Уровень биокумуляции тяжелых металлов в тканях рыб Капшагайского водохранилища
Введение
В условиях все возрастающего антропогенного влияния на водные экосистемы на современном этапе большую актуальность приобретают исследование загрязнения водоемов тяжелыми металлами. При осуществлении комплексных программ мониторинга для оценки экологического состояния водоемов чрезвычайно важными являются данные, касающиеся особенностей накопления тяжелых металлов в тканях различных гидробионтов и включения их биотический круговорот. Среди загрязняющих веществ значительную опасность для водной биоты представляют именно тяжелые металлы, поскольку в отличие от органических загрязнителей, металлы не распадаются и не исчезают, а могут только перераспределяться по компонентам экосистемы водоема, при чем передвижение их происходит, по имеющимся научным данным, в возрастающих количествах по трофической цепи.
Накопление токсичных соединений, в т. ч. тяжелых металлов в тканях промысловых рыб регистрируются в водоемах всех водных бассейнов Казахстана [1-4]. Основной причиной возникновения подобных явлений служат антропогенное загрязнение водоемов сточными водами и воздушными выбросами промышленных предприятий и трансграничный перенос токсикантов по главным рекам.
Не является исключением Капшагайское водохранилище, подверженное в известной степени влиянию указанных выше факторов. Трансграничный приток по р. Или характеризуется повышенным содержанием меди, цинка и других элементов, превышающим уровень ПДК. Имеет место загрязнение водохранилища, особенно южное его побережье, водами левобережных притоков, как Каскелен, Мал. и Бол. Алматинки, Талгар, Иссык и др., протекающие через ряда городов и крупных населенных пунктов [5-7].
Следует отметить, что уровень бионакопления токсикантов в промысловых рыбах Капшагайского водохранилища изучается только специалистами КазНИИ рыбного хозяйства. За последний 20-летний период публикации в республике по данному вопросу со стороны других научных учреждений в литературе не встречается.
Материал и методы исследований
В весеннее-летний период 2011 г. в тканях промысловых рыб сазана, судака и леща из Капшагайского водохранилища определяли содержание меди, цинка, свинца и кадмия, которые считаются приоритетными и обладающими высокой токсичностью. На токсикологический анализ подвергалось 30 экз. разновозрастных рыб, выловленных на отдельных характерных участках водоема. Анализ тяжелых металлов проводился инверсионным вольтамперметрическим методом [8].
Результаты исследований и их обсуждение
В таблице 1 представлена средние значения уровня накопления металлов в тканях рыб в сравнении с материалами раннее выполненных нами исследований. В 2011 г. значительный рост концентрации в мышцах рыб отмечен по цинку в среднем до 20 мг/кг с максимумом в мышечной ткани леща. Уровень кумуляции других металлов в мышцах рыб в 2011 г. был в целом одного порядка с полученными данными в 2003 и 2004 гг., хотя обнаруживается незначительное снижение средней концентрации свинца и кадмия. Рост уровня накопления цинка в мышцах рыб, очевидно, обусловлен увеличением концентрации этого элемента в воде водохранилища в последние годы.
Четкой зависимости кумуляции металлов в рыбах от их возраста обнаружить не удалось. Однако выявлены факты, когда в старшевозрастных особях отдельных видов рыб концентрация элементов имеет заметную тенденцию к росту. Так, максимальная концентрация всех четырех элементов регистрируется в особях леща возраста от 7+ до 12+. Максимальный для сазана уровень кумуляции кадмия обнаруживается в особях 7+ и 9+, свинца и меди в особях возраста 7+, также встречались экземпляры сазана 3+ и 7+, в мышечной ткани которых отмечается максимальная концентрация цинка.
Наиболее высокое накопление в мышцах всех трех видов рыб характерно для цинка: до 41 мг/кг в особях леща (12+), судака - 28 мг/кг и сазана 21 мг/кг. Максимальный уровень меди, свинца и кадмия накапливают бентосоядные лещ и сазан. Хищник-судак также накапливает в своих мышцах все изучаемые виды металлов в более равномерных концентрациях.
По результатам токсикологических исследований подавляемое большинство случаев максимального накопления металлов отмечено в рыбах, выловленных вдоль южного побережья водохранилища, включая Каскеленский залив в приплотинной зоне, т. е. в районах, подверженных загрязнению водами левобережных притоков, о чем сказано выше. Минимальные уровни накопления и случаи отсутствия остаточных концентрации металлов регистрируются в рыбах из остальных частей водоема. водоем металл рыба биомиграционный
В таблице 2 представлены коэффициенты накопления (КН) металлов в мышцах изученных промысловых рыб. Прослеживается различный уровень накопления разных металлов в мышцах рыб в зависимости от содержания металлов в воде. Наибольшей накопительной способностью цинка обладает лещ со значением коэффициента 425,5, кадмий в большей степени аккумулируется в мышцах сазана. Равный уровень кумуляции свинца регистрируется для леща и судака, для леща характерно наименьшее накопление меди. Результаты анализов свидетельствуют о том, что концентрации тяжелых металлов в мышцах рыб намного выше чем ее концентрация в воде. Особенно это касается цинка и свинца.
Известно, что отдельные металлы имеют различную способность концентрироваться в органах и тканях водных организмов. На основе полученного материала можно составить следующий ряд по накоплению металлов в мышцах рыб в порядке убывания их концентрации: по данным за 2003 и 2004 гг. для всех трех видов рыб и для лещей, выловленных в 2011 г., характерен следующий ряд металлов Zn> Pb > Cu >Cd
Несколько иной порядок накопления металлов оказался свойственным для судака и сазана, подверженных токсикологическому анализу в 2011 г.: для судака Zn> Cu > Pb >Cd для сазана Zn> Cu > Cd > Pb
При постоянном доминировании цинка во всех видах рыб эти ряды показывают повышение в 2011г. биомиграционной активности меди и кадмия (в мышцах сазана), вместе с тем выявляется заметное снижение уровня кумуляции свинца в тканях судака и сазана.
Наблюдаемые изменения в биомиграционном ряду элементов обусловлены главным образом межгодовыми колебаниями их концентрации в воде. Об этом с определенной уверенностью можно констатировать по отношению меди, содержание которой в воде в последние годы возрастает. Концентрация свинца и кадмия подвержена определенным сезонным и пространственным колебаниям, хотя не обнаруживаются каких-либо четких тенденции в изменении их концентрации в межгодовом аспекте.
Следует отметить, что при значений максимально-допустимого уровня (МДУ) в мышцах рыб меди 10 мг/кг, кадмия 0,2 мг/кг, свинца - 1,0 мг/кг и цинка 40 мг/кг [9], найденные нами концентрации этих элементов ниже нормативных пределов, за исключением кадмия, превысившего в единичных пробах сазана уровень МДУ.
Литература
- 1. Амиргалиев Н. А. К оценке уровня накопления металлов в рыбах и двустворчатых моллюсках в устьевой зоне р. Урал // Материалы II Межд. научно-практ. конф. "Человек и Животные". Астрахань, -2004. - С. 40-42. 2. Амиргалиев Н. А., ЛопареваТ. Я., Накыпбек С. Т., Кенжебеков Б. К. О влиянии антропогенного загрязнения на состояние биологических объектов оз. Балхаш // Гидрометеорология и экология. - 2003. - №1. - С. 99-114. 3. Амиргалиев Н. А. Оценка уровня бионакопления токсикантов в рыбах Алаколькой системы озер // Гидрометеорология и экология. -2005. - №4. - С. 168-177. 4. Брагин Б. И., Нилов В. И. Тяжелые металлы и хлорорганические пестициды в оз. Балхаш // Проблемы сохранения оз. Балхаш и рационального использования его сырьевых ресурсов. Балхаш, -1992.-С.21-22. 5. Амиргалиев Н. А., Альпейсов Ш. А. Оценка уровня антропогенной загрязненности трансграничного стока р. Или // Экология и гидрофауна водоемов трансграничных бассейнов Казахстана. Алматы:Бастау, -2008.-С.177-184. 6. Амиргалиев Н. А., Туралыкова Л. Т., Василина Т. К. Мониторинг динамики тяжелых металлов в воде р. Или и Капшагайского водохранилища // Материалы XII Межд. научно-практ. конф. "Аграрная наука - с/х производству Казахстана, Сибири и Монголии", Алматы, -2009.-Т.1.-С. 394-396. 7. Национальный доклад о состоянии окружающей среды в республике Казахстан в 2010 году. Алматы, -2011.- 241с. 8. МУ 08 - 47/008 "Методика количественного химического анализа проб природных, питьевых технологически чистых и очищенных сточных вод на содержание цинка, кадмия, свинца и меди методом инверсионной вольтамперметрии". Томск, -2002. 9. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарные правила и нормы СанПин № 4.01.01.03 (Утв. 11.06.2003 г. № 447), Алматы, 2006., 322 с.
Похожие статьи
-
Тяжелые металлы - Загрязнения окружающей среды
В нашей республике добываются и перерабатываются сурьма, хром, свинец молибден. Эти и другие металлы: ртуть кадмий цинк, ванадий, марганец, висмут,...
-
Тяжелые металлы - Адсорбенты и ионные обменники в процессах очистки природных и сточных вод
К стойким химическим загрязнителям кумулятивного действия со специфическими токсическими свойствами относятся и тяжелые металлы. Тройку наиболее...
-
Особо важное место среди многих последствий хозяйственной деятельности человека занимает процесс прогрессирующего накопления в окружающей среде тяжелых...
-
Тяжелые металлы. - Мировой океан
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк), относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко...
-
Соединения с канцерогенными свойствами, Тяжелые металлы - Проблема экологии Мирового океана
Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные...
-
Оценка техногенного загрязнения почвы на примере промышленного города
Оценка техногенного загрязнения почвы на примере промышленного города М. А.Мукашева, Д. В.Суржиков Для нормальной жизнедеятельности организма необходимы...
-
Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные...
-
Оценка загрязненности тяжелыми металлами снежного покрова на территории Южного Казахстана
Оценка загрязненности тяжелыми металлами снежного покрова на территории Южного Казахстана Приводятся результаты исследования загрязнения тяжелыми...
-
Тяжелые металлы. - Загрязнение окружающей среды и здоровье населения
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко...
-
Тяжелые металлы - Антропогенное воздействие на Мировой океан
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко...
-
Среди разнообразных загрязняющих веществ тяжелые металлы (в том числе ртуть, свинец, кадмий, цинк, мышьяк) и их соединения выделяются...
-
Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные...
-
Загрязнение почв тяжелыми металлами - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Тяжелые металлы могут сильно понижать биологическую активность почв. Прежде всего, они понижают ферментативную активность почв, снижают уровень...
-
Незамкнутость техногенного круговорота приводит к загрязнению природной среды, в том числе почвы, различными химическими веществами: тяжелыми металлами,...
-
С исторической точки зрения интерес проблеме загрязнений почв появился с исследованием плодородия, поскольку такие элементы, как железо, марганец, медь,...
-
Аккумуляция тяжелых металлов (Mn, Co, Ni) в растениях нижнего течения р. Иле
В последние годы наблюдается увеличение загрязнения окружающей среды, в том числе и тяжелыми металлами. Исследования подтвердили огромный ущерб...
-
Общие сведения. Тяжелый металл голубовато-серого цвета, очень пластичный, мягкий. Т. плавл. 327,4 °C; т. кип. 1725 °C; плотность 11,34 г/см? (20°C)....
-
Оценка содержания тяжелых металлов на территории агротехногенной зоны г. Ставрополя
В настоящее время проблема загрязнения почв техногенных и сельскохозяйственных территорий тяжелыми металлами является актуальной. Тяжелые металлы...
-
Кадмий (Kd) Общие сведения. Серебристо-белый металл. Т. плавл. 321,03°; т. кип. 767°; плотн. 8,642 г/см ?. Наряду с ртутью и свинцом кадмий относится...
-
Альдрин (аглюкон, вератокс) - инсектицид, отличающийся большой устойчивостью, кумулятивностью и токсичностью. Это сильнодействующее ядовитое вещество,...
-
Общие сведения. Железо -- типичный металл, в свободном состоянии -- серебристо-белого цвета с сероватым оттенком. Чистый металл пластичен, различные...
-
Выявление загрязнения почв тяжелыми металлами производят прямыми методами отбора почвенных проб на изучаемых территориях и их химического анализа на...
-
Общие сведения. Нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ, загрязняющих поверхностные воды. Нефть и продукты ее...
-
Сохранение видового разнообразия животных и среды их естественного обитания в условиях нарастающих процессов трансформации наземных и водных экосистем...
-
Бутифос - дефолиант, который применяется для предуборочного удаления листьев у хлопчатника. Это светло-желтая жидкость с неприятным характерным запахом,...
-
Проблема тяжелых металлов - Основы экологии
К тяжелым металлам (ТМ) относят более 40 химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева, масса атомов которых составляет свыше 50 атомных...
-
Бутапон (2,4-Д БЭ, фенагон) - бесцветная жидкость, практически нерастворимая в воде. Технический препарат имеет запах и окрашен в коричневый цвет. Меры...
-
К пестицидам относят химические вещества, применяемые для борьбы с различными вредными организмами: растительноядными клещами (акарициды), насекомыми...
-
Общие сведения. Ртуть - это металл с уникальными свойствами. Он единственный из металлов находится в жидком состоянии при обычных условиях (температура...
-
Общие сведения. СПАВ представляют собой обширную группу соединений, различных по своей структуре, относящихся к разным классам. Эти вещества способны...
-
Заключение - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Неконтролируемое загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами (ТМ) угрожает здоровью людей. В данной работе были представлены сведения о двух тяжелых...
-
Экологические последствия волжских водохранилищ - Основы экологии
Рассмотрим отдельно последствия сооружения каскада волжских водохранилищ. Несколько слов о масштабе бассейна Волги. Длина Волги более 3500 км, водосбор...
-
Биоценоз (от био. и греч. koinos -- общий), совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши пли водоема и характеризующихся...
-
Биопродуктивность экосистем - Уровни организации живой материи. Экологические проблемы биосферы
Скорость, с которой продуценты экосистемы фиксируют солнечную энергию в химических связях синтезируемого органического вещества, определяет...
-
Уровни организации живых систем - Основы экологии
Экология изучает живые системы различных уровней организации в их взаимодействии со средой обитания. А что представляют собой живые системы? Что такое...
-
22.06.2015 г. мы посетили Кузьминское водохранилище. Водохранилище располагается между Петербургским шоссе у въезда в г. Пушкин и поселком...
-
Допустимые уровни шума для населения - Автотранспорт и его влияние на экологию
Для защиты людей от вредного влияния городского шума необходима регламентация его интенсивности, спектрального состава, времени действия и других...
-
Проблема радиоактивного загрязнения возникла в 1945 году после взрыва атомных бомб, сброшенных на японские города Хиросиму и Нагасаки. Испытания ядерного...
-
Проблемы загрязнения водных ресурсов - Экологические проблемы на Урале
Промышленное использование рек Урала началось в XVIII столетии в связи с развитием здесь металлургии и горных промыслов. На реках начали создавать пруды,...
-
Экология городской зоны - Экологические проблемы на Урале
Экологические проблемы современных городов стоят в ряду основных проблем человечества, ибо город формирует совершенно особую среду, лишь внешне похожую...
Уровень биокумуляции тяжелых металлов в тканях рыб Капшагайского водохранилища