого этой рекой [25] Оз. Ханка находится в Ханкайском районе. До 1990-х годов озеро сильно подвергалось воздействию ядохимикатов и сельскохозяйственных стоков, связанных с выращиванием риса на сопредельных территориях. Р. Кипарисовка протекает в Надеждинском районе, относится к бассейну р. Раздольная и испытывает сельскохозяйственный пресс [22]. Р. Лебединая находится на юге Хасанского района и впадает в б. Экспедиции, зал. Посьета. В многоводные годы р. Туманная изменяет свое русло и через реку Лебединую переносит часть своего стока в эту бухту (рис.1).

С каждой станции отбирали по 5 экземпляров рыб одного размера, которых препарировали по органам и выделяли часть спинной мышцы. Навеска высушенных при температуре 85°C мышц карасей, каждой особи подвергалась кислотному разложению конц. азотной кислотой (HNO3) марки ОСЧ. Анализ проб на содержание цинка, железа, меди, марганца, кадмия, никеля и свинца проводился методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (ААС) на приборе Shimadzu AA-6800 в пламени ацетилен-воздух. Контроль аналитического качества работ вели с использованием холостых проб и стандартного материала NIST 2976. Ошибка определения - 2-8%. Расчет концентраций металлов производился в мкг/г сухой массы.




Рис.1. Карта-схема района работ

1.- Р.Кипарисовка, 2 - оз.Кролевецкое, 3.- Оз. Родниковое, 4.- р.Лебединая, 5. - оз.Ханка

Полученные данные представлены на рис.2.

Кадмий. Весь диапазон содержаний кадмия в мышцах рыб невелик и лежит в пределах 0,19-0,31 мкг/г. Наибольшее содержание этого металла обнаружено в мышцах карасей из оз. Родниковое (0,30±0,05 мкг/г) и р. Лебединая (0,31±0,11 мкг/г). Относительно низкая концентрация кадмия отмечалась в мышцах рыб из оз. Кролевецкое (0,19±0,05 мкг/г).

Никель. Различия в накоплении никеля мышцами карасей из разных местообитаний были не значимы, средняя концентрация металла составляла 0,47±0,1 мкг/г.



1,4 1,2 1,0

0,8

0,6 0,4 0,2 0,0

5 Н

2 Н

140 120 100

60 40 20 0

□ р.Кипарисовка

□ оз.Кролевецкое

оз.Родниковое

□ р.Лебединая

оз.Ханка

Рис.2. Среднее содержание металлов (M+m, n=5) мышцах карася серебряного из различных рек и озер Приморского края

в



Свинец. Для свинца, как ни для какого другого металла, наблюдался очень большой разброс данных. Однако, различия в его содержании в мышцах карасей из разных местообитаний так же, как и никеля, недостоверны. Диапазон средних концентраций металла находился в пределах 0,44 - 0,94 мкг/г.

Медь. Повышенные концентрации меди, как и кадмия, наблюдались в мышцах карасей из тех же озера Родникового (3,15±2,24 мкг/г) и реки Лебединой (3,15±0,96 мкг/г), наименьшее - в оз. Ханка (1,54±0,84 мкг/г). Для карасей из всех этих трех мест характерна значительная изменчивость содержания меди в мышцах, особенно высокой является дисперсия данных для рыб из оз. Родниковое.

Марганец. Наибольшим содержанием этого металла (4,46±1,72 мкг/г) выделялись караси из р. Лебединая, наименьшим (1,96±0,59 мкг/г) - из оз. Родниковое (1,96±0,59 мкг/г).

Железо. Высокое содержание железа отмечено в мышцах рыб из оз. Родниковое (40,58±21,77 мкг/г) и р. Лебединая (38,36±9,41 мкг/г), наиболее низкое - в рыбах из оз. Ханка (14,74±6,58 мкг/г), т.е. в случае железа картина распределения аналогична таковой для меди.

Цинк. Этот элемент отличается наибольшими концентрациями по сравнению с другими металлами. Максимальное его количество обнаружено в карасях из оз. Кролевецкое (85,10±10,69 мкг/г). В остальных случаях концентрации изменялись незначительно и составляли 72 - 76 мкг/г. Однако высокая индивидуальная изменчивость в содержании данного металла в тканях рыб делает различия между местообитаниями недостоверными.

Таким образом, наиболее высокими средними концентрациями металлов, особенно меди, кадмия, марганца, железа отличались мышцы карасей из Хасанского района - реки Лебединой и озера Родникового. Однако различия между концентрациями металлов в мышцах рыб из этих и других водоемов Приморского края не достоверны, за исключением кадмия в рыбах из озер Кролевецкое и Родниковое и меди в рыбах из реки Лебединой и озера Ханка. Концентрации таких металлов, как цинк, никель и свинец в мышцах карасей из всех водоемов отличались незначительным разбросом величин.

В мышцах карасей из оз. Ханка отмечены наименьшие концентрации меди и железа. Можно полагать, что низкие концентрации обоих элементов в мышцах рыб обусловлены связыванием форм меди и железа с легко взмучиваемой взвесью со дна мелководного озера [23]. Кроме того, караси из оз. Ханка имели наибольшие размеры и массу, а следовательно, и более высокий процент содержания мышечной ткани



относительно других внутренних органов, поэтому, возможно, происходило разбавление концентраций металлов. Из литературных источников известно, что мышцы рыб стоят последними в рядах распределения металлов по органам и тканям [6, 7. 13, 14]но на долю мышц приходится около 50% от общей массы тела рыб и абсолютная масса металлов сосредоточена именно в них [1, 11].

Ряд распределения концентраций металлов в мышцах карасей, обитающих на юге Приморского края, имеет вид: Zn>Fe>Mn>Cu>Pb>Ni>Cd. Он несколько отличается от аналогичных рядов содержания металлов в карасе серебряном из Венгерского участка Дуная, р. Томь и верховья р.Обь [4, 5, 18]. Для мышц дунайских карасей ряд распределения концентраций металлов имеет вид: Zn>Fe>Pb>Cu>Ni>Mn>Cd. Для карасей из Томи и Оби: Zn>Pb>Mn>Cu>Cd, Fe>Zn>Mn>Cu> Pb>Cd, соответственно.

Таким образом, свинец, который в мышцах приморских карасей стоит на 5-м месте после меди, в дунайских и сибирских рыбах занимает 3-е и 2-е места соответственно, что свидетельствует о большем техногенном прессе на эти водоемы, чем на рассмотренные нами водные объекты Приморского края. Ряд распределения концентраций металлов в мышцах карасей из р. Обь [4] начинается с железа, за которым следует цинк, хотя для мышц других рыб (лещ, окунь, судак), обитающих в этой реке, авторы приводят ряды, идентичные таковому для мышечной ткани карасей из Приморского края.

Более половины литературных данных по микроэлементному составу карповых рыб представлены в виде концентраций металлов не на сухую, а на сырую массу, так как предельно допустимые концентрации в пищевых объектах также приводятся в пересчете на сырую массу [3, 20]. В процессе высушивания масса мышц карповых рыб уменьшается в 3-3.3 раза [17]. Поэтому в нашей работе пересчет концентраций металлов с сухого на сырое вещество был произведен делением их на коэффициент

3.15.

Пересчитанные таким образом концентрации металлов в мышцах карасей, обитающих на юге Приморского края, не превышали ПДК [3,20] и составляли: для меди 0.08 ПДК, кадмия - 0.4, цинка - 0.6, марганца - 0.09, никеля - 0.3, свинца - 0.2, для железа 0.3 ПДК.

В табл. 1. приводятся данные по содержанию металлов в мышцах карася серебряного из ряда водоемов России и Европы.



Таблица 1

Содержание тяжелых металлов в мышечной ткани Carassius auratus из Приморского края (N=5) и ряда водоемов России и Европы (мкг/г сырой массы)

Место обитания

ПДК [3,20]

Водоемы Приморского края*

0,78±0,22

0,08± 0,02

8,94±3,49

24,19± 1,66

0,86±0,32

0,15± 0,02

0,23±0,07

Р. Томь **[18]

0,8/0,92

0,20/ 0,16

32,0/ 14,0

1,1/3,8

-/0,82

2,0/0,5

Р. Лена*** [10]

0,62/0,55

0,01/ 0,03

4,63/ 18,7

0,80/0,84

0,01/0,11

Венгерский участок Дуная

3,45±1,21

0,55± 0,09

8,20±1,07

27,81± 27,58

0,74±0,12

2,71± 0,66

6,81±1,26

Р. Обь (верховье)[4]

0,83±0,09

0,21± 0,03

103,3±5,17

8,05± 1,23

2,71±0,21

0,35±0,02

Примечание: N - количество станций; н.о. - концентрация не определялась. * концентрации пересчитаны на сырую массу делением на коэффициент 3,15. ** слева от косой черты - данные 1990 г., справа-1991 г.

***-слева от косой черты - данные по содержанию металлов в мышцах рыб участка Лены у пос. Табага, справау - пос. Кангалассы.

При сопоставлении концентраций элементов в мышцах карасей из водоемов Приморья с таковыми в карасях из р. Томь [18] наблюдаются значимые различия в содержании таких элементов, как кадмий, марганец, никель и свинец. В мышцах карасей из Приморья содержание кадмия меньше в 2.25 раз, марганца - в 2.8 , никеля -в 5.5 раз. Что касается свинца, то концентрация этого металла в рыбах р. Томь в 1990 г. составляла 2.0 мкг/г, в 1991 - 0.5 мкг/г, в мышцах карасей из приморских водоемов среднее значение концентрации составляло 0.21 мкг/г сырой массы, т. е. в рыбах Приморья содержание этого металла также существенно ниже.

Значения концентраций металлов в мышцах карасей, обитающих в венгерском участке Дуная, приводятся в работе Н.Ю. Евтушенко с соавторами [5]. Мышцы рыб из приморских водоемов отличаются меньшими концентрациями меди, кадмия, никеля и свинца : в 4.4, 6.87, 18.06 и 29.61 раз соответственно.



Мышцы карасей из верховьев р. Обь [4] также содержат более высокие концентрации кадмия, железа, марганца - в 2.6, 11.5 и 3.2 раза, чем приморские рыбы, но цинка - в 3 раза меньше.

И только в мышцах С. auratus из среднего течения реки Лены [10] концентрации меди и марганца сопоставимы с данными для рыб Приморья. Уровни же содержания кадмия, цинка и свинца, т.е. металлов, свидетельствующих о техногенном прессе, примерно в 2 раза ниже, чем в карасях из более антропогенно-измененных водоемов юга Приморья.

Таким образом, концентрации тяжелых металлов в мышцах карасей, обитающих в водоемах Приморского края с разной степенью антропогенной нагрузки, не превышают ПДК и отличаются меньшим уровнем содержания металлов, чем мышцы карасей из большинства других регионов России и Европы. Возможно, именно содержание металлов в приморских карасях, а также карасях из среднего течения р. Лены можно считать близкими к физиологически необходимой норме микроэлементов для данного вида рыб.

Литература

1. Берман Ш.А., Ильзинь А.Э. Распределение микроэлементов Mn, Fe, Cu, Zn в органах и тканях пресноводных рыб Микроэлементы в организме рыб и птиц. Рига, 1968. С. 35-43.

2. Войнар А. О. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М.: Советская наука, 1953. 491 с.

3. Временные гигиенические нормативы содержания некоторых химических элементов в основных пищевых продуктах. № 2450-81 МЗ СССР, М., 1982. 121 с.

4. Глазунова И.А. Содержание и особенности распределения тяжелых металлов в рыбах верховьев Оби. Автореферат дис... на соиск. уч. степени к.б.н. Барнаул: АлтГУ. 2005. 19 с.

5. Евтушенко Н.Ю., Сытник Ю.М., Шаповал Т.Н., Кукля И.Г. Тяжелые металлы в рыбах среднего Дуная Водные ресурсы. 1993. Т. 20. № 5. С. 605-614.

6. Евтушенко Н.Ю. Биоаккумуляция микроэлементов в органах и тканях рыб с различным типом питания при тепловодном выращивании Гидробиологический журнал. 1996. Т. 32. № 3. С. 89-101.

7. Евтушенко Н. Ю., Данилко О.В. Особенности накопления тяжелых металлов в тканях рыб Кременчугского водохранилища Гидробиологический журнал. 1996. Т.

32. № 4. С. 58-66.



8. Жуков П.И. Справочник по экологии пресноводных рыб. М.: Наука и техника, 1988. С. 208-214.

9. Ивашов П. В., Сиротский С.Е. Тяжелые металлы в ихтиофауне озерных экосистем Приамурья Биогеохимические и геоэкологические процессы в экосистемах. Вып. 15. Владивосток: Дальнаука, 2005. С. 130-139.

10. Кириллов А.Ф., Саввинов А.И., Ходулов В.В., Попов П.А. Содержание металлов в рыбах среднего течения реки Лены Доклады III Международной научно-практической конференции Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде . Семипалатинск, 2004. Т. 2. С. 277-231.

11. Клейменов И.Я. Химический и весовой состав основных промысловых рыб. М., 1952. 58 с.

12. Ковековдова Л.Т., Симоконь М.В. Тяжелые металлы в тканях промысловых рыб из Амурского залива Японского моря Биология моря. 2002. Т. 28. № 2. С.125-130

13. Морозов Н.П., Патин С.А., Никоненко Е.М. Микроэлементы в воде, взвесях и гидробионтах Черного моря Геохимия. 1976. № 9. С. 1391-1399.

14. Назаренко Л. Д. Возрастные особенности содержания меди и цинка у леща (Abramis Brama L.) Куйбышевского водохранилища Вопросы ихтиологии. 1970. Т. 10. Вып. 1. С. 178-179.

15. Никольский Г.В. Частная ихтиология. М.: Высшая школа, 1971. С. 252-254

16. Новиков Н.П., Соколовский А.С., Соколовская Т.Г., Яковлев Ю.М. Рыбы Приморья. Владивосток: Дальрыбвтуз, 2002. С. 95-97

17. Попов П. А. Содержание и характер накопления металлов в рыбах Сибири Сибирский экологический журнал. 2001. № 2. С. 237-247.

18. Попов П.А. Оценка экологического состояния водоемов методами ихтиоиндикации. Новосибирск, 2002. 270 с.

20. Санитарные правила и нормы (СанПиН) 2.3.2.560-96. М., 1997.

21. Симоконь М.В. Тяжелые металлы в промысловых рыбах залива Петра Великого в связи с условиями обитания / дисс. на соиск. уч. степени канд. биол. наук. Владивосток. 2003. 150 с.

22. Степанько Н.Г. Производственно-природные отношения в территориально-хозяйственных структурах (теория, практика). Владивосток: Дальнаука, 2000. 79 с.

23. Христофорова Н.К. Экологические проблемы региона: Дальний Восток -Приморье. Владивосток-Хабаровск: Хабар. Краев. кн. изд-во, 2005. 300 с.

24. Чернова Е.Н., Кавун В.Я., Концентрации тяжелых металлов в органах карася серебряного Carassius auratus gibelio (Cypriniformes, Cyprinidae) из озера Лебединого



бассейна реки Туманной Экологическое состояние и биота юго-западной части залива Петра Великого и устья реки Туманной. Владивосток: Дальнаука, 2000. Т. 1. С.

186-194.

25. Шулькин В.М., Мощенко А.В. Уровень загрязнения и факторы, определяющие содержание поллютантов в донных отложениях российской части приустьевой зоны реки Туманной Экологическое состояние и биота юго-западной части залива Петра Великого и устья реки Туманной. Владивосток: Дальнаука, 2000. Т.1. С. 86-98.



© 2017 РубинГудс.
Копирование запрещено.