Содержание тяжелых металлов в мышцах леща из разных плесов Рыбинского водохранилища

Введение. Рыбы являются источником ценных белков, ряда витаминов и минералов, жирных кислот, особенно омега-3, необходимых для здоровья человека. По этой причине и благодаря высоким вкусовым качествам рыбные продукты играют важную роль в рационе людей. Однако возросшее загрязнение из-за промышленной и сельскохозяйственной деятельности, бытовых сточных вод оказывает влияние на гидробионтов, а загрязняющие вещества могут накапливаться в их теле [1, 2].

Рыбинское водохранилище – один из крупнейших искусственных водоемов России, в северо-восточной части которого находится индустриальный центр, откуда поступает большое количество сточных вод в район Шекснинского плеса. Донные отложения в этом участке аккумулируют тяжелые металлы и относятся к самым загрязненным по сравнению с другими плесами, в т. ч. наиболее удаленным от этого района Волжским плесом [3, 4]. Тяжелые металлы считаются устойчивыми соединениями и поступают в организм рыб по пищевым цепям, поэтому их влиянию наиболее подвержены бентофаги [5].

Самым массовым и распространенным видом рыб, питающимся бентосом, населяющим донные отложения, является лещ Abramis brama . Благодаря высокой численности этот вид имеет высокое рыбопромысловое значение в водохранилище. Поэтому изучение содержания тяжелых металлов в мышцах леща представляет интерес как в научном, так и хозяйственном аспекте.

Цель исследования – определение концентрации ряда тяжелых металлов в мышечной ткани леща из плесов Рыбинского водохранилища, отличающихся уровнем антропогенной нагрузки.

Задачи: выявить особенности накопления тяжелых металлов в мышцах леща из Шекснин-ского и Волжского плесов; сравнить полученные результаты с отечественными и международными стандартами.

Объекты и методы. Объектами исследования были особи леща, выловленные в Шекс-нинском и Волжском плесах, загрязненном и условно-чистом участках Рыбинского водохранилища соответственно. Рыб вылавливали тралом в нагульный период, всего было исследо- вано 40 половозрелых, примерно одноразмерных особей. После вылова рыб измеряли, иссекали мышечную ткань и замораживали ее до проведения анализа.

В лаборатории пробу высушивали при 60 °C до постоянной массы. Концентрацию тяжелых металлов определяли на оптическом эмисион-ном спектрометре с индуктивно связанной плазмой (ОЭС ИСП) Optima 2000 DV (Perkin-Elmer, США). В мышцах получали содержание токсичных металлов – кадмия (Cd), свинца (Pb), алюминия (Al) и эссенциальных – хрома (Cr), меди (Cu), марганца (Mn), железа (Fe), кобальта (Co), никеля (Ni), ванадия (V).

Статистическую обработку полученных данных проводили в программе MS Excel 2007 с расчетом средних арифметических показателей и их ошибок (M±m). Различия считались статистически значимыми при P ≥ 0,95.

Результаты и их обсуждение. В результате исследования выявлено, что в мышцах леща из Шекснинского плеса содержалось больше Al, чем в мышечной ткани особей из Волжского плеса. Различие в концентрации Pb в исследуемых тканях рыб из разных плесов было незначительным. Количество Cd в исследованных плесах было подобным (табл. 1).

Таблица 1

Содержание неэссенциальных тяжелых металлов в мышцах леща

Здесь и далее : (*) – статистически значимые различия между плесами, P ≥ 0,95.

Донные отложения в Шекснинском плесе характеризуются более высоким содержанием Cd и Pb, чем в Волжском плесе, причем показатель по Pb превышает ПДК [3]. Концентрация Al в исследованных участках ниже порога токсического действия [4]. Вероятно, из-за большей антропогенной нагрузки на донные отложения Шекснинского плеса содержание Pb и Al в мышцах леща было выше именно в этом районе водохранилища. В мышцах исследованного нами леща содержание Cd и Pb было ниже, Al – выше, чем в мышечной ткани сородичей из Волжского плеса [6, 7].

Известно, что неэссенциальные тяжелые металлы обладают токсическим действием на организм гидробионтов, они могут изменять пищевое поведение рыб, в результате чего снижается пищевая мотивация, нарушается обмен веществ [8, 9]. Ранее нами было показано, что у особей леща, обитающих в районах Рыбинского водохранилища, характеризующихся повышенной антропогенной нагрузкой, обнаружены нарушения липидного и минерального обмена в мышцах и печени, а также снижение уровня потребления пищи и более низкие значения упитанности [5, 10]. Результаты данного исследования по определению тяжелых металлов в мышцах леща подтверждают взаимосвязь накопления токсикантов в организме рыб и их негативного влияния на физиолого-биохимические показатели особей.

В мышцах леща из Шекснинского плеса содержалось больше Fe и Co по сравнению с сородичами из Волжского плеса (табл. 2). Содержание Cu, Mn и Cr в мышечной ткани леща из исследованных плесов достоверно не отличалось. Концентрация Ni и V в мышечной ткани исследованных рыб была ниже предела обнаружения.

Таблица 2

Содержание эссенциальных тяжелых металлов в мышцах леща

Примечание : НПО – ниже пределов обнаружения.

В донных отложениях Шекснинского плеса ученые отмечали повышенное содержание Cr, Cu, Fe и более низкую концентрацию Mn и Ni, чем в Волжском плесе. Стоит отметить, что концентрация Cr и Cu в донных отложениях обоих плесов превышала ПДК, Ni – в Волжском плесе, Fe – в Шекснинском плесе [3, 11]. Концентрация Co в донных отложениях Рыбинского водохранилища не превышала нормативов [4]. Сравнение полученных нами данных и сведений о накоплении тяжелых металлов в донных отложениях Рыбинского водохранилища позволяет сделать вывод о синхронности биоаккумуляции Fe в зависимости от его количества в донных осадках. В мышцах исследованного леща содержалось больше Cr, Cu и Mn, но меньше Co и Ni, чем у сородичей из водоемов этой рыбоводной зоны [6, 7].

Вне зависимости от плесов выявлена следующая закономерность интенсивности аккумуляции металлов в мышцах леща: Ni = V < Co < Cd < Pb < Cr < Mn < Cu < Fe < Al. Результаты нашего исследования по накоплению тяжелых металлов в мышечной ткани леща отличается от данных других авторов [2, 7]. Но преобладание Al над Pb и Cd в мышцах исследованного нами вида отмечают и в других водоемах [1, 6].

В среднем мышцы леща из Рыбинского водохранилища содержали: Cd – 0,005 мг/кг; Pb – 0,048; Al – 10,414; Cr – 0,149; Cu – 0,978; Mn – 0,631; Fe – 8,692; Co – 0,006 мг/кг. Эти значения соответствуют требованиям отечественных и международных стандартов, поэтому мясо леща из Рыбинского водохранилища безопасно для использования в пищу [12]. Необходимо отметить, что многие тяжелые металлы интенсивнее накапливаются в метаболически активных органах, например печени и почках [6, 13, 14]. Вероятно, поэтому содержание большинства тяжелых металлов в мышцах леща из плесов водохранилища достоверно не отличалось и не превышало ПДК. По этой причине необходимо дальнейшее изучение содержания и динамики тяжелых металлов в организме леща, в т. ч. в других органах и тканях.

Заключение. В мышечной ткани леща из Рыбинского водохранилища содержалось: Cd – 0,005 мг/кг; Pb – 0,048; Al – 10,414; Cr – 0,149; Cu – 0,978; Mn – 0,631; Fe – 8,692; Co – 0,006 мг/кг. Концентрация Ni и V была ниже предела обнаружения. Мышцы леща из района водохранилища с большим антропогенным воздействием характеризовались повышенным содержанием Al, Fe, Co. Обнаружена синхронность биоаккууляции Fe в зависимости от его концентрации в донных отложениях. В целом содержание тяжелых металлов в исследованной ткани соответствует требованиям отечественных и международных стандартов, поэтому мышцы леща можно употреблять в пищу. Будущие исследования должны включать в себя аналогичный анализ, включающий метаболии-чески активные органы.