CC BY
55
116
Аграрный вестник Урала
№ 11 (65), 2009 г.
Рыбное хозяйство
ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЖАБРАХ РЫБ РАЗЛИЧНЫХ СЕМЕЙСТВ
А.Р. ТАИРОВА,
доктор биологических наук, профессор,
Е.А. ГАЛАТОВА,
кандидат биологических наук, Уральская ГАВМ Ключевые слова: вода, рыбы, жабры, тяжёлые металлы.
Л ^
457100, Челябинская обл., г. Троицк, ул. Гагарина, 13; тел. 8 (35163) 2-00-10
Водная среда, физические и химические свойства воды оказывают значительное влияние на обитающие в водоеме живые организмы [1, 4].
Известно, что даже в одной рыбоводной зоне наблюдается различная обеспеченность микроэлементами грунтов, вод и организмов гидробион-тов. Тесно связанные со средой обитания водные организмы поглощают из неё доступные химические элементы, дающие растворимые соединения, или активно превращают нерастворимые в доступные соединения. При этом в пищевых цепях водоемов происходят одновременно два процесса: уменьшение количества одних элементов и концентрация в отдельных звеньях цепей других [2, 3].
Содержание микроэлементов (кобальта, никеля, марганца, меди и цинка и др.) наряду с биогенными элементами существенно влияет на развитие живых организмов в водоемах, особенно растительных, являющихся первым звеном в цепи органической жизни [4].
Для микроэлементов наиболее характерна высокая биологическая активность, т.е. способность в малых дозах оказывать сильное биохимическое действие. Недостаток или избыток микроэлементов приводит к патологии в развитии, к отравлениям организма и нередко - к гибели. Источником поступления микроэлементов в организм рыб является вода, растительность, естественный и искусственный корм. Концентрация микроэлементов в воде зависит от их формы в донных отложениях [5].
Следует отметить, что такие микроэлементы, как марганец, медь, цинк, молибден, кобальт, находятся в илах преимущественно в труднорастворимых соединениях. Растворимость этих соединений зависит от гидрохимического режима водоема и, в частности, от количества кислорода, рН и других факторов. От концентрации кислорода в воде зависит жизнедеятельность рыб. При уменьшении его содержания снижается интенсивность питания и использования пищи на рост, в результате чего замедляется рост рыбы. Только подвижные формы микроэлементов усваиваются фито- и
зоопланктоном, бентосом и, в конечном счете, рыбой [6].
Цель и методика исследований
Цель исследований - изучить степень загрязнённости природных вод промышленными экотоксикантами. Отдельным фрагментом работы явилось определение содержания тяжёлых металлов в жабрах рыб реки Уй, отбор которых проводился в среднем её течении по территории г. Троицка Челябинской области. С учётом вышеизложенного нами наряду с определением органолептических и гидрохимических показателей речной воды, содержания тяжёлых металлов в донных отложениях и водорослях было проведено изучение распределения тяжёлых металлов в жабрах рыб четырёх семейств. Для анализа были выбраны следующие семейства рыб: окуневые - окунь, ёрш, судак (Регс1<^ае); карповые - плотва, пескарь, верховка (Сург1т<^ае); щуковые - щука (Езос1<^ае); сомовые - сом (БИиг^ае).
Содержание тяжёлых металлов в подготовленных таким образом пробах определялось методом атомной абсорбции при атомизации в пламени и контролируемом температурном режиме (атомно-абсорбционный спектрофотометр ААв-30, ГОСТ 26929-94). Всего было отобрано 80 проб рыбы.
Результаты исследований
Известно, что большинство рыб дышит растворённым в воде кислородом. Газообмен происходит в жабрах. В процессе эволюции для переноса колебания кислородного режима водоёмов появились способность кожи использовать растворенный в воде кислород (кожное дыхание) и способность плавательного пузыря, кишечника и специальных добавочных органов дыхания использовать атмосферный воздух [7].
В связи с этим данные по содержанию тяжёлых металлов в жабрах рыб, обитающих в загрязнённых водоёмах, представляют несомненный интерес.
Результаты, полученные при анализе жабр на содержание тяжёлых металлов, представлены на рисунках 1 и 2. Высокое содержание цинка было выявлено у щуки (30,6610,14 мг/кг). У плотвы и судака концентрация цинка
составила 26,03±0,48 мг/кг и 23,74±0,01 мг/кг соответственно, что в 1,1 раза меньше в сравнении со щукой (ЕБОс1<^ае) (Р<0,001).
Содержание железа в жабрах рыб варьировало в различных пределах от 3,01 до 6,47 мг/кг. Высокая концентрация железа наблюдалась у представителей семейства окунёвые (род судак), составившая 23,98±0,01 мг/кг. У вер-ховки, ерша и пескаря содержание железа колебалось 15,26±0,07 мг/кг; 17,96±0,72 мг/кг и 18,14±0,17 мг/кг соответственно.
Самое низкое содержание железа наблюдалось у окуня и плотвы, составившее в среднем 3,01 ±0,17 мг/кг, что в 7,9 раза меньше по сравнению с судаком (Регс1<^ае) (Р<0,001).
Содержание кобальта в жабрах рыб во всех изучаемых семействах было практически в одинаковых пределах, но наиболее высокие показатели отмечены у представителей семейства карповых, а именно: у плотвы и пескаря - 1,29±0,04 мг/кг; 1,04±1,01 мг/кг, что на 23,1% больше в сравнении с вер-ховкой (Сурпт<^ае) (Р<0,001).
Значительная тенденция к накоплению свинца в жабрах отмечена у рыб-хищников, а именно: у щуки -1,76±0,035 мг/кг, судака - 1,57±0,01 мг/ кг и окуня - 0,58±0,25 мг/кг. Низкое содержание отмечено у ерша и пескаря. Оно составило 0,37±0,11 мг/кг и 0,21±0,08 мг/кг соответственно, что в 4,7 раза меньше в сравнении со щукой (Р<0,01).
По содержанию марганца в жабрах в порядке убывания рыбы располагаются в следующем порядке: окунь (6,04±0,68мг/кг); верховка (5,77±0,07мг/ кг); щука (5,63±0,03мг/кг); судак (4,14±0,01 мг/кг); пескарь (3,92±0,38мг/ кг); ёрш (3,62±0,35мг/кг); плотва (2,25±0,39мг/кг) и сом (1,74±0,01 мг/кг).
Необходимо отметить, что повышенное содержание марганца в жабрах на фоне установленных нами высоких концентраций этого элемента в донных отложениях, водорослях и воде ещё раз подтверждает физиологическую роль жаберного аппарата в обмене химическими элементами между водой и организмом рыбы.
Water, fish, gills, heavy metals.
№ 11 (65), 2009 г.
Аграрный вестник Урала
117
В жабрах рыб нами установлено присутствие кадмия. Наибольший уровень накопления кадмия был отмечен у рыб семейства сомовые, составивший у сома 0,70±0,57 мг/кг, что превысило допустимый уровень в 3,8 раза.
У ерша, верховки и судака концентрация изучаемого элемента составила в среднем 0,14±0,01 мг/кг. У окуня содержание кадмия при нормативной величине 0,2 составило 0,21 ±0,05 мг/ кг. А самые низкие показатели по со-
Рыбное хозяйство
держанию кадмия были у судака и пескаря (0,13±0,01 мг/кг) - в 5,3 раза меньше в сравнении с сомовыми (Р<0,001).
Как и при анализе речной воды, в жабрах рыб установлено присутствие никеля в количестве, превы-
118
Аграрный вестник Урала
№ 11 (65), 2009 г.
шающем ДОК.
Наиболее высокая концентрация никеля в жабрах обнаружена у представителей семейства карповые: у рода верховка и рода плотва, она составила 1,03±0,04 мг/кг и 0,96+0,10 мг/ кг соответственно и превысила ДОК в 2,06 и 1,92 раза. У пескаря вышеуказанного семейства содержание было значительно ниже и составило 0,13±0,01 мг/кг, что оказалось в 8,1 раза меньше в сравнении с семейством
карповые. У семейства окуневые максимальное содержание никеля выявлено у ерша - 0,92±0,12 мг/кг, что было в 1,1 и 1,4 раза больше, чем у окуня и судака.
У щуки этот показатель составил
0,13+0,01 мг/кг. Он оказался в 5 раз меньше в сравнении с сомовыми и соответствовал допустимому уровню остаточного количества (Р<0,001).
Выводы Определение содержания тяжё-
Лесное хозяйство
лых металлов в жабрах рыб показало, что в наибольшей концентрации выявлены те элементы, которые являются типичными экотоксикантами, обладающими канцерогенными и мутагенными свойствами.
Изучение накопления и распределения экотоксикантов в жабрах рыб изучаемых семейств показало неравномерность его содержания. Вероятно, это обусловлено в значительной степени межвидовыми различиями.
Литература
1. Шестерин И. С. Совершенствовать гидрохимический контроль // Рыбоводство. 1985. № 4. С. 7-8.
2. Моисеенко Т. Н., Кудрявцева Л.П., Гашкина Н. А. Рассеянные элементы в поверхностных водах суши. М. : Наука, 2006.
С. 115-217.
3. Малчевски Ч. Значение меди в карповодстве : пер. с польск. // Рыбное хозяйство. 1966. № 1. С. 18-19.
4. Грибовский Г. П., Грибовский Ю. Г., Плохих Н. А. Биогеохимические провинции Урала и проблемы техногенеза //
Техногенез и биогеохимическая эволюция таксонов биосферы. М. : Наука, 2003. С. 174-187.
5. Линник П. Н., Набиванец Б. И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л. : Гидрометеоиздат, 1986. С. 114-187.
6. Фрумин Г. Т. Экологически допустимые уровни воздействия металлами на водные экосистемы // Биология внутренних вод. 2000. № 1. С. 125-131.
7. Морозов Н. П., Петухов С. А. Микроэлементы в промысловой ихтиофауне мирового океана. М., 1986. С. 160-168.
СООТНОШЕНИЕ ВЫСОТ И ДИАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД В ВИШЕРСКОМ ЗАПОВЕДНИКЕ
С.А. ШАВНИН,
доктор биологических наук, профессор, директор,
Ю.М. АЛЕСЕНКОВ,
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, заведующий группой динамики лесных растительных сообществ,
Г.В. АНДРЕЕВ,
кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник, Е.Г. ПОЗДЕЕВ, ведущий инженер,
С.В. ИВАНЧИКОВ,
ведущий инженер, Ботанический сад УрО РАН
Ключевые слова: Северный Урал, Вишерский заповедник, тёмнохвойные древостой, соотношение высот и диаметров стволов.
Работа выполнена при поддержке Программы Президиума РАН «Биологическое разнообразие».
В своё время Н.В. Третьяков [6] предложил относиться к лесу как к объекту измерения. Это положение сегодня становится актуальным в результате наблюдающегося уменьшения натурных исследовательских работ. Массовое явление в нынешней лесной науке - использование дистанционных методов изучения лесов - в большинстве случаев не применимо к изучению структуры и морфологии насаждений. К числу параметров, непосредственно измеряемых в ходе натурных работ, относятся основные морфологические показатели роста и развития деревьев: диаметр и высота. Их соотношение в значительной степени характеризу-
ет историю древостоя и характер внут-риценотических отношений. При имеющейся возрастной неоднородности дре-востоев их элементы значительно отличаются друг от друга по соотношению высот и диаметров, отражающих дифференциацию во времени, классы развития и жизненности.
Объекты и методика исследования Исследования проводились в Ви-шерском государственном природном заповеднике, расположенном на территории Пермского края (Северный Урал). Район исследований относится к подзоне горных тёмнохвойных лесов, горному Вишерско-Косьвинскому району елово-пихтовых лесов с при-
620134, г. Екатеринбург, ул. Билимбаевская, 32а; тел. 8 (343) 322-56-36; e-mail: [email protected]
месью кедра сибирского и с элементами субальпийской флоры [2, 3, 4]. Основными лесообразующими породами являются ель сибирская (Picea obovata Ledeb), пихта сибирская (Abies sibirica Ledeb), берёза пушистая (Betula pubescens Ehrh.), а также кедр сибирский (Pinus sibirica Du Tour) и рябина (Sorbus sibirica Hedl.).
Девственные леса Вишерского государственного природного заповедника представлены сложными по структуре смешанными насаждениями, выросшими в большинстве случаев из угнетённого подроста. Бонитировка этих насаждений и подобных им в настоящее время весьма приблизительна и малопригодна для научных исследований, так как не отражает понятие «бонитет», то есть критерий, оценивающий общую продуктивность лесорастительных условий (экотопа) в тесной связи с конкретной древесной породой.
В настоящей статье анализируют-
Northern Ural, Vishera reserve, dark coniferous stands, corelation of heights and diameters of steams.
