Анализ особенностей накопления и распределения тяжелых металлов в организме рыб (обзор литературы)

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].

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 [4, 8, 9].

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.

1. Батоян В. В., Сорокин В. Н. Микроэлементы в рыбах Куйбышевского водохранилища // Экология, 1989. № 6. — С. 81–83.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. Кашулин Н. А. Ихтиологические основы биоиндикации загрязнения среды тяжелыми металлами Диссертация и автореферат по ВАК 03.00.10 Апатиты 2000 — с. 381.
10. Кузнецов В. А. Признаки дестабилизации в рыбном сообществе Куйбышевского водохранилища // Актуальные экологические проблемы республики Татарстан. Казань: «Новое знание», 2000. С. 60.
11. Линник П. Н., Набиванец Б. И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. // Гидрометеоиздат, 1986. — с.272.
12. Моисеенко Т. И. Оценка экологической опасности в условиях загрязнения вод металлами // Водные ресурсы. 1999. — Т. 26, № 2. — С 186–197.
13. Перевозников М. А., Богданова Е.А Тяжелые металлы в пресноводных экосистемах. — С.-Петербург, 1999. — с.227.
14. Пономаренко A. M. Эколого-рыбохозяйственные аспекты ртутного загрязнения водохранилищ: Дис. канд. биол. наук. Казань, 2006. — с.116.
15. 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.
16. 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.
17. 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.
18. 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.