Chemical and ecological estimation of water currents condition accordingto the results of the analysis of microcells con.pdf ВведениеВ настоящее время не осталось участков земли, которые не подверженыпрямому или косвенному негативному влиянию антропогенных факторов.Наибольшую нагрузку при загрязнении территории испытывают водныеобъекты, которые в силу своих особенностей являются концентраторамитоксикантов [1-2].Основными антропогенными загрязнителями водной среды являются тя-желые металлы (Cu, Zn, Al, Fe, Cd, Pb, Mn, Ni, Cr, As, Hg и их соли), многиеиз которых обладают высокой токсичностью для живых организмов даже вотносительно низких концентрациях. Так, тяжелые металлы не могут бытьподвергнуты дальнейшему разложению, а лишь перераспределяются междубиотическими и абиотическими компонентами, взаимодействуя с различны-ми категориями живых организмов, мигрируя по общей цепи циркуляциивеществ в водоеме [3].В связи с тем что токсическое воздействие металлов начинается послеих попадания в организм, то одним из показателей токсического влиянияможет являться элементный состав тканей. Содержание металлов в живыхорганизмах является результатом сложных процессов их поглощения, рас-пределения в организме, перераспределения и биотрансформации органи-ческими соединениями [4-5].Цель исследования - оценить содержание тяжелых металлов (Cu, Zn, Al,Fe, Cd, Pb, Mn) и Mg в рыбе из рек Човью, Печора и Б. Шайтановка для мо-ниторинга состояния водотоков Республики Коми (РК).Материалы и методики исследованияИсследование водоемов в РК проведено на территории бассейна р. Пе-чора и ее притоков, расположенных на северо-востоке республики, в районерасположения объектов добывающей промышленности [6-10]. Также из-вестно, что в основных почвообразующих породах северо-востока европей-ской части России содержание Cu, Ni, Zn, Fe, Cr, Mn выше по сравнению сцентральными и западными районами таежной зоны России [11].В качестве объекта исследования для мониторинга состояния окружаю-щей среды использовали гольяна обыкновенного (Phoxinus phoxinus L.) и ха-риуса европейского (Thymallus thumallus L.). Для изучения закономерностейраспределения металлов в рыбе и паразитах использовали системы: «хариус(мышечная ткань и печень) - цестоды хариуса (Proteocephalus thymalli)» и«гольян (тушка целиком) - плероцеркоиды гольяна (Schistocephalus sp.)» [12].Рыбу отлавливали из следующих участков (рис. 1):1. Река Човью является левым притоком р. Вычегда, протекает в чертег. Сыктывкара и испытывает значительную антропогенную нагрузку. Из-вестно, что речная вода в районе Сыктывкара содержит в концентрацияхвыше предельно-допустимых нормативов медь и цинк [13].2. Река Печора относится к крупным рекам. В нижнем течении испыты-вает высокую антропогенную нагрузку, и обитающие здесь организмы на-ходятся в состоянии хронического стресса [14]. В районе пос. Якша водахарактеризуется какРис. 1. Карта места сбора материала (I - пункт сбора материала в бассейнер. Вычегда; II - пункты сбора материала в бассейне р. Печора)Материал собран в конце июня - первой декаде июля 2008−2010 гг. Рыбудля каждой пробы брали одного размера и возраста. В каждой точке сбораотлавливали при помощи сачка и удочки гольян, а из р. Б. Шайтановка былотловлен хариус. Каждая анализируемая навеска состояла из смеси тканей10-20 тушек гольяна, 2-3 экз. хариуса, 25 стробил P. thymalli или одногоплероцеркоида Schistocephalus sp. Образцы высушивали в полевых усло-виях, помещали в пробирки без использования консервантов и доставлялив лабораторию. Дополнительная подготовка к анализу заключалась в из-мельчении исследуемых образцов до однородной порошкообразной массы.Определение содержания металлов в рыбе проводили на базе Воронежскогогосударственного университета при помощи энергодисперсионной рентге-новской приставки INCA Energy 250 (Oxford Instruments, Великобритания)на сканирующем электронном микроскопе JSM-6380 LV (JEOL Ltd., Япо-ния) [16-17].Для статистической обработки результатов использовали программуStatSoft Statistica 5.5. Рассчитывали среднее арифметическое, довери-тельный интервал, стандартное отклонение. Корреляционный анализ прово-дили с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена.Результаты исследования и обсуждениеСравнение содержания металлов в гольяне исследуемых водотоков по-казало отсутствие таких элементов, как Mn и Fe (табл. 1). Исследования по-казали наличие повышенных концентраций Cu и Zn, по сравнению с осталь-ными участками, для гольяна из р. Печора, в районе 2,7 км выше пос. Якши,составляющих 650,0 и 390,0 мкг/г сух. массы соответственно (p < 0,05).Известно, что медь и цинк, несмотря на биогенность и участие в качестверегуляторов многих биохимических процессов в организме живых существ,присутствуя в избытке, токсичны для живых организмов [18-21]. Крометого, проведенные исследования показали, что изучаемые образцы рыбы изр. Печора характеризуются повышенным содержанием меди по сравнению сцинком. Без дополнительных исследований нельзя сделать однозначных вы-водов о причинах и источниках повышенных концентраций Cu и Zn в приве-денном участке р. Печора. Можно предположить, что источником металловв рыбе являются остаточные стоки от заброшенных сельхозугодий [15].Т а б л и ц а 1Содержание металлов в гольяне из различных водотоковРеспублики Коми, мкг/г сух. массыЭлемент Mg Cu Zn Al Cd Pbр. Човью 100,0±16,7100,0±11,1190,0±12,370,0±17,69,0±3,5-р. Печора, 2,7 км вышеп. Якша70,0±14,4650,0±13,1390,0±19,360,0±16,9- 13,0±4,5р. Б. Шайтановка 90,0±13,6230,0±14,3280,0±11,7- - -р. Печора, устье р. Гаревки 50,0±9,3170,0±10,9100,0±15,670,0±9,53,0±1,09,0±4,0Отмечено наличие свинца в рыбе из р. Печоры в концентрациях 13,0 мкг/гдля района пос. Якша и 9,0 мкг/г для района устья р. Гаревка. Река Печорав верхнем течении имеет горный характер. Известно, что для горных почвПечорского района РК наличие «природного» свинца максимально [22].Полученные в данной работе результаты показали наличие кадмия в го-льяне р. Печора, в районе устья р. Гаревка - 3,0 мкг/г. Известно, что кадмийпредставляет собой один из самых опасных токсикантов (токсичнее свинца).Он содержится в мазуте и дизельном топливе, сплавах, гальванических по-крытиях, кадмиевых пигментах, аккумуляторах и т.д. [22]. Таким образом,поступление кадмия в указанные водотоки имеет различные источники.Проведенные исследования показали явную корреляционную зависимостьмежду накоплением металлов в рыбе из р. Печора в районе устья р. Гаревка ииз участка водотока в районе пос. Якши (коэффициент ранговой корреляцииk = 0,93), расстояние между которыми составляет более 100 км. Также показа-на корреляционная зависимость между накоплением меди и цинка в гольянеиз всех исследуемых водотоков (kCu-Zn = 0,80), что отражает сходную направ-ленность биохимических процессов для данных металлов в организме рыб.Для рыбы из р. Печора ряд ранжирования концентраций металлов имеетследующий вид: в районе устья р. Гаревки Cu>Zn>Al>Mg>Pb>Cd, в районепос. Якши Cu>Zn>Mg>Al.Т а б л и ц а 2Содержание микроэлементов в рыбе и паразитах из р. Б. ШайтановкаЭлемент Cu Zn MgГольян (тушка) 190,0±11,3 220,0±10,5 90,0±13,4S (плероц) гольяна 340,0±14,7 290,0±13,2 320,0±11,1Хариус (мышцы) - - 20,0±4,7Хариус (печень) 148,0±8,5 70,0±4,6 30,0±4,5Pr (цестода) хариуса 220,0±12,1 150,0±19,5 30,0±4,5В отличие от Верхней Печоры, для которой наличие антропогенного фак-тора минимально, для р. Човью, протекающей в черте г. Сыктывкара, посту-пление кадмия (9,0 мкг/г) может носить как техногенный, так и природныйхарактер, связанный с естественным геохимическим фоном приведеннойтерритории. Концентрация металлов в тушках гольяна из р. Човью убываетв ряду Zn>Cu>Mg>Al>Cd.Содержание металлов в гольяне из р. Б. Шайтановка можно представитьв виде ряда Cu>Zn>Mg. Не обнаружены Al, Cd и Pb, что свидетельствует оботсутствии источников указанных токсичных элементов как в руслообразу-ющих породах водотока, так и от источников хозяйственной деятельности.В мышцах хариуса европейского из р. Б. Шайтановка из исследуемыхметаллов отмечен только магний в концентрации 20,0 мкг/г. Остальные ме-таллы находятся вне диапазона чувствительности используемой методики.В печени хариуса также обнаружены Cu, Zn, Mg. Ранжированный ряд этихметаллов имеет вид Cu>Zn>Mg.Исследование содержания металлов в гольяне и хариусе и их кишечныхпаразитах показало (табл. 2), что наибольшая концентрация металлов харак-терна для паразитов гольяна, наименьшая - для печени хариуса.Ранжированный ряд металлов, содержащихся в тканях P. thymalli, в обагода проведения работ выглядит как Ca>>Cu>Zn>>Mg и совпадает с таковымдля металлов из печени рыб. Для гольяна и его паразитов данной закономер-ности не обнаружено. Так, для гольяна концентрация металлов уменьшает-ся в ряду Zn>Cu>Mg, а для Schistocephalus sp. Cu>Mg>Zn. Распределениемеди, цинка и магния в рыбе и паразитах имеет общую тенденцию (коэффи-циенты ранговой корреляции kMg-Zn = 0,95; kCu-Zn = 0,8; kCu-Mg = 0,65). Можнопредположить, что плероцеркоиды ремнецов вызывают нарушение механиз-мов, регулирующих баланс металлов в организме гольяна. Таким образом, вплероцеркоидах Schistocephalus sp. концентрация Cu, Zn, Mg статистическизначимо выше, чем в тушках гольяна, тогда как в P. thymalli, по сравнению спеченью хариуса, выше содержание только Zn и Cu.ЗаключениеРезультаты исследования показали, что главной причиной различия в со-держании ТМ и Mg в рыбе изученных участков является специфика рус-лообразующих пород. По набору металлов и их ранжированным рядамводотоки относятся к разным геохимическим районам. Устье р. Гаревка ир. Б. Шайтановка - это Верхняя Печора; р-н пос. Якши - Средняя Печора;р. Човью - Средняя Вычегда.Наиболее характерными ТМ для исследуемых водотоков РК являются Cuи Zn. Установленные особенности накопления ТМ и Mg на основе рассчи-танных коэффициентов корреляции показали, что на протяжении р. Печорасохраняется сходство механизмов аккумуляции Zn и Сu рыбой.Также отмечена достаточно тесная связь между жизненной стратегиейпаразита, его способностью накапливать металлы и ранжированными ряда-ми последних, аккумулированных в гельминте и теле его хозяина.

Скачать электронную версию публикации