ЭКОЛОГИЯ, 2007, № 4, с. 314-316
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 591.521.1(282.256.341)
ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ (Cu, Zn, Cd, Pb) В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ ПЛОТВЫ СИБИРСКОЙ И ЩУКИ СЕЛЕНГИНСКОГО МЕЛКОВОДЬЯ ОЗ. БАЙКАЛ
© 2007 г. С. В. Гомбоева*, Н. М. Пронин**
*Восточно-Сибирский государственный технологический университет 670013 Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40в E-mail: sv2@rambler.ru **Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН 670047 Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6 E-mail: npron@biol.bsc.buryatia.ru Поступила в редакцию 17.04.2006 г.
Ключевые слова: тяжелые металлы, рыбы, оз. Байкал, ПДК.
Опубликованные материалы по содержанию тяжелых металлов (ТМ) в органах рыб из разных водоемов и водотоков, в том числе из оз. Байкал, обычно приводятся без разделения по возрастным группам (Гомбоева и др., 2003). Между тем знание закономерностей изменения содержания ТМ в онтогенезе рыб, помимо интереса с точки зрения возрастной экологии, имеет и прикладное значение для получения репрезентативных проб по их возрастному составу при изучении сезонной динамики и постановки многолетнего мониторинга. В связи с этим цель данной работы - выявить зависимость содержания ТМ (Си, Zn, Cd, РЬ) у типичного бентофага плотвы сибирской Rutilus гиШш 1асшМс и облигатного хищника щуки Esox 1иси от возраста рыб в Селенгинском мелководье оз. Байкал.
Район исследования - залив Черкалов сор оз. Байкал - является южной частью Селенгинско-го мельководья, авандельты р. Селенги. Это мелкий водоем с площадью водного зеркала 3700 га, в который впадают протоки дельты р. Селенги. От оз. Байкал его отделяет узкая песчаная коса, расчлененная несколькими "прорвами". Пробы рыб взяты в июле 2002 г. из сетных и неводных уловов. Отловленную рыбу после определения длины, массы и возраста замораживали и доставляли в лабораторию. Для анализа использовали усредненную пробу органов (печень, жабры, кожа) и ткани (мышцы) от шести особей каждой возрастной группы. Всего исследовано 680 проб (щука -340, плотва - 340) на содержание Си, Zn, Cd и РЬ. Образцы анализировали инверсионно-вольтам-перометрическим методом с помощью системы автоматического вольтамперного анализа "Анализ" (версия 2.02) на полярографе ПЛС-2 (ГОСТ Р 511301-99. Продукты..., 1999). Результаты обработаны методами вариационной статистики
(Лакин, 1990). Далее приведены результаты анализа по элементам.
Медъ. Резкое повышение концентрации во всех органах рыб происходит в период полового созревания (в возрасте 3+ ... 4+ у плотвы и 5+ ... 6+ у щуки) и продолжает увеличиваться в возрасте 7+ ... 8+ (рис. 1). В целом содержание металла в коже, мышцах и жабрах у обоих видов рыб изменяется синхронно, но его концентрации в органах щуки всех возрастных групп значительно ниже, чем у плотвы соответствующих возрастов. Содержание меди в печени плотвы и щуки не подчиняется четкой зависимости от возраста (рис. 2): у плотвы в период полового созревания (3+ ... 4+) оно осталось на том же уровне(12.63 мг/кг) как у младше-возрастных (13.34 мг/кг), так и у старшевозраст-ных (13.44 мг/кг) рыб.
Цинк. Распределение цинка в органах и тканях плотвы аналогично распределению меди: наименьшее - в мышцах (8.04-12.97 мг/кг), наиболее высокое - в жабрах (25.78-50.26 мг/кг). Общая концентрация цинка выше содержания меди. У щуки она максимальна не в жабрах, а в коже (см. рис. 1). У старшевозрастных рыб содержание цинка в жабрах и коже увеличивается с той же закономерностью (г = 0.92), как и возрастная динамика содержания меди: в жабрах плотвы - цинка до 50.23 мг/кг (в 2 раза), а в коже щуки -53.75 мг/кг (более чем в 2 раза).
Свинец. В мышцах, коже и жабрах плотвы и щуки распределение свинца в целом аналогично распределению в этих органах меди: наименьшая концентрация - в мышцах, наибольшая - в жабрах. Как у плотвы, так и у щуки концентрация свинца с возрастом рыб увеличивается (см. рис. 1). Следует особо отметить, что только в печени рыб
ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
315
12
10
8
6
4
2
0
г 60
и £ 50
и 40
н а 30
Н р 20
и И 10
о О 0
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
(а)
0+ 1-2+
3-4+ 5-6+ Zn
7-8+
0+ 1-2+
3-4+ 5-6+ 7-8+ РЬ
6 5 4 3 2 1 0
60 50 40 30 20 10 0
(б)
0+
0+ 1-2+ 3-4+ 5-6+ 7-8+
1-2+ 3-4+ Zn
5-6+ 7-8+
0+ 1-2+ 3-4+ 5-6+ 7-8+ РЬ
0+ 1-2+ 3-4+ 5-6+ 7-8+
Возрастная группа
Рис. 1. Содержание меди, цинка, свинца в мышцах (1), жабрах (2), коже (3) плотвы (а) и щуки (б) по возрастным группам (залив Черкалов сор, 2002 г.).
16 12 8
4 0
г
£
« К
Ц0.10 Й 0.08 ° 0.06 0.04 0.02 0
Си —♦—
2
0+ 1-2+ 3-4+ 5-6+ 7-8+ Cd
0+ 1-2+ 3-4+ 5-6+ 7-8+
60 50 40 30 20 10 0
0.2 1.5 1.0
0.5 0
Zn
0+ 1-2+
3-4+ 5-6+ 7-8+ РЬ
0+
1-2+ 3-4+ 5-6+ 7-8+
Возрастная группа
Рис. 2. Содержание меди, цинка, свинца в печени по возрастным группам плотвы (1) и щуки (2) (залив Черкалов сор, 2002 г.).
1
распределение свинца полностью совпадает с другими органами.
Кадмий у младшевозрастных групп в мышцах, коже, жабрах и печени не зарегистрирован. Сле-
довые концентрации металла отмечаются у рыб старшевозрастных групп (7+ ... 8+): у плотвы - в мышцах (0.0018 мг/кг), коже (0.031 мг/кг) и жабрах (0.005 мг/кг), у щуки - в мышцах (0.032 г/кг).
ЭКОЛОГИЯ < 4 2007
316
ГОМБОЕВА, ПРОНИН
Кадмий обнаруживается в печени плотвы (до 0.49 мг/кг) и щуки (до 0.9 мг/кг) с возраста 3+ ... 4+, а с возрастом рыб увеличивается.
Повышенная концентрация кадмия в печени связана с большим содержанием специфических низкомолекулярных белков с сульфгидрильными группами металлотионеина, которые способны связывать металлы, концентрируя их в органе. Невысокое содержание металлов в коже с чешуей объясняется малой активностью биохимических процессов в этом органе, выполняющих в основном покровную функцию (Немова, Высоцкая, 2004).
Таким образом, в результате проведенных исследований установлена четкая положительная корреляция содержания меди, цинка, свинца в мышцах, жабрах и коже с возрастом рыб, поэтому при постановке мониторинговых исследований целесообразно отбирать пробы у старшевоз-растных рыб. Концентрация ТМ в тканях и органах рыб снижается в ряду цинк - медь - свинец -кадмий. Абсолютным доминантом по содержанию во всех органах является цинк. Во всех возрастных группах плотвы и щуки наиболее высокое содержание этих элементов регистрируется в жабрах, меньше - в коже и минимальное - в мышцах. Исключением из этого ряда является более высокое содержание цинка в коже щуки.
Возрастная динамика содержания ТМ в печени (в органе с наибольшей метаболической активностью) существенно отличается от динамики накопления их в жабрах, коже и мышцах. Содержание меди в этом органе не зависит от возраста, цинка - имеет слабую обратную зависимость, а кадмия - слабую прямую зависимость. Только распределение свинца в печени по возрастным
группам плотвы и щуки имеет четко положительную корреляцию (r = 0.97).
Закономерности распределения тяжелых металлов по возрастным группам у бентофага плотвы и хищника щуки практически одинаковы. В целом их содержание в мышцах плотвы и щуки залива Черкалов сор невелико и меньше нормативов, установленных для пищевых продуктов (Санитарные..., 1997), хотя их концентрация в воде в тот же период может превышать ПДК в несколько раз (Хажеева и др., 2005).
Сбор материала проведен при частичной поддержке интеграционного проекта СО РАН № 99, а их анализ - по гранту РФФИ № 05-04-97268 (р_байкал_а).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Гомбоева C.B., Пронин Н.М., Цыренов В.Ж. Распределение тяжелых металлов в органах и тканях рыб с различным типом питания в прибрежно-соровой зоне Байкала // Сиб. экол. журн. 2003. Т. 10. № 5. С. 561-564. ГОСТ Р 51301-99. Продукты пищевые: продовольственное сырье. Инверсионно-вольтамперометриче-ские методы определения содержания токсичных элементов (кадмия, свинца, меди и цинка). М., 1999. 24 с. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. школа, 1980. 293 с. Немова НН, Высоцкая Р.У. Биохимическая индикация состояния рыб. М.: Наука, 2004. 215 с. Санитарные правила и нормы (СанПиН) 2.3.2.560-96. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. М., 1997. 269 с.
Хажеева ЗИ, Пронин Н.М., Раднаева Л.Д. и др. Особенности накопления тяжелых металлов в воде, донных отложениях и биоте залива Черкалов сор оз. Байкал // Химия в интересах устойчивого развития. 2005. № 3. С. 95-102.
ЭКОЛОГИЯ < 4 2007
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.