Сравнительная характеристика содержания тяжелых металлов в промысловых видах рыб Куйбышевского водохранилища

Для биогеохимического исследования рыбы использовали половозрелых жизнеспособных особей, в возрасте шести лет, длина тела (с хвостовым плавником) составила у леща от 33 до 43; у синца от 18 до 23; у щуки от 37 до 50. Для получения статистически достоверных результатов для каждой пробы использовано от 19 до 25 особей. Этой операцией достигалось количественное интегрирование каждой пробы.

Для физико-химического анализа использовали дифференцированные пробы различных тканей и органов исследуемых рыб: мышцы, жабры, чешуя, печень, гонады. После отбора проб исследуемых гидробионтов (лещ, синец, щука), органы и ткани рыбы были упакованы в полиэтиленовые пакеты и хранились в морозильной камере холодильника, согласно ГОСТ 7631-85.

Валовое содержание ТМ (Fe, Zn, Cu, Ni, Cr) в пробах биологических образцах определяли атомно-абсорбционным методом на спектрометре «Спектр-5М» по методике ПНД Ф 16.1:2.2:2.3:3.3602. Пробоподготовку биологического материала для физико-химического анализа проводили согласно ГОСТ 26929-94. Результаты анализов обрабатывались с помощью программы Microsoft Excel.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Прослеживая способность металлов к накоплению в тканях и органах рыб, необходимо учитывать их трофический уровень, определяющий механизм поступления и особенности накопления металлов. В течение всего онтогенеза рыб металлы из окружающей среды и кормовых компонентов поступают и аккумулируются в различных органах и тканях [5]. Проблема аккумуляции ТМ в тканях и органах основных промысловых видов рыб Куйбышевского водохранилища стоит очень остро, в связи с использованием их в пищу населением. Большая биогеохимическая роль способа питания рыбы подчеркивается во многих работах, причем, как правило, в хищных рыбах микроэлементов содержится меньше, чем в планктофагах. В этой связи контроль изменения степени аккумуляции тяжелых и токсичных металлов (Zn, Cu, Cr, Pb,

Fe) в рыбах Куйбышевского водохранилища актуален и необходим.

На рис. 1 представлено содержание ТМ в тканях и органах леща (8+) Куйбышевского водохранили- ща. Установленные нормативные показатели содержания ТМ в продовольственном сырье и пищевых продуктах (ПДК, мг/кг): железа – 30,0; цинка – 40,0; меди – 10,0; хрома – 1,0; свинца – 1,0 [6].

Рис. 1. Содержание ТМ в тканях и органах леща (6+) Куйбышевского водохранилища, мг/кг сырой массы (2010 г.)

Во всех исследуемых органах леща содержание

Высокое содержание меди, из исследуемых ор- хрома, меди и свинца не превышают установленные нормативы ПДК. Превышение ПДК по железу наблюдается у самок леща в жабрах – 2,1; сердце – 1,3; печени – 7,9; гонадах – 1,6. У самцов леща нормативы ПДК по железу превышены в сердце – 1,2; жабрах – 1,2; печени – 7,5; гонадах – 1,5. Превышение ПДК по содержанию цинка наблюдается у самок и самцов леща, в равной степени в сердце – 1,1; печени – 2,2.

Содержание всех исследуемых ТМ в тканях и органах самок леща (6+) выше, чем у самцов. В распределении ТМ по организму самок отмечены некоторые особенности, представленные в следующих рядах: в мышцах и сердце – Zn>Fe>Cu>Cr>Pb, в печени – Fe>Zn>Cu>Pb>Cr, в жабрах, чешуе и гонадах – Fe>Zn>Cu>Cr>Pb. У самцов ряд содержания ТМ по органам выглядит следующим образом: в мышцах и сердце – Zn>Fe>Cu>Cr>Pb, в жабрах, чешуе и гонадах – Fe>Zn>Cu>Cr>Pb; в печени – Fe>Zn>Cu>Pb>Cr.

ганов леща, отмечается в мышцах, сердце и печени. Наибольшая концентрация хрома обнаружена в мышцах и сердце леща. Значительное содержание этого металла отмечено в жабрах и чешуе, которые активно участвуют в обмене хрома между рыбой и окружающей средой. Свинец больше всего аккумулируется в печени и мышцах, так его содержание в печени самок составляет 1,2 ПДК. Наряду с этим, значительное содержание свинца отмечено в жабрах и чешуе. Данный факт, возможно, свидетельствует о двух путях поступления этого поллютанта в организм рыбы: трофический и сорбционный.

Установленное повышенное содержание железа и цинка в исследуемых органах можно объяснить активным участием этих элементов в метаболических процессах и избыточном поступлении этих металлов в организм рыб из компонентов окружающей среды.

На рис. 2 показано содержание ТМ в тканях и органах синца (6+) Куйбышевского водохранили-

Рис. 2. Содержание ТМ в тканях и органах синца (6+) Куйбышевского водохранилища, мг/кг сырой массы (2010 г.)

Содержание цинка, хрома, меди и свинца во всех исследуемых тканях и органах синца (6+) находится в пределах ПДК. Превышение нормативов ПДК у самок и самцов синца отмечается по железу в сердце, печени и гонадах. Превышение Fe у самок: в сердце - 1,3; печени - 3,4; гонадах - 1,4; у самцов: в сердце - 1,2; печени - 3,4; гонадах - 1,4.

Содержание определяемых ТМ в тканях и органах самок синца (6+) выше, чем у самцов. Характер распределения поллютантов у самок и самцов сходен и выглядит следующим образом: в мышцах, сердце, жабрах и гонадах - Fe>Zn>Cu>Cr>Pb; в чешуе - Zn>Fe>Cu>Cr>Pb; печени -Fe>Zn>Cu>Pb>Cr.

тенсивно накопление элементов происходит в органах, контактирующих с водой: чешуе, жабрах [7].

Распределение меди по органам синца выглядит следующим образом: чешуя ^ жабры^ серд-це^печень^мышцы^гонады. Наибольшая концентрация меди у синца наблюдается в чешуе и жабрах, также отмечается значительное содержание свинца в этих органах. Установленное высокое содержание меди в печени, сердце и мышцах показывает характер её аккумуляции в организме синца. Высокое содержание хрома отмечается в мышцах, у самок его концентрация выше. Самое высокое содержание свинца обнаружено в печени и мышцах синца.

Содержание ТМ в тканях и органах щуки представлено на рис.3.

В представленной литературе по исследуемой теме отмечается избирательное накопление ТМ различными органами рыб, причем наиболее ин-

Рис. 3. Содержание ТМ в тканях и органах щуки (6+) Куйбышевского водохранилища, мг/кг сырой массы

(2010 г.)

В результате исследования установлено, что в организме щуки в пределах норматива ПДК содержатся цинк, медь, свинец. Отмечено превышение ПДК по железу у самок и самцов в жабрах - 1,1; печени - 1,8. Интенсивное накопление элементов в жабрах, вероятно, является следствием кратковременного воздействия сточных вод.

Аккумуляция исследуемого ряда ТМ у самок щук (6+) во всех исследуемых тканях и органах выше, чем у самцов. Чётко фиксируется неравномерность накопления ТМ различными органами. В частности, распределение ТМ у самок имеет следующий вид: в мышцах, жабрах, печени и чешуе -Fe>Zn>Cu>Cr>Pb, в гонадах, сердце -Fe>Zn>Cu>Pb>Cr. У самцов ряд содержания ТМ по органам выглядит следующим образом: в мышцах, жабрах, чешуе - Fe>Zn>Cu>Cr>Pb; в печени и сердце - Zn>Fe>Cu>Cr>Pb, в гонадах -Fe>Zn>Pb>Cu>Cr.

Высокое содержание меди отмечается у щуки в печени и сердце; свинца - в гонадах; хрома - в мышцах. Установленные низкие значения хрома, свинца в жабрах и чешуе щуки, возможно, свидетельствуют о трофической природе их аккумуляции [8].

ВЫВОДЫ

• 1.    Установлено избирательное накопление ТМ исследуемыми гидробионтами. Из исследуемого ряда рыб наибольшее содержание железа и цинка наблюдается во всех тканях и органах леща, отмечается максимальное накопление свинца в печени. В тканях и органах синца установлена высокая аккумуляция хрома. Накопление меди и свинца наблюдается в тканях и органах щуки.

• 2.    Содержание меди находится в пределах норматива ПДК во всех тканях и органах исследуемых видов рыб. Превышение ПДК по железу отмечено у леща в жабрах, сердце, печени и гонадах; у синцов в сердце, печени и гонадах; у щук в жабрах и печени. По цинку ПДК превышено у лещей в сердце и печени. Содержание хрома выше ПДК в печени щук. Свинец превышает ПДК в печени самок лещей.

• 3.    Содержание определяемых ТМ (Zn, Cu, Fe, Cr, Pb) в тканях и органах самок исследуемого ряда рыб (лещ, синец, щука) выше, чем у самцов.

• 4.    Распределение ТМ в организмах леща, щуки и синца характеризуется неоднородностью, что определяется физико-химическими свойствами элементов, функциональными особенностями тканей и органов, эколого-биологическими характери-

• стиками изучаемых видов рыб. Аккумуляция ТМ у леща наблюдается в основном в печени (железо, цинк, медь и свинец); в мышцах – хром. Установленная закономерность аккумуляции ТМ у синца следующая: в печени – железо и свинец; в чешуе – цинк и медь; в мышцах и сердце – хром. Закономерность накопления металлов у щуки определяется высоким содержанием в печени – железа; в чешуе – меди; в мышцах – железа, хрома, свинца и цинка.