НАКОПЛЕНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

ISSN 1812-9498. ВЕСТНИК АГТУ. 2005. № 3 (26)
УДК 597.5:577.170.49
В. Ф. Зайцев, Е. Н. Щербакова
Астраханский государственный технический университет
НАКОПЛЕНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
НЕКОТОРЫХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ БЕЛУГИ (HUSO HUSO)
Введение
Формирование микроэлементного состава рыб определяется комплексом различных абиотических и биотических факторов, разнонаправленных процессов, протекающих как в самом организме, так и в окружающей среде [1, 2]. Абиотические факторы, в частности уровень содержания
микроэлементов в водной среде, в значительной степени обусловливают
интенсивность накопления тяжелых металлов в рыбах и тем самым способствуют установлению регионального микроэлементного фона [3, 4].
Цель исследования заключалась в изучении закономерностей аккумуляции некоторых тяжелых металлов в органах и тканях белуги (Huso huso)
различного возраста и оценке возможного негативного влияния изменения их
концентрации в воде на физиологическое состояние её популяции.
Материал и методы
Изучение содержания тяжелых металлов в органах и тканях (мышцы,
почки, гонады, селезенка, жабры, кишечник, пилорическая железа, печень,
желудок) белуги проводили методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии [5] на спектрофотометре фирмы «Hitachi», модель AAS 180-50.
Результаты и обсуждение
Результаты исследования показали, что среди определяемых элементов наиболее значительное место в количественном выражении
во всех изучаемых органах и тканях занимали железо и цинк, концентрации которых превышали концентрации остальных исследуемых металлов
в десятки раз. Выявлены убывающие ряды содержания исследуемых
тяжелых металлов в органах и тканях белуги:
– цинк: селезенка (459,15 мг/кг сухого вещества (с. в.)) > пилорическая железа (224,27 мг/кг с. в.) > кишечник (202,08 мг/кг с. в.) > жабры
(195,10 мг/кг с. в.) > почки (193,53 мг/кг с. в.) > печень (174,15 мг/кг с. в.) >
> гонады (93,89 мг/кг с. в.) > мышцы (70,08 мг/кг с. в.);
– медь: селезенка (42,48 мг/кг с. в.) > печень (31,71 мг/кг с. в.) > жабры
(13,09 мг/кг с. в.) > почки (12,19 мг/кг с. в.) > кишечник (10,48 мг/кг с. в.) > >
гонады (8,09 мг/кг с. в.) > пилорическая железа (6,79 мг/кг с. в.) > мышцы
(5,35 мг/кг с. в.);
– железо: селезенка (2 233,45 мг/кг с. в.) > печень (776,03 мг/кг с. в.) >
> почки (381,36 мг/кг с. в.) > жабры (364,29 мг/кг с. в.) > пилорическая железа
190
НОВЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
(279,67 мг/кг с. в.) > кишечник (276,27 мг/кг с. в.) > гонады (109,04 мг/кг с. в.) >
> мышцы (108,60 мг/кг с. в.);
– марганец: почки (9,97 мг/кг с. в.) > печень (7,77 мг/кг с. в.) > кишечник (7,94 мг/кг с. в.) > селезенка (5,35 мг/кг с. в.) > жабры (5,30 мг/кг с. в.) >
> гонады (5,01 мг/кг с. в.) > пилорическая железа (4,53 мг/кг с. в.) >
> мышцы (2,79 мг/кг с. в.);
– никель: почки (9,75 мг/кг с. в.) > пилорическая железа (8,50 мг/кг
с. в.) > селезенка (4,97 мг/кг с. в.) > печень (4,41 мг/кг с. в.) > мышцы
(2,75 мг/кг с. в.) > гонады (2,71 мг/кг с. в.) > кишечник (2,35 мг/кг с. в.) >
> жабры (1,95 мг/кг с. в.);
– свинец: жабры (6,78 мг/кг с. в.) > пилорическая железа (4,47 мг/кг
с. в.) > селезенка (4,34 мг/кг с. в.) > мышцы (3,60 мг/кг с. в.) > почки
(3,18 мг/кг с. в.) > кишечник (3,12 мг/кг с. в.) > гонады (3,10 мг/кг с. в.) >
> печень (1,68 мг/кг с. в.);
– кадмий: печень (2,10 мг/кг с. в.) > кишечник (1,64 мг/кг с. в.) >
> почки (1,47 мг/кг с. в.) > селезенка (1,19 мг/кг с. в.) > пилорическая железа (1,12 мг/кг с. в.) > жабры (0,66 мг/кг с. в.) > мышцы (0,60 мг/кг с. в.) >
> гонады (0,37 мг/кг с. в.);
– кобальт: пилорическая железа (1,74 мг/кг с. в.) > почки (1,55 мг/кг
с. в.) > селезенка (1,53 мг/кг с. в.) > кишечник (1,26 мг/кг с. в.) > жабры
(1,10 мг/кг с. в.) > гонады (0,90 мг/кг с. в.) > мышцы (0,35 мг/кг с. в.).
По степени накопления в органах и тканях исследуемые тяжелые
металлы можно расположить в следующие убывающие ряды: Fe > Zn >
> Cu > Mn > Ni > Pb > Cd > Co (для самцов); Fe > Zn > Cu > Mn > Ni > Pb >
> Co > Cd (для самок).
Изучаемые органы и ткани у исследуемого вида рыб имеют специфические убывающие ряды накопления тяжелых металлов:
– жабры: Fe > Zn > Cu > Pb > Mn > Ni > Co > Cd;
– почки: Fe > Zn > Cu > Ni > Mn > Pb > Co > Cd;
– печень: Fe > Zn > Cu > Mn > Ni > Cd > Pb > Co;
– пилорическая железа: Fe > Zn > Ni > Cu > Mn > Pb > Co > Cd;
– кишечник: Fe > Zn > Cu > Mn > Pb > Ni > Cd > Co;
– селезенка: Fe > Zn > Cu > Mn > Ni > Pb > Co > Cd;
– мышцы: Fe > Zn > Cu > Pb > Mn > Ni > Cd > Co;
– гонады: Fe > Zn > Cu > Mn > Pb > Ni > Co > Cd.
Сравнение полученных данных с данными более ранних исследований [6] показало значительное повышение уровня содержания цинка, железа, никеля, свинца и марганца в органах и тканях белуги. Снижение
концентраций анализируемых тяжелых металлов в тканях и органах
исследуемого вида рыб по сравнению с 1980 г. было отмечено только
по меди и кобальту.
В результате исследований выявлено следующее:
1) накопление исследуемых металлов в органах и тканях белуги
с возрастом:
– для самок: железо – в кишечнике, гонадах и печени; цинк – в почках и мышцах; марганец – в кишечнике и селезенке; кобальт – в кишечни191
ISSN 1812-9498. ВЕСТНИК АГТУ. 2005. № 3 (26)
ке; никель – в печени и селезенке; свинец – в селезенке; кадмий – в кишечнике, мышцах и селезенке; медь – в печени и селезенке;
– для самцов: железо – в пилорической железе; цинк – в мышцах; марганец – в кишечнике и селезенке; кобальт – в мышцах; никель – в кишечнике,
пилорической железе и селезенке; свинец – в селезенке; кадмий –
в кишечнике и пилорической железе; медь – в мышцах, жабрах и селезенке.
2) снижение исследуемых микроэлементов в органах и тканях белуги с возрастом:
– для самок: марганец – в жабрах; свинец – в жабрах, почках;
– для самцов: цинк – в жабрах; свинец – в жабрах.
Анализ полученных результатов показал, что динамика накопления
тяжелых металлов подвержена значительным колебаниям. Они могут быть
вызваны не только формирующими факторами но и множеством «второстепенных» факторов, сопровождающихся весьма существенным аддитивным эффектом [1, 7, 8]. Избыточное поступление некоторых тяжелых
металлов в волжскую воду является одним из решающих факторов,
влияющих на микроэлементный баланс организма в целом, на накопление,
распределение микроэлементов, а также их усвояемость и доступность
при использовании в биологических процессах [2, 9, 10].
Выводы
Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что экологическая обстановка в р. Волге и Каспийском море продолжает оставаться
довольно сложной. Соединения исследованных металлов, находясь в органах и тканях в повышенных концентрациях, оказывают на организм
белуги отрицательное влияние, которое может проявляться в нарушении
гомеостаза на всех уровнях – от молекулярного до организменного.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
192
Будников Г. К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных экосистем // Соросовский образовательный журнал. – 1998. – № 5. – С. 23–29.
Линник Г. Н. Формы миграции тяжелых металлов и их действие на гидробионтов // Экспериментальная водная токсикология. – 1986. – Вып. 11. – Рига. –
С. 144–154.
Брукс Р. Р. Загрязнение микроэлементами // Химия окружающей среды. – М.:
Химия, 1982. – С. 371–414.
Попов П. А., Андросова Н. В., Аношин Г. Н. Накопление и распределение
тяжелых и переходных металлов в рыбах Новосибирского водохранилища //
Вопросы ихтиологии. – 2002. – Т. 42, № 2. – С. 264–270.
Брицке М. Э. Атомно-адсорбционный спектрохимический анализ. – М.: Химия, 1982.
Андреев В. В. Видовые особенности содержания микроэлементов и показателей крови осетровых рыб в период нерестовой миграции // Роль микроэлементов в жизни водоемов. – М., 1980. – С. 122–139.
Воробьев В. И. Биогеохимия и рыбоводство. – Саратов: МП «Литера», 1993.
НОВЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Рыжков Л. П., Савицкая Ю. С. Сезонная динамика содержания тяжелых металлов в органах рыб // Экологическая физиология и биохимия рыб: Тез.
докл. – Ярославль, 2000. – С. 118–119.
9. Войнар В. И. Биологическая роль микроэлементов в организме животных
и человека. – М.: Высш. шк. 1960.
10. Спозито Г. П. Распределение потенциально опасных следовых металлов //
Некоторые вопросы токсичности металлов. – М.: Мир, 1993. – С. 9–24.
8.
Получено 2.04.05
THE ACCUMULATION AND DISTRIBUTION
OF SOME HEAVY METALS IN ORGANS
AND TISSUES OF BELUGA (HUSO HUSO)
V. F. Zajtsev, E. N. Scherbakova
The tendency to age accumulating iron, zinc, nickel, cobalt,
copper, lead and manganese practically in all researched organs
is revealed in the paper. The decrease of microelement content
with the years is marked only for manganese, lead and zinc.
193