Металлы в организме рыб

Обновлено: 05.10.2024

В статье рассмотрен обзор литературы, касающейся содержания тяжелых металлов (ТМ) в организме рыб разных видов. Приведен анализ химико-экологической ситуации водоемов, места обитания гидробионтов.

Ключевые слова: рыба, тяжелые металлы, организм, органы, ткани.

К числу важнейших факторов, влияющих на устойчивость биоценозов, относится антропогенное химическое загрязнение поверхностных вод ТМ, которые попадают в водоемы со стоками и смывами с территорий промышленных предприятий, сельхозугодий, городов и мелких населенных пунктов [2, 18].

Рыбы, занимая в биоценозах водных экосистем верхний трофический уровень, обладают способностью, аккумулировать ТМ, степень накопления которых зависит, как от биотических (половая принадлежность, вид, возраст, занимаемая экологическая ниша), так и абиотических (фоновое содержание ТМ в природных водах, рН, карбонатная жесткость) факторов [1, 6, 7].

Изучение биологических систем различного уровня организации в условиях, как их естественной среды обитания, так и изменения под воздействием антропогенного фактора позволяет непосредственно выявить эффекты, обусловленные воздействием всего комплекса загрязняющих веществ и естественных абиотических факторов за продолжительный период времени, определить пороговые уровни нагрузок и дать наиболее реалистичный прогноз ее развития. Особо острой проблемой является загрязнение природных пресных вод тяжелыми металлами, для которых в воде не существует надежных механизмов самоочищения: они лишь перераспределяются в экосистемах, взаимодействуя с организмами разных трофических уровней и оставляя видимые или невидимые последствия [10, 11, 12, 13, 14, 16].

Среди поллютантов ТМ представляют наиболее приоритетный интерес не только из-за высокой токсичности для водных организмов, но и способности к аккумуляции и трансформации внутрибиоценоза водоёма [11, 14, 17].

Рядом ученых были проведены исследования органов и тканей рыб на наличие в них общих закономерностей распределения ТМ. В частности, И. А. Глазуновой (2005) установлено, что металлы аккумулируются в организме рыб в количествах, во много раз превышающих их содержание в воде. Автор указывает, что данный факт приводит к снижению продуктивности водоемов верховьев Оби и к потенциальной опасности для человека. При этом отмечена видовая специфичность в накоплении металлов рыбами в зависимости от типа их питания: лещ концентрирует медь, судак — цинк, свинец [7]. Кинетика аккумуляции ТМ в рыбах Байкальского региона исследуемых С. В. Гомбоевой (2003) показала неравномерное распределение металлов в организме рыб, однако все исследуемые металлы аккумулировались в основном в печени. В наиболее высоких концентрациях в органах и тканях рыб отмечался цинк, содержание свинца и кадмия в органах оказалось сравнительно невелико. Примечательно, что наибольшее содержание элементов выявлено летом, наименьшее — зимой, у старшевозрастных и хищных видов рыб содержание металлов оказалось выше [5]. Такое же исследование проводила Ваганов А. С. на промысловых видах рыб различных экологических групп Куйбышевского водохранилища (2012). Установила особенности накопления и распределения ТМ в печени и жабрах рыб [3]. Превышение предельно допустимых концентраций в органах и паразитах рыб Ладожского озера установлено С. А. Салтыковой (2006), при этом распределение металлов в организме рыб характеризовалось неоднородностью [15]. Кашулин Н. А. (2000) разработал научные основы и методы биоиндикации техногенного загрязнения водоемов Арктики и Субарктики ТМ. На основе исследования в популяциях рыб наблюдается сокращение числа возрастных групп, свидетельствующее о снижении продолжительности жизни [9]. При исследрвании заливов Набиль, Ныйский, Чайво и Пильтун Бедрицкая И. Н. (2000) выявила невысокое содержание ТМ [2].

Заключение. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами является одной из глобальных проблем современности. Это указывает на необходимости проведения экологического мониторинга содержания тяжелых металлов в воздухе, воде, почве. В частности, проведение санитарно-гигиенического мониторинга пищевого сырья и продуктов питания, изучение цепей миграции тяжелых металлов от их источника до человека являеться важной состовляющей в оценке безопасности и качества сырья и продукции.

Батоян В. В., Сорокин В. Н. Микроэлементы в рыбах Куйбышевского водохранилища // Экология, 1989. № 6. — С. 81–83.
Бедрицкая И. Н. Влияние тяжелых металлов на организм рыб, выращиваемых на сбросных водах электростанций Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.10 Троицк 2000 — с. 185.
Ваганов А. С. Накопление тяжелых металлов тканями и органами промысловых видов рыб различных экологических групп Куйбышевского водохранилища Диссертация и автореферат по ВАК 03.02.08 Ульяновск 2012 — с. 120.
Гомбоева С. В., Пронин Н. М., Цыренов В. Ж. Оценка качества воды озера Гусиное и озера Байкал. Современные проблемы гидробиологии Сибири: Тез. докл. всерос. конф./ Томск, 2001. — С. 110–1112.
Гомбоева С. В. Экологические особенности распределения тяжелых металлов в рыбах Байкальского региона Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.16 Улан-Удэ 2003 — с. 150.
Горден Ю. В. Содержание и методы прогноза изменения тяжелых металлов в органах и тканях севрюги (Acipenser Stellatus Pallas) разного возраста в речной период жизни Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.13 Ставрополь 2001 — с. 190.
Глазунова И. А. Содержание и особенности распределения тяжелых металлов в рыбах верховьев Оби Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.16 Барнаул 2005 — с. 103.
Грубинко В. В., Смольский A. C., Коновец И. Н., Арсан О. М. Гемоглобин рыб при действии аммиака и солей тяжелых металлов // Гидробиологический журнал. — 1995. Т. 31, № 4. — С. 82–87.
Кашулин Н. А. Ихтиологические основы биоиндикации загрязнения среды тяжелыми металлами Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.10 Апатиты 2000 — с. 381.
Кузнецов В. А. Признаки дестабилизации в рыбном сообществе Куйбышевского водохранилища // Актуальные экологические проблемы республики Татарстан. Казань: «Новое знание», 2000. С. 60.
Линник П. Н., Набиванец Б. И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. // Гидрометеоиздат, 1986. — с.272.
Моисеенко Т. И. Оценка экологической опасности в условиях загрязнения вод металлами // Водные ресурсы. 1999. — Т. 26, № 2. — С 186–197.
Перевозников М. А., Богданова Е.А Тяжелые металлы в пресноводных экосистемах. — С.-Петербург, 1999. — с.227.
Пономаренко A. M. Эколого-рыбохозяйственные аспекты ртутного загрязнения водохранилищ: Дис. канд. биол. наук. Казань, 2006. — с.116.
Салтыкова С. А. Сравнительный анализ особенностей накопления тяжелых металлов в рыбах и их паразитах:на примере экосистемы Ладожского озера Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.16 Петрозаводск 2006 — с. 109.
Степанова Н. Ю., Яковлев В. А., Латыпова В. З. Зообентос как индикатор экотоксикологической обстановки в Куйбышевском водохранилище // Вестник РУДН: серия «Экология и безопасность жизнедеятельности», 2007. № 2. — С. 50–56.
Степанова Н. Ю., Латыпова В. З., Мухаметшин A. M. Уровень содержания металлов в тканях, органах рыб и воде Куйбышевского водохранилища // Вестник ТО РЭА, 2005. № 4. — С.44–49.
Gomboeva S. V., Т syren о v V, Zh„ Pro n in N. M. Distribution of heavy metals in fish organs and tissues with different type of nutrition in the Baikal coastal and bay zoes // Ecologically equivalent and exotic aquatic species in Great and large lakes of the world: The second internat. Symposium / SB RAS. — Ulan-Ude, 2002. — P.29–30.

Основные термины (генерируются автоматически): организм рыб, металл, вод, орган, рыба, содержание металлов.

Чешуя рыб как источник получения пищевого желатина

Рыбное хозяйство представляет собой многоотраслевой комплекс различными предприятиями, как по роду деятельности, так и по форме собственности. Оно занимает значительную долю продовольственного комплекса Социальной Республики Вьетнама.

Рыба как пищевое и техническое сырье привлекает к себе все большое внимание в связи с тем, что население многих стран испытывает недостаток в пищевом белке. В многом это связано со снижением объемов добычи рыбы, конкретнее что требует эффективного использования все частей рыбы, формирующихся при ее разделке для производства пищевых продуктов. Рыбные отходы и побочные продукты — ценные сырьевые ресурсы, являющиеся источником белков и прежде всего коллагена и продуктов его гидролиза, которые находят широкое применение во многих отраслях народного хозяйства.

Коллаген (от греч. kolla — клей) — нерастворимые в воде внеклеточные гликопротеины, синтезируемые в организме фибробластами, хондробластами и остеобластами, — основа соединительной ткани живых организмов. Фибриллярный белок коллаген составляет примерно треть всех полипептидов в организме животных и человека [3, 5].

Коллагены рыб относятся в основном к I и III типам, аналогично коллагенам скелетных мышц человека. Рыбный и животный коллаген состоит из субъединиц, называемых тропоколлагеном, закрученных в спираль и имеющих относительную молекулярную массу 300 000 Да. Высокая концентрация глицина и пролина является характерной особенностью аминокислотного состава коллагена, причём данные аминокислоты формируют повторяющуюся последовательность: пролин — глицин — другая аминокислота [3, 5].

Во многих странах мира существуют целые школы и научные направления, занимающиеся поиском решений проблемы, которая включает в себя не только экономически выгодное получение коллагена из вторичного сырья, но и разработку новых областей его использования [4]. Перспективным направлением обработки коллагенсодержащих отходов является получение желатина высокого качества, имеющегося широкий спектр применения в пищевой промышленности и в медицине.

Целью настоящей работы являлось изучение химического и фракционного состава чешуи некоторых видов рыб на основе сырья Вьетнама и определение влияния этих факторов на технологию получения желатина.

Объекты иметоды исследования

Объектом настоящего исследования служила чешуя промысловых видов рыб: сазан Cyprinus carpio, толстолобик Hypophthalmichthys molitrix, белый амур Ctenopharyngodon idella и желтоплавниковый морской карась (yellowfinseabream) Acanthopagruslatus (Sparuslatus).

Массовый состав определяли взвешиванием на электронных весах целой рыбы и ее частей: мышечной ткани, голов, плавников, кожи, чешуи, костей и внутренностей.

Общий химический анализ чешуя определяли в соответствии со стандартными методами: массовую долю влаги по ГОСТ 9733–74, жир определяли методом Сокслета, золу определяли по ГОСТ 151138–77, массовую долю белка определяли методом Кьельдаля. Фракционный состав белков определяли путем последовательного экстрагирования белковых фракций специфическими растворителями: водой, солей, щелочей [1]. Количественное определение коллагена в чешуе рыбы проводили по методу В. П. Воловинской, основанному на экстрагировании фракции коллагеновых белков и последующем определении в экстрактах белкового азота биуретовым методом [2].

Результаты исследования иих обсуждения

Массовый выход продуктов разделки рыб

При разделке изучаемых видов рыб образуется значительная масса чешуи и других побочных продуктов. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Массовый выход продуктов разделки рыб,% кобщей массе рыбы

Химико-токсикологическая оценка рыбы (обзор литературы)

В статье рассмотрен обзор литературы, касающейся содержания тяжелых металлов (ТМ) в органах, тканях, жабрах, плавниках и чешуе рыб разных видов и возраста. Приведен анализ химико-экологической ситуации водоемов, места обитания, гидробионтов, донных отложений и растений подводного мира.

Ключевые слова: рыба, донные отложения, тяжелые металлы, органы, ткани.

ТМ представляют серьезную опасность в качестве загрязнителей водных экосистем и относятся к консервативным загрязняющим веществам, которые не разлагаются в природных водах, а только изменяют формы своего существования, перераспределяясь между биотическими и абиотическими звеньями. Также они являются неотъемлемой составной частью организма, но индивидуальная потребность гидробионтов в металлах очень мала, и содержание металлов, превышающее индивидуальные потребности организмов, способно вызывать нарушения различных функций гидробионтов, накапливаться в их органах, превышая нормируемые величины [15, 17]. Рыбы, занимая в биоценозах водных экосистем верхний трофический уровень, обладают способностью, аккумулировать ТМ, степень накопления которых зависит, как от биотических (половая принадлежность, вид, возраст, занимаемая экологическая ниша), так и абиотических (фоновое содержание ТМ в природных водах, рН, карбонатная жесткость) факторов [20, 21, 23, 24]. В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к ТМ относят более 40 металлов периодической системы Д. И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. К одной из наиболее значимых групп контаминантов пищевых продуктов относятся ТМ (свинец, кадмий, мышьяк, ртуть), которые обладают широким спектром неблагоприятного действия и представляют значительную опасность при хроническом воздействии, даже в небольших дозах [1, 22]. Актуальность проблемы загрязнения окружающей среды ТМ объясняется, прежде всего, широким спектром их действия на организм человека. ТМ влияют практически на все системы организма, оказывая токсическое, аллергическое, канцерогенное, гонадотропное действие [1]. Доказано эмбриотоксическое действие ТМ через фетоплацентарную систему, а также их мутагенное воздействие [10]. Большой вклад в решение данной проблемы внесли российские ученые. В. И. Вернадский, A. П. Виноградов, В. В. Ковальский, А. Л. Ковалевский, В. В. Добровольский, В. А. Большакова, В. В. Иванова, В. Б. Ильина, O. A. Соколова. [1, 2, 5, 6, 9, 11, 12, 13, 14, 18].

Рядом ученых были проведены исследования органов и тканей рыбы наличие в них общих закономерностей распределения тяжелых металлов. В частности, Деньоном Г. Р. (2007) изучено накопления ртути, кадмия и свинца в жабрах, почках, гонадах и мышцах тиляпии и кефали озера Нокуэ. Установлено отсутствие значимых различий по признакам длины и массы тела по уровню содержания ТМ между самцами самками тиляпии наблюдается по кадмию в гонадах и жабрах, свинцу и ртути в гонадах; выявлено, что содержание элементов в органе убывает в ряду Pb>Hg>Cd для всех исследованных [8]. Марченко А. Л. (2007) доказано закономерности распределения Fe, Zn, Си, Mn, Ni, Cd, Pb по органам массовых видов пресноводных, полупроходных и морских рыб из водоемов юга Приморья. Например: карась серебряный — обитатель стоячих и медленно текущих водоемов отличается более высоким содержанием цинка, марганца и кадмия, чем другие виды, во всех органах; камбала полосатая — донный вид — выделяется высокими концентрациями металлов в чешуе (Zn, Mn, Ni, Cd) [16]. В 2003году Назыров А. Д. изучал биоаккумуляции ТМ, диоксинов и влияние на гематологические, биохимические показатели стерляди и других гидробионтов (планктон, бентос, макрофиты, органы и ткани рыб) р.Уфы. Кладофора является активным концентратором цинка (К =11586) и железа (К = 4627), в меньшей степени — марганца (К = 2080) и меди (К =1396).Стерлядь, обитающая в р.Уфе в зоне влияния городской территории содержит значительные количества меди (мышцы — 3,1; печень — 99,0; кровь — 15,2; жабры — 13,7 мг/кг), цинка (мышцы -6,0; печень- 316; кровь-6,2; жабры — 22,3 мг/кг), марганца (мышцы-4,6; печень —53; кровь-14,7; жабры —29,8 кг/кг), железа (мышцы —23,5; печень -187; кровь — 711; жабры.- 176 мг/кг). Концентрации меди и цинка в мышцах стерляди близки к значениям предельно допустимой концентрации (ПДК), установленным для рыб [18]. Галатовой Е. А. (2007) обнаружено содержание ТМ в костной ткани и гонадах рыб (максимальное содержание в костной ткани по кобальту характерно для окуня (1,37±0,08 мг/кг; 2,02 ДОК); щуки (1,12±0,01 мг/кг; 2,24 ДОК) и сома (1,01 ±0,03 мг/кг; 2,74 ДОК), по свинцу — для щуки (2,01±0,05 мг/кг; 2,01 ДОК); по никелю — для окуня (1,47±0,08 мг/кг; 2,94 ДОК); по железу — для верховки и окуня (12,82±0,23; 12,82±1,57 мг/кг). Максимальный уровень содержания цинка в гонадах для щуки составил 30,73±0,14 мг/кг, плотвы — 22,80±0,25 мг/кг, верховки — 21,80±0,40 мг/кг; меди — для пескаря (0,21±0,01); свинца — для верховки и щуки (0,30±0,01); никеля — для окуня и ерша (0,15±0,05; 0,15±0,01 мг/кг). Наименьшее содержание ТМ обнаружено в мышцах и чешуе рыб; превышение концентрации в мышечной ткани выявлено у сома, судака, щуки — по свинцу в 1,26–1,45 раза. В жабрах у верховки, судака, окуня, пескаря, ерша и щуки кобальта содержится 1,68–3,52 ДОК; у судака и щуки свинца — 1,57–1,76 ДОК; у окуня кадмия — 1,05 ДОК; у пескаря, сома, окуня, ерша, плотвы и верховки никеля — 1,28–2,06 ДОК. Содержание кобальта в чешуе у верховки, судака, окуня, пескаря, ерша и щуки составило 1,68–2,58 ДОК; у ерша, щуки и пескаря свинца, — 1,30–1,56 ДОК; щуки, ерша, окуня, плотвы, сома и пескаря никеля — 1,16–2,02 ДОК. В плавниках у всех изучаемых рыб содержание кобальта превысило ДОК в 1,542,40, свинца — 1,05–2,14; никеля — 1,12–2,12 раза, а в костной ткани — 1,38–2,74; 1,02–2,01 и 1,02–2,94 раза соответственно по металлам) [7]. По результатам корреляционного анализа Бедрицкой И. Н. (2000) выявлена прямая зависимость увеличения концентраций меди — в печени, кадмия — в жабрах рыб от возрастания концентраций этих металлов в воде. Повышение уровня накопления кадмия в печени, почках и кишечнике находилось в зависимости от содержания металлов в корме [4].

Заключение. Таким образом, можно сделать вывод, что проведение санитарно-гигиенического мониторинга пищевого сырья и продуктов питания на наличие в них тяжелых металлов является актуальной проблемой. Изучение цепей миграции тяжелых металлов от их источника до человека, допустимых пределов концентраций металлов в биологических средах, характеризующие уровень антропогенной нагрузки и риска здоровью населения имеет как теоретическое, так и практическое значение.

Авцын, А. П. Микроэлементозы человека/ А. П. Авцын, А. А. Жаворонков, М. А. Риш, Л. C. Строчкова // — М.: Медицина. 1991. — 496 с.
Алексеев, Ю. В. Тяжелые металлы в почвах и растениях // Л: Агропромиздат, 1987 г.
Анохина, О. К. Экологическое нормирование содержания загрязняющих веществ в донных отложениях Куйбышевского водохранилища: специальность 03.00.16 «Экология»: диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук/ Анахина Ольга Константиновна; [Место защиты: Казанский государственный университет им. В. И. Ульянова-Ленина].- Казань, 2004. — 144 с.
Бедрицкая, И. Н. Влияние тяжелых металлов на организм рыб, выращиваемых на сбросных водах электростанций: специальность 03.00.10 «Ихтиология»: диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук/ Бедрицкая Ирина Николаевна; [Место защиты: ГосНИОРХ].- Троицк, 2000.- 185с.
Большаков, В. А. Загрязнение почв и растительности тяжѐлыми металлами/ В.А. Большаков, Н.Я Гальпер, Г. А. Клименко, Т. И. Лыткина, Е. В. Башта // М., 1978, 52 с.
Вяйзенен, Г. Н. Ускорение выведения тяжелых металлов из организма животных/ Г. Н. Вяйзенен, В.А. Савин, В. А. Гуляев, Г. А. Вяйзенен, А. И. Токарь // — Великий Новгород, 1997. 301 с.
Галатова, Е. А. Особенности накопления и распределения тяжелых металлов в системе вода — донные отложения — гидробионты: на примере реки Уй: специальность 03.00.16 «Экология»: диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук/ Галатова Елена Александровна; [Место защиты: Уральская государственная академия ветеринарной медицины].- Троицк, 2007.- 191 с.
Деньон, Г. Р. Исследование кумулятивного эффекта тяжелых металлов у некоторых видов рыб озера Нокуэ (Государство Бенин): специальность 03.00.10 «Ихтиология»: диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук/ Деньон Гнимабу Рене; [Место защиты: АГТУ].- Астрахань, 2007. — 240 с.
Добровольский, В. В. Учебник для студ. высш. учеб, заведений // М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 400 с.
Зайцева, О. Е. Особенности накопления микроэлементов в плаценте и пуповине при нормальной и осложненной гестозом беременности: специальность 14.00.01 «Акушерство и гинекология»: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук/ Зайцева Ольга Евгеньевна; [Место защиты: Астраханская государственная медицинская академия].- Москва, 2006. — 126.
Ильин, В. Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение/ Новосибирск: Наука, 1991 г.
Ковалевский, А. Л. Биогеохимия растений/ Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1991.-288с.
Ковальский, В. В. Биохимические пути приспособляемости организмов к условиям геохимической среды/ В сб.: Биохимическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине. М.: Наука, 1974.-С. 16–28.
Ковда, В. А. Биогеохимия почвенного покрова/ М.: Наука, 1985.-263 с.
Линник, П. Н. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах/ Б. И. Набиванец // Гидрометеоиздат, 1986. 272 с.
Марченко, А. Л. Тяжелые металлы в массовых видах рыб из водоемов южного Приморья: специальность 03.00.16 «Экология»: диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук/ Марченко Анастасия Леонидовна; [Место защиты: Дальневосточный федеральный университет].- Владивосток 2007. 138с.
Моисеенко, Т. И. Оценка экологической опасности в условиях загрязнения вод металлами // Водные ресурсы. 1999. — Т. 26, № 2. -С 186–197.
Мудрый, И. В. Влияние химического загрязнения почвы на здоровье населения/ И. В. Мудрый // Гигиена и санитария. -2008. — № 4. — С. 32–37.
Назыров, А. Д. Биоаккумуляция тяжелых металлов, диоксинов и влияние на гематологические и биохимические показатели гидробионтов р. Уфа: специальность 16.00.02 «Патология, онкология и морфология животных»: диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук/ Назыров Айрат Дмитриевич; [Место защиты: Башкирский государственный аграрный университет].- Уфа 2003. 132 с.
Перевозников, М. А. Тяжелые металлы в пресноводных экосистемах/ Е. А. Богданова — С.-Петербург, 1999. — 227 с.
Пономаренко, A. M. Эколого-рыбохозяйственные аспекты ртутного загрязнения водохранилищ: Дис. канд. биол. наук. Казань, 2006. — 116 с.
Салтыкова, С. А. Сравнительный анализ особенностей накопления тяжелых металлов в рыбах и их паразитах: на примере экосистемы Ладожского озера: специальность 03.00.16 «Экология»: диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук/ Салтыкова Светлана Александровна; [Место защиты: Петрозаводский государственный университет].-Петрозаводск, 2006. — 109 с.
Скальный, А.В. — Микроэлементозы человека (диагностика и лечение): Практ. рук. для врачей и студентов медицинских вузов/ А. В. Скальный // -М.: Изд-во «Научный мир», 1999. — 95 с.
Степанова, Н. Ю. Уровень содержания металлов в тканях, органах рыб и воде Куйбышевского водохранилища/ В. З. Латыпова, A. M. Мухаметшин// Вестник ТОФЭА, 2005. — № 4. — С. 44–49.

Основные термины (генерируются автоматически): ДОК, жабра, костная ткань, металл, окунь, орган, щука, содержание кобальта, содержание металлов, широкий спектр.

Металлы в организме рыб

2. Курамшина Н.Г., Курамшин Э.М., Николаева С.В. Биоаккумуляция ТМ в рыбе водных объектов РБ // Сборник науч. тр. междун. науч.-практ. конф. «Экологическая безопасность и охрана природной среды» в рамках экологического форума и специализированной выставки «Уралэкология. Промышленная безопасность», 2012. – Уфа, 2012. – С. 91-94.

3. Христофорова Н.К. Биоиндикация и мониторинг. Загрязнение морских вод тяжелыми металлами. - СПб.: Наука, 1989. - 192 с.

4. Беляева А.А., Пурина Е.С. Выбросы с предприятия «Полиэф» в реку Белая // Сборник науч.-практ. конф. «Опыт, проблемы, перспективы», 2015. – Бирск, 2015. – С. 101-103.

5. Попова Н.В., Маркова Л.Н. Комплексная оценка качества воды Нижней Лены и содержание тяжелых металлов в мышечной ткани промысловых рыб // Роль аграрной науки в развитии сельскохозяйственного производства Якутии: сб. мат. науч.-произв. конф. – Новосибирск: Агрос, 2007. – С. 225-228.

В связи с увеличивающимся загрязнением природных вод территории Российской Федерации особый интерес и важное практическое значение имеет изучение экологии рыб как важнейших представителей гидробионтов, играющих значительную роль в водных экосистемах [1]. Острота экологической ситуации в Республике Башкортостан в первую очередь затрагивает интересы рыбного хозяйства, поскольку водоёмы являются местом обитания промысловых видов рыб, а техногенное загрязнение практически всегда проявляется в накоплении целого ряда химических соединений в различных объектах окружающей среды и биоты. По уровню рыбоводства РБ занимает ведущее место в Приволжском федеральном округе РФ, рыба в основном идет на местное потребление.

Для эффективного развития рыболовства необходимы комплексные исследования по рациональному использованию биологических ресурсов. В этой связи назрела необходимость изучения степени загрязнения водных экосистем на территории Башкортостана для оценки биоаккумуляции и негативного влияния токсикантов на организмы гидробионтов. Особую опасность для водных объектов несут тяжелые металлы, т.к. они не имеют свойства растворяться в воде, они способны всего лишь изменить форму своего существования, сохраняясь в ней длительное время, даже после устранения источника загрязнения [2].

Тяжелые металлы, дибензодиоксины и полихлорированные бифинилы относятся к наиболее опасным химическим загрязнителям, что обусловлено физиолого-биохимическими особенностями их действия и передачей по трофическим цепям. Рыбы завершают трофические цепи водоема и накапливают тяжелые металлы. В связи с этим исследование ихтиофауны р. Белой, которая имеет для населения значимое пищевое значение, приобрело для нас особую актуальность.

Целью нашего исследования было комплексное изучение состояния реки и оценки ихтиоресурсов по биоаккумуляции тяжелых металлов (Fe, Zn, Cu, Pb) в тканях и органах промысловых видов рыб различных экологических групп реки Белой в районе г. Бирска.

С целью исследования были выбраны виды рыб, которые имеют широкое распространение по всему району исследования и являются преобладающими видами ихтиофауны изучаемого водоема: лещ (Abramis brama), карась обыкновенный (Carassius carassius), карп (Cyprinus carpio carpio) (Н.А. Руднева, 2001).

Материал для исследования был собран с реки Белой. Проведена предварительная влажная минерализация проб в концентрированной азотной кислоте с последующим термическим разложением по методике ПНД Ф 16.1:2.2:2.3:3.36-02. Все концентрации металлов в рыбах рассчитаны в мкг/кг сухой массы [5].

Выбор металлов определялся следующими соображениями: Cu и Zn относятся к биогенным элементам, но при высоких концентрациях могут оказывать негативное воздействие на живые организмы. Кроме того, Cu и Zn являются трассерами антропогенного воздействия. Соединения Cd, Hg и Pb были выбраны потому, что они свидетельствуют об антропогенном характере воздействия на окружающую среду.

Нами была проведена оценка качества воды реки Белой. Результаты исследований представлены в таблице 1.

Тяжелые металлы в экосистеме: влияние на гидробионтов

В лаборатории аналитического контроля водных экосистем ФГБНУ «АзНИИРХ» уже долгое время проводится мониторинг содержания тяжёлых металлов в водной среде, донных отложениях и гидробионтах Азовского, Чёрного морей и Нижнего Дона. Сотрудниками лаборатории разработаны и аттестованы авторские методики определения тяжёлых металлов как в воде и донных отложениях, так и в тканях гидробионтов. Основным методом определения тяжёлых металлов является метод пламенной абсорбции с электротермической атомизацией. В 2016 г. был приобретен атомно абсорбционный спектрометр МГА – 915 МД позволяющий, проводить качественный химический анализ содержания тяжёлых металлов в различных объектах.

Тяжелые металлы относятся к широко распространенным в природных водах загрязняющим веществам. В ряду тяжелых металлов одни крайне необходимы для жизнеобеспечения человека и других живых организмов и относятся к так называемым биогенным элементам. Другие вызывают противоположный эффект и, попадая в живой организм, приводят к его отравлению или гибели. Эти металлы относят к классу ксенобиотиков, то есть чуждых живому. Тяжелые металлы практически не подвержены процессам самоочищения: они лишь перемещаются из одного природного резервуара в другой, взаимодействуя с различными категориями живых организмов.

Специалистами по охране окружающей среды среди металлов-токсикантов выделена приоритетная группа, в которую входят кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк и хром как наиболее опасные для здоровья человека и животных (ртуть, свинец и кадмий наиболее токсичны).

Соединения тяжелых металлов, поступившие в водную среду, немедленно вовлекаются в цепь разнообразных перемещений и превращений под влиянием многочисленных факторов. При этом происходят процессы физические (механическое перемешивание, осаждение, адсорбция и десорбция), химические (диссоциация, гидролиз, комплексообразование, окислительно-восстановительные реакции), биологические (поглощение живыми организмами, разрушение и превращение с участием ферментов и метаболитов), геологические (захоронение в донных осадках и породообразование).

Кобальт, никель, медь, цинк в микроколичествах (нг/кг) являются жизненно необходимыми для организма. Они участвуют в процессах роста, развития и репродукции. Все они существенным образом влияют на метаболические процессы в организме растений и животных. Но индивидуальная потребность в эссенциальных металлах невелика, а в концентрациях, превышающих предельно допустимые, они становятся биологически опасными.

Гидробионты разных трофических уровней могут аккумулировать в своем организме металлы. Токсичность отдельных соединений значительно колеблется и неодинакова для разных гидробионтов.

Токсическое действие большинства тяжелых металлов на рыб обусловлено их ионами. Концентрированные растворы их солей, обладая вяжуще-прижигающим действием, нарушают функции органов дыхания. В слабых разведениях, проникая в организм, они нарушают проницаемость биологических мембран, вызывают угнетение активности ферментов. Гидроокиси железа и марганца, осаждаясь на жабрах и икре, нарушают газообмен, что приводит к асфиксии. С повышенным загрязнением морской воды соединениями титана, железа, кадмия, хрома и других металлов связывают поражение рыб (треска, ершоватки и др.) опухолями (эпидермальная папиллома, псевдоопухоль жабр, карцинома печени) и язвенной болезнью, а также деформацию скелета и воспаление плавников. В клинической симптоматике острых отравлений рыб тяжелыми металлами преобладают нервно-паралитический синдром и нарушение дыхания, которое обусловлено дистрофическими и некробиотическими изменениями в жабрах и коже. При хроническом отравлении симптомы выражены слабо. На первое место выступают деструктивные изменения жаберного аппарата и паренхиматозных органов, анемия и истощение рыб.

Опасность тяжелых металлов как загрязнителей усугубляется тем, что они устойчивы к разрушению в течение многих лет, быстро накапливаются в гидробионтах и очень медленно выводятся из организмов.

Токсические эффекты, вызванные на низших уровнях, обычно нивелируются на более высоких уровнях пищевой цепи, и поэтому не всегда обнаруживаются в видимых реакциях гидробионтов, хотя играют существенную роль в процессах наследования генетических признаков и воспроизводства потомства в более отдаленный период.

Высокие концентрации ртути приводят к тяжелому отравлению, поражению центральной нервной системы, печени, почек и других органов. Кадмий приводит к замедлению роста, некробиотическими изменениями в жабрах, почках, печени. Соединения свинца в высоких концентрациях нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов.

Читайте также: