БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2013, № 2, с. 85-93
УДК 574.52
ДИОКСИНЫ И ПОЛИХЛОРИРОВАННЫЕ БИФЕНИЛЫ В МЫШЦАХ РЫБ ИЗ РЕК ЧЕЧЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ © 2013 г. З. К. Амирова*, И. Я. Шахтамиров**
*Башкирский республиканский научно-исследовательский экологический центр, 450075 г. Уфа, проспект Октября, д. 147, e-mail: ecocnt@ufanet.ru **Чеченский государственный университет, 364907г. Грозный, ул. Киевская, д. 33 Поступила в редакцию 25.03.2011 г.
Исследовано загрязнение рек Чеченской Республики токсичными полихлорированными дибензо-пара-диоксинами, дибензофуранами и полихлорбифенилами с использованием нескольких видов рыб. Загрязнение водной сети Чечни диоксиноподобными ксенобиотиками оценено как невысокое. Установлены тенденции изомерспецифической биоаккумуляции токсикантов различными видами пресноводных рыб. Показано более высокое загрязнение р. Терек по сравнению с ее притоком — р. Сунжа. Проведен анализ возможных источников загрязнения и путей его распространения в экосистеме региона.
Ключевые слова: полихлорированные дибензо-пара-диоксины, полихлорированые бифенилы, реки Терек и Сунжа, пресноводная рыба, загрязнение.
DOI: 10.7868/S0320965213010038
ВВЕДЕНИЕ
В последние 30 лет большое внимание уделяется проблеме загрязнения окружающей среды крайне опасными ксенобиотиками — стойкими органическими загрязнителями (СОЗ), такими как полихлорированные дибензо-пара-диоксины, дибензофураны (ПХДД/Ф) и полихлорированные бифенилы (ПХБ). Стойкие органические загрязнители представляют собой малолетучие химические соединения, обладающие мутагенным, имму-нодепрессантным, канцерогенным, тератогенным и эмбриотоксическим действиями [6]. Масштабы антропогенного загрязнения диоксинами и ПХБ, их миграция и замедленный метаболизм в природных объектах и высокая интенсивность биоаккумуляции обусловливают необходимость организации постоянного эколого-аналитического мониторинга этих соединений во всех природных средах, биоте и организме человека. Методические основы его проведения изложены в документах Стокгольмской конвенции по СОЗ (2001 г.) и в Руководстве UNEP Chemicals [16]. Целевыми объектами мониторинга служат ткани животных и гид-робионтов (рыб и моллюсков) — эффективных концентраторов СОЗ в связи с их высокой липо-фильностью, обусловливающей эффекты биоаккумуляции и биомагнификации, ярко выраженные в аквасистемах.
Накопление ксенобиотиков в рыбе не обязательно приводит к ее гибели, однако загрязненная рыба — один из основных источников поступления диоксинов и ПХБ в организм питающихся ими животных, птиц и человека, а концентрирование этих веществ в тканях гидробионтов способствует появлению летальных мутаций, уродств и приводит к рождению нежизнеспособной молоди. Наибольшие концентрации ксенобиотиков диоксинового ряда наблюдаются в тканях рыб, обитающих в водоемах вблизи химических, целлюлозно-бумажных и металлургических заводов [1, 2]. Пример исследований — работы по контролю загрязнения в Венецианской лагуне (рыба и моллюски), в Великих озерах США и Канаде (рыба), Арктике (рыба, морские животные) и т.д. [9—12]. Выявлены также видовые особенности биоаккумуляции диоксинов [11]. Изучен состав конгенеров и пространственное распределение ПХБ в донных отложениях и тканях рыбы в акватории Рыбинского водохранилища [7].
Исследований по оценке загрязнения диоксинами и диоксиноподобными ПХБ поверхностных вод и аквабиоты рек Северного Кавказа нет. Последствия военных действий, неконтролируемого сжигания нефтепродуктов, нарушенная система очистки промышленных и коммунальных сточных вод городов и селений — вероятные факторы загрязнения почвенного покрова и поверх-
Таблица 1. Морфометрические и биологические характеристики рыб
Номер станции Вид рыбы Возраст, лет Длина, см Масса, кг Пол Стадия зрелости гонад
1 Короткоголовый усач 3+ 33 2.5 Самка IV
2 Большеротый буффало 2+ 18 0.8 Самец IV
Короткоголовый усач 2+ 21 1.8 Самка IV
3 Большеротый буффало 3+ 30 1.5 Самец V
Короткоголовый усач 4+ 42 3.2 Самка IV
5+ 48 3.8 » IV
Сом 2+ 35 0.6 Самец IV
4 Большеротый буффало 2+ 20 0.9 » IV
Сом 6+ 48 1.6 Самка V
ностных вод [8]. Следует отметить, что экологическое состояние речной сети Чеченской Республики неудовлетворительное. Доля проб воды, не отвечающей гигиеническим нормативам по сани-тарно-химическим показателям, составила в 2008 г. 34.5%. Загрязнение р. Терек происходит также в результате хозяйственной деятельности других соседствующих с Чечней республик: Грузии, Северной Осетии и Кабардино-Балкарии [3].
Мониторинг СОЗ имеет особенности, связанные с проблемами аналитического обнаружения соединений на сверхнизких уровнях (10-10—10-12 г), предполагает применение техники прецизионного анализа и не всегда может проводиться по классическим схемам. Для его оптимизации на первом этапе вместо сотен измерений содержания СОЗ в поверхностных водах рек целесообразно получить оценочные данные по уровню загрязнения, используя интегральный показатель их содержания в рыбе. При обнаружении существенных отклонений от фона следует второй этап — исследование поверхностных и сточных вод и донных отложений для выявления источника поступления СОЗ в водный объект.
Цель работы — получение первичных данных для предварительной оценки уровня загрязнения рек Чеченской Республики СОЗ.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводили в осенний период 2010 г. на реках Терек и Сунжа, протекающих по территории Гудермесского, Надтеречного и Наурского районов Чеченской Республики (рис. 1). Рыбу отлавливали на всем протяжении р. Терек (ст. 3—5, как контрольные участки) и в низовьях впадающей в него р. Сунжа (ст. 1 и 2), учитывая расположение потенциальных источников загрязнения — городов Грозный и Гудермес. В качестве природных биоконцентраторов СОЗ использованы три вида рыб, распространенных в бас-
сейне этих рек: сом (Silurus glanis Linnaeus) — 2 экз., усач короткоголовый (Barbus brachyceph-alus Kessler) — 4 экз. и большеротый буффало (Ictiobus cyprinellus Valenciennes) — 3 экз. Отловлено 9 особей (табл. 1). Длину тела, массу, пол, стадию зрелости гонад и возраст рыб определяли по числу годовых колец на чешуе и лучевых костях плавников по общепринятым методикам [4]. Содержание СОЗ определяли в мышцах рыб. Для этого после удаления костей и чешуи объединенные пробы мышц с боковой части каждой особи гомогенизировали перемалыванием сырой массы, затем замораживали и хранили до проведения анализа при температуре —18°С.
Аналитические измерения выполнены в лаборатории ГБУ РБ БРЭЦ, г. Уфа (№ РОСС RU.0001.510275). Содержание ПХХДД/Ф и диок-синоподобных ПХБ-ВОЗ определяли методом изотопного разбавления с использованием капиллярной хроматографии и масс-спектромет-рии высокого разрешения в соответствии с процедурами ШЕРА 1613А и ШЕРА 1668В. Эти методики позволяют надежно идентифицировать ксенобиотики на фоновом уровне с использованием в качестве внутреннего стандарта наборов изотопномеченых аналогов всех 17 изомеров и гомологов диоксинов и 12 ПХБ-ВОЗ [14, 15]. Кон-генерный состав исследованных СОЗ анализировали с помощью измерительной системы, состоящей из хроматографа Carlo ЕгЬа 8035 и масс-спектрометра высокого разрешения Autospec-Ul-tima (VG) в режиме электронного удара (36 эВ) с разрешением >10000. Абсолютный предел обнаружения 2,3,7,8-ТХДД составил 10 фг. Изомеры ПХДД/Ф и ПХБ разделяли на неполярной капиллярной колонке RESTEK RTX — Dioxin, длиной 60 м, толщиной пленки жидкой фазы 0.15 мкм (5%-ный фенил — метилполисилоксан), газ-носитель — гелий. Содержание 29 конгенеров ПХДД/Ф и ПХБ (С,) представляли в эквивалентах токсичности (TEQ-WHO), рассчитанных по формуле
, Ищерская
У)
Знаменское'
Наурская
Братское
, Червленная
Толстой-Юрт
Шелковская
2
Серноводск
^чхой-Мартан
Грозный
.Сунжа
Мескер-Юрт
Брагуны 'удермес
Белгатой
Гойты Урус-Мартан
° Шали
►Курчалой
9
Автуры
Мескеты
Ножай-Юрт
Зандак
ТТТатой
Чу
Г 1
V
Ведено
И
тум-Кале
Шарой
Рис. 1. Места вылова рыб из рек Терек и Сунжа на территории Чеченской Республики.
TEQ = ZTEF¡■ х С; с учетом коэффициентов эквивалентной токсичности (WHO-TEF1998) на 1 г сырой массы мышц или липидов, массу которых определяли гравиметрическим методом. Использованы коэффициенты эквивалентной токсичности для млекопитающих (TEFm) и для рыб (TEFf) [17].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Результаты изомерспецифического количественного химического анализа 17 конгенеров ПХДД/Ф и 12 ПХБ-ВОЗ в мышцах рыб приведены в табл. 2. Представлены концентрации инди-
Таблица 2. Содержание ПХДД/Ф и ПХБ в тканях рыб из рек Чечни (концентрация, пг на 1 г липидов)
00 00
И
К О Й О м К
¡4
и Д
ч и Д Д
д
X и
о
й
£ ю
ПХДЦ/Ф/ПХБ ТЕРт III, Номера станций Среднее ± 8
1 2 3 4 5
Усач Усач Буффало Буффало Усач Усач Сом Буффало Сом
2,3,7,8-ТХДД 1 1 0.34 0.4 0.5 1.67 0.31 0.64 2.58 1.47 1.86 1.07 ±0.85
1,2,3,7,8-ПнХДД 1 1 0.86 0.36 0.67 1.67 0.37 0.37 2.1 2.13 1.86 1.15 ±0.77
1,2,3,4,7,8-ГкХДЦ 0.1 0.5 0.31 0.14 0.83 0.87 0.55 0.75 0.97 1.87 2.14 0.94 ±0.67
1,2,3,6,7,8-ГкХДЦ 0.1 0.01 0.9 0.97 1.08 4.86 0.46 0.44 2.58 2.13 2.29 1.69 ± 1.46
1,2,3,7,8,9-ГкХДД 0.1 0.01 0.18 0.34 1.04 6.09 0.21 0.66 2.58 2.07 2.14 1.70 ± 1.88
1,2,3,6,7,8-ГпХДЦ 0.01 0.001 2.23 0.93 1.87 6.45 1.35 0.64 7.59 1.8 14 4.10 ±4.46
охдд 0.0001 0.0001 2.62 1.89 3.24 19.42 6.15 3.26 24.88 29.4 21.29 12.46 ± 11.1
2,3,7,8-ТХДФ 0.1 0.05 23.09 13.12 1.87 25.58 21.41 20.14 36.35 0.8 20 18.04 ± 11.29
1,2,3,7,8-ПнХДФ 0.05 0.05 1.05 2.25 1.54 4.42 2.08 1.34 7.11 2.67 5.43 3.10 ±2.09
2,3,4,7,8-ПнХДФ 0.5 0.5 2.28 0.89 0.79 6.3 3.67 1.75 11.15 2.7 6.43 4.01 ± 3.39
1,2,3,4,7,8-ГкХДФ 0.1 0.1 1.75 3.1 1.25 3.04 0.73 0.46 3.23 3.07 11.14 3.09 ± 3.21
1,2,3,6,7,8-ГкХДФ 0.1 0.1 0.73 1.8 0.92 4.49 1.25 0.5 1.45 2.53 21.71 3.93 ±6.78
1,2,3,7,8,9-ГкХДФ 0.1 0.1 1.02 0.3 0.33 1.74 1.04 0.64 1.78 1.87 1.57 1.14 ±0.62
2,3,4,6,7,8-ГкХДФ 0.1 0.1 0.6 0.12 0.79 4.06 1.28 1.2 2.58 4.67 8.86 2.68 ±2.8
1,2,3,4,6,7,8-ГпХДФ 0.01 0.01 1.47 0.59 1.04 3.62 1.59 0.44 8.08 2.67 9.29 3.20 ± 3.28
1,2,3,4,7,8,9-ГпХДФ 0.01 0.01 0.73 0.53 0.83 5.07 0.61 0.74 1.62 2.2 1.71 1.56
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.