ВОПРОСЫ ИХТИОЛОГИИ, 2015, том 55, № 3, с. 351-355
УДК 597.553.2.591.044
тихоокеанские лососи рода омсоянумснт как вектор переноса стойких загрязняющих веществ в океане
© 2015 г. О. Н. Лукьянова*, **, В. Ю. Цыганков**, М. Д. Боярова**, Н. К. Христофорова**, ***
* Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр — ТИНРО-центр, Владивосток ** Дальневосточный федеральный университет — ДВФУ, Владивосток *** Тихоокеанский институт географии Дальневосточного отделения РАН — ТИГ, Владивосток
E-mail:olgaluk@gmail.com Поступила в редакцию 31.03.2014 г.
Исследовано содержание хлорорганических пестицидов в особях горбуши Опсогкупскт gorbusha и кеты О. keta, выловленных в Охотском море и у тихоокеанского побережья Курильских о-вов во время нерестовых миграций. Установлено, что кета аккумулирует значительно больше загрязняющих веществ, чем горбуша (180 против 70 нг/г сырой массы). Суммарное количество токсикантов, перенесённых этими лососями на российское побережье северо-западной части Тихого океана в 2008— 2010 гг., варьирует в пределах 13.0—35.5 кг в зависимости от численности пропущенных на нерест производителей. Высказывается предположение об экологическом риске для локальных нерестилищ.
Ключевые слова: горбуша Опсо^уп^т gorbusha, кета О. keta, загрязняющие вещества, пестициды, биотранспорт, северо-западная часть Тихого океана.
БО1: 10.7868/80042875215030091
Биогеохимические круговороты элементов в биосфере осуществляются при участии живых организмов и происходят под действием основных экологических факторов. Уникальным примером направленного переноса биогенных элементов в океане являются нерестовые миграции анадром-ных рыб, в том числе тихоокеанских лососей рода Oncorhynchus, которые нагуливаются в океане, а их нерест и раннее развитие проходят в пресной воде, в реках и озёрах. Погибающие после нереста многие миллионы экземпляров рыб оставляют на нерестилищах в составе своих тушек и скелета значительные количества органического вещества. Подобная "морская помпа" по переносу биогенов рассматривается как эволюционный механизм, обеспечивающий успешность развития икры и выживания молоди (Cederholm et al., 1999; Helfield, Naiman, 2001).
Во время нагула в океане и особенно перед нерестовой миграцией лососи аккумулируют резервные липиды как для удовлетворения энергетических затрат, так и для развития гонад во время миграций. Параллельно с накоплением липидов происходит и аккумуляция липофильных стойких загрязняющих веществ (СОЗ), в том числе хлорорганических пестицидов, из морской среды (Ewald et al., 1998; Krümmel et al., 2003). СОЗ способны накапливаться в органах животных и оказывать различные негативные биологические эффекты, нарушая основные метаболические про-
цессы и снижая успешность репродукции (Wong et al., 2012). Присутствие токсикантов в районах нагула лососей, удалённых от хозяйственной деятельности, является следствием их глобального переноса ветрами и течениями из районов использования (тропическая и субтропическая зоны) в умеренные широты. Кроме того, мигрирующие рыбы осуществляют биотранспорт органических поллютантов от субтропических и южно-бореальных к бореальным и субарктическим экосистемам.
Цель исследования — оценить вклад тихоокеанских лососей в переносе хлорорганических пестицидов в процессе биотранспорта из открытого океана на российское побережье дальневосточных морей.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Особей горбуши Oncorhynchus gorbusha и кеты O. keta выловили во время морских экспедиций ТИНРО-центра в Охотском море и у тихоокеанского побережья Курильских о-вов в июне—июле 2013 гг. По 6 экз. каждого вида заморозили при —20°С и доставили в лабораторию. В лаборатории каждую рыбу разделили вдоль на две равные части: из одной половины отобрали пробы органов (печень, мышцы и гонады), из другой приготовили усреднённую пробу. Пробы сырой ткани (10— 20 г) измельчали путём растирания в фарфоровой
352
ЛУКЬЯНОВА и др.
Таблица 1. Концентрация (М ± т, нг/г сырой массы) изомеров гексахлорциклогексана (ГХЦГ) и дихлордифе-нилдихлорэтилена (ДДЕ) в органах горбуши Опевгкупект gorbusha и кеты О. кв(а
ГХЦГ Сумма ГХЦГ и ДДЕ
Проба а-ГХЦГ Р-ГХЦГ Y-ГХЦГ сумма изомеров ДДЕ
Горбуша (6 экз.)
Мышцы 1 9.5 ± 2. 8 4 . 6 ± 2 .3 2 . 7 ± 1 .0 2 6.8 ± 6.0 3 . 2 ± 1 .3 2 9.9 ± 5. 1
3 0.8 ± 10. 5 5 . 1 ± 0 .8 3 . 5 ± 0 .5 39.4 ± 9.6 1 . 4 ± 0 .3 40.8 ± 9. 9
Печень 7 3.4 ± 8. 9 7 . 5 ± 1 .6 13 .4 ± 2.0 94.2 ± 12 . 3 10 .1 ± 1.6 1 04. 2 ± 1 3 .9
2 2 .2 ± 4. 9 8 . 4 ± 5 .8 1 4.2 ± 1.8 3 5.3 ± 13 . 4 0 .2 ± 0.1 3 5.4 ± 13 .5
Гонады 1 01. 3 ± 7. 0 3 5.8 ± 4.6 13 .0 ± 0.6 1 50. 1 ± 11 .0 11.0 ± 0.8 1 61. 1 ± 11 .8
5 2.6 ± 18 . 4 10.1 ± 5.9 7 .0 ± 3.2 6 9.8 ± 25 .4 2 .4 ± 1 .3 7 1.4 ± 25 .6
Тушка 5 1.7 ± 1.3 1 1.8 ± 0.4 7 . 7 ± 0 .6 71.0 ± 1.9 1 2.3 ± 0.1 8 3.4 ± 1. 8
3 4.1 ± 1.0 7 .1 ± 1.0 5 . 0 ± 0 .6 Кета (6 экз.) 46.3 ± 1.2 8 .1 ± 0 .2 5 4.3 ± 1.5
Мышцы 1 9.1 ± 7.5 1 2.2 ± 8.9 4 . 3 ± 2 .9 3 5.7 ± 13 . 5 4. 7 ± 1 .9 40.3 ± 11. 8
22.7 ± 1.9 16.0 ± 5.9 н.о. 3 8.6 ± 7. 8 4.7 ± 1.6 43.3 ± 6. 2
Печень 2 2.6 ± 12 . 8 13.9 ± 7.2 16.5 ± 8.2 48.1 ± 23 . 4 8 . 4 ± 2 .1 5 6 .5 ± 25. 2
3 8.6 ± 11 . 9 1 5.3 ± 4.5 8 .6 ± 6.7 62.5 ± 19 . 5 3 . 4 ± 2 .2 6 5.8 ± 21. 4
Гонады 3 65. 9 ± 47 .5 470. 3 ± 16 0. 1 1 5 6. 4 ± 35 .8 8 76. 0 ± 31 9. 0 1 11.1 ± 8.9 987. 0 ± 3 28. 0
278. 7 ± 7 7.6 1 05. 3 ± 1 1.8 200. 1 ± 33 .7 490. 5 ± 15 0. 6 н.о. 490. 5 ± 1 50. 6
Тушка 8 6.6 ± 5. 8 78.5 ± 44 . 9 3 6.6 ± 7. 0 201. 7 ± 5 6.6 26.8 ± 2.3 228. 5 ± 5 9 .0
7 5.5 ± 15. 5 28.2 ± 8.1 2 9.6 ± 18. 7 1 33. 3 ± 3 1 .5 3 .2 ± 0.2 1 36. 4 ± 3 1 .4
Примечание. Над чертой — самцы, не обнаружен.
под чертой — самки; М ± т — среднее значение показателя и его ошибка; н.о. — пестицид
ступке с безводным сернокислым натрием. Гомо-генат экстрагировали дважды п-гексаном и фильтровали. Объединённый фильтрат выпаривали на водяной бане при температуре 69—70°С. Осадок растворяли в п-гексане, заливали концентрированной серной кислотой, осторожно встряхивали и оставляли на 2—4 ч. После разрушения соэкс-трактивных веществ и расслоения отбирали гек-сансодержащий слой стеклянным шприцем в делительную воронку, очищали концентрированной серной кислотой, далее отмывали дистиллированной водой до рН = 6. Отмытый гексансодержащий слой сушили, фильтруя через сернокислый натрий. Из экстракта выпаривали п-гексан, после чего формировали пробу, растворяя полученный материал в фиксированном объёме (0.5—1.0 мл) п-гексана, и проводили газохроматографическое определение (Клисенко, 1983).
Для хроматографии использовали рабочие стандартные растворы хлорорганических пестицидов (ХОП) — изомеров гексахлорциклогексана (ГХЦГ) и дихлодифенилтрихлорэтана (ДДТ) и его метаболитов (дихлордифенитдихлорэтана (ДДД) и дихлордифенилдихлорэтилена (ДДЕ)) — в диапазоне концентраций 1—100 мкг/мл, приго-
товленные путём разбавления стандартных растворов соответствующим объёмом очищенного я-гексана.
Определение массового содержания ХОП в биоматериале выполняли на газовом хроматографе Shimadzu GC-16A (Япония) с детектором электронного захвата ECD. Капиллярная колонка Shimadzu HiCap CBP5: температура колонки 210°С, инжектора - 250°С, детектора - 280°С; газ-носитель — аргон, давление на входе — 2 кг/см2, делитель потока — 1 : 60, скорость потока газа-носителя через колонку — 0.5 мл/мин. Концентрацию пестицидов выражали в нг/г сырой массы. Статистическую обработку результатов проводили в программе Excel.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Хлорорганические пестициды были обнаружены во всех исследованных образцах тихоокеанских лососей (табл. 1). Наибольшие концентрации пестицидов отмечены в гонадах самцов и самок, у кеты они достоверно больше, чем у горбуши, что может быть связано как с разной жирностью рыб, так и с длительностью нахождения в море.
Таблица 2. Заполнение нерестилищ производителями кеты Опт^уп^ш keta и горбуши О. gorbusha в российской зоне дальневосточных морей в 2008—2010 гг., тыс. экз.
Район Кета Горбуша
2008 2009 2010 2008 2009 2010
Восточная Камчатка 400 2954 405 2915 94497 8757
Западная Камчатка 722 716 392 38949 119 46441
Материковое побережье Охотского моря 3860 8827 5931 3225 28043 1926
Курильские о-ва 105 73 261 1432 1216 2009
Восточное побережье Сахалина 479 514 482 8783 18479 11708
Бассейн Амура 2747 20079 10827 1133 2927 9444
Западная часть Берингова моря 4000 1943 2192 70 170 60
Горбуша возвращается на нерест на следующий год после ската молоди в море, кета же может нагуливаться от двух до пяти лет, аккумулируя в органах различные поллютанты. В печени, гонадах и тушке самцов горбуши, как и в гонадах и тушке самцов кеты, концентрации поллютантов были выше, чем у самок.
Концентрации изомеров ГХЦГ во всех пробах были значительно выше, чем ДДЕ. Степень и дальность переноса зависят от физико-химических свойств поллютанта. Пестициды после применения в жарком климате испаряются из почвы и могут переноситься ветрами на большие расстояния. Так формируется глобальный фон пестицидов на планете, и они обнаруживаются даже в тех регионах, где их применение давно запрещено. В Мировом океане пестициды из тропических и субтропических областей путём атмосферного переноса осаждаются в высоких широтах. Вследствие высокой летучести ГХЦГ его содержание в морской воде Тихого океана увеличивается от субтропиков к северу. ДДТ и его метаболиты, в том числе ДДЕ, напротив, обладают меньшей летучестью и в наибольших концентрациях встречаются в местах непосредственного применения. В 1980—1990-е гг. концентрация ГХЦГ в Тихом океане варьировала в пределах 0.1—7.3 нг/л, наиболее высокие значения регистрировались в северных районах (^&ша, Маскау, 1996; ТапаЬе, 2007). Таким образом, более высокие концентрации ГХЦГ по сравнению с ДДТ у лососей, выловленных севернее 40° с.ш., вполне объяснимы.
Среди изомеров ГХЦГ в тихоокеанских лососях преобладали а- и Р-формы, содержание у-изомера было определяемым, но невысоким. Коэффициент а-ГХЦГ/у-ГХЦГ был больше 1. Во всех пробах отсутствовали ДДТ и ДДД, выявлен только ДДЕ, кроме икры кеты, где ни один из метаболитов ДДТ не был обнаружен.
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.