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.

Литература:

1. Авцын, А. П. Микроэлементозы человека/ А. П. Авцын, А. А. Жаворонков, М. А. Риш, Л. C. Строчкова // — М.: Медицина. 1991. — 496 с.
2. Алексеев, Ю. В. Тяжелые металлы в почвах и растениях // Л: Агропромиздат, 1987 г.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. Добровольский, В. В. Учебник для студ. высш. учеб, заведений // М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 400 с.
10. 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.
11. Ильин, В. Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение/ Новосибирск: Наука, 1991 г.
12. Ковалевский, А. Л. Биогеохимия растений/ Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1991.-288с.
13. 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.
14. Ковда, В. А. Биогеохимия почвенного покрова/ М.: Наука, 1985.-263 с.
15. Линник, П. Н. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах/ Б. И. Набиванец // Гидрометеоиздат, 1986. 272 с.
16. 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.
17. Моисеенко, Т. И. Оценка экологической опасности в условиях загрязнения вод металлами // Водные ресурсы. 1999. — Т. 26, № 2. -С 186–197.
18. Мудрый, И. В. Влияние химического загрязнения почвы на здоровье населения/ И. В. Мудрый // Гигиена и санитария. -2008. — № 4. — С. 32–37.
19. 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.
20. Перевозников, М. А. Тяжелые металлы в пресноводных экосистемах/ Е. А. Богданова — С.-Петербург, 1999. — 227 с.
21. Пономаренко, A. M. Эколого-рыбохозяйственные аспекты ртутного загрязнения водохранилищ: Дис. канд. биол. наук. Казань, 2006. — 116 с.
22. 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.
23. 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.
24. 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.