Вступ
Розділ 1
1.1 Основні джерела забруднення водного середовища важкими металами
1.2 Форми міграції важких металів у природних водах, їх доступність та токсичність для гідробіонтів
1.3 Вплив важких металів на гідробіонтів
1.4 Шляхи надходження та особливості тканинного розподілу важких металів в організмі риб
1.5 Видові особливості накопичення важких металів у органах і тканинах риб
1.6 Сезонна динаміка накопичення важких металів в організмі риб
Розділ 2
2.1 Матеріал та методи дослідження
3. Результати та їх обговорення
3.1 Вміст важких металів у органах і тканинах риб верхів я Кременчуцького водосховища
3.2 Видові особливості розподілу важких металів в організмі риб в умовах Кременчуцького водосховища
3.3 Сезонна динаміка накопичення важких металів в органах і тканинах риб
3.4 Санітарно-гігієнічна оцінка вмісту важких металів в організмі риб Кременчуцького водосховища
4. Висновки
Список використаної літератури
Вступ
Серед забруднюючих речовин на одне з перших місць останній час вийшли важкі метали. Це зумовлено екстенсивним розвитком промислового виробництва, хімізацією сільського господарства, які виступають основними джерелами забруднення навколишнього середовища, у тому числі водного середовища.
Необхідно відмітити, що сполуки важких металів відносяться до стійких забруднювачів, і не піддаються радіоактивному розпаду як радіонукліди, не розкладаються як забруднювачі органічної природи. Після надходження до водойми, вони постійно будуть знаходитися у ній, акумулюючись та перерозподіляючись між компонентами гідроекосистеми.
Відомо, що жодна біологічна функція організму, жоден біохімічний процес не відбувається без участі того чи іншого мікро- або мікроелементу. При дефіциті їх певних сполук порушуються обмінні процеси, знижується природна резистентність організму до змін умов довкілля. Водночас за умов накопичення, що перевищує фізіологічні норми вмісту в органах і тканинах, кожний хімічний елемент втрачає своє значення як біотичний елемент і починає проявляти токсичну дію. Наряду з прямою токсичною дією на організм, важкі метали викликають небезпечні віддалені у часі біологічні ефекти - мутагенну дію, ембріотоксичну, канцерогенну, гонаотоксичну дію тощо [13].
В останні роки зареєстровано суттєве збільшення вмісту важких металів у водоймах рибогосподарського та комплексного призначення, що за певних умов може призвести до змін структури та чисельності популяцій гідробіонтів, у тому числі - рибного населення.
Для оцінки можливої дії важких металів на організм риб важливим є проведення досліджень, спрямованих на встановлення закономірностей, особливостей та рівнів накопичення важких металів в органах і тканинах промислово цінних видів риб з метою прогнозування можливого впливу токсичних речовин на склад та кількісну представленість іхтіофауни.
Лящ (Abramis brama L.) на даний час є самою масовою промисловою прісноводною рибою України, частка якої в уловах досягає 26%. Загальні обсяги добування ляща у дніпровських водосховищах у 90-ті роки складали 1200 т на рік [21]. У межах Дніпровського каскаду водосховищ плітка (Rutilus rutilus, L.) є одним з найважливіших обєктів промислового та любительського лову, який дає третій, після ляща та судака внесок у загальний улов прісноводної риби в Україні. Так, загальний улов плотви з каскаду Дніпровських водосховищ за 90-ті роки склав 4,4 тис. тон. Щука (Esox lucius L.) на початку ХХ сторіччя входила у пятірку найважливіших промислових риб України. Проте, починаючи з 50-х років відбувся різких спад її уловів і у 90-ті роки загальне добування цієї риби складало не більше 100 т на рік.
Метою роботи було визначення рівнів забруднення важкими металами органів та тканин найважливіших промислових видів риб Кременчуцького водосховища: ляща, плітки та щуки.
Для досягнення мети було поставлено та виконано наступні завдання:
. Зібрати представницький матеріал плітки з Кременчуцького водосховища, провести іхтіологічну обробку, підготувати зразки для аналізу вмісту важких металів.
2.Визначити вміст важких металів в органах (Co, Cd, Pb, Ni, Cr, Zn, Cu) та тканинах риб: зябрах, печінці, мязах.
. Встановити закономірності розподілу металів по органах і тканинах риб.
. Провести порівняльний аналіз отриманих даних з наявними у літературі та нормативними величинами вмісту важких металів у харчових продуктах.
важкий метал риба водосховище
Розділ 1
1.1 Основні джерела забруднення водного середовища важкими металами
У незначних концентраціях важкі метали завжди містяться у водоймах. Однак ця величина зазнає відчутних змін, які залежать від гідрометеорологічних умов, хімічного складу ложа водойми та грунтового покриву водозбірної площі, інтенсивності розвитку вищої водної рослинності, планктону, бентосу. Природні концентрації металів не значні. Так, наприклад, у воді чистих річок концентрація ртуті становить не більше 0,2×10-3 мг/л, вміст цинку коливається у межах 0,008-0,35 мг/л, кадмію - 0,013 мг/л, свинцю - 0,001-0,013 мг/л, міді - 0,003-0,005 мг/л [8].
Внаслідок діяльності людини у поверхневих водах і неглибоких грунтових водах зустрічається понад 650 хімічних сполук. Антропогенне джерело додає до природного річкового виносу двократну кількість ртуті, 12-15 кратне - свинцю, міді, цинку.
У різних галузях промисловості з кожним днем збільшується число застосовуваних хімікатів. Тільки у сільському господарстві використовується понад 145 хімічних сполук. Значна кількість важких металів адходить до атмосферного повітря від підприємств чорної та кольорової металургії. Значними забруднювачам довкілля є ТЕС. Встановлено, що у 1 т. камяновугільної золи Трипільської ТЕС у середньому міститься 200 г. свинцю, 700 г - нікелю, 200 г - цинку та олова, 300 г - кобальту. Внаслідок вимивання атмосферними опадами на прилеглі до ТЕС території випадає щорічно 28-56 т/км2 зольного пилу [16]. В останні десятиріччя до перелічених джерел, потужність яких не зменшується, додалися нові - підприємства харчової та переробної промисловості, приборо- та машинобудування, електроніки, різних галузей хімічного виробництва, гірничодобувної промисловості [11].
Значний вплив на забруднення навколишнього середовища має автотранспорт. Так, при спалювані 1 л пального у повітря потрапляє 200-400 мг свинцю. В результаті спалювання рідкого палива до навколишнього середовища викидається від 180 до 260 тис. т. сполук свинцю, що у 60-130 разів перевищує природне надходження свинцю до атмосфери при вулканічних виверженнях (2-3 тис. т. на рік).
Існує і інше джерело забруднення свинцем довкілля - це полювання. Підраховано, що у мисливських господарствах штату Вашингтон на кожний квадратний метр площі водойм припадає 21 дробинка. У Канаді щорічно розсіюється близько 6 тис. т. дробі. Крім свинцю до дробі додають ще до 2% мишяку, тому свинцеве забруднення тягне за собою і мишякове. Внаслідок цього у США щорічно гине від свинцевого отруєння 2-3 млн. водоплавних птахів.
Що стосується України, то її внутрішні водойми у значній мірі забруднені важкими металами, що повязано з інтенсивним розвитком металургії, гірничодобувної, хімічної промисловості. Значна кількість теплоелектростанцій працює на вугіллі та мазуті. Суттєвий вплив на забруднення повітряного та водного середовища має автотранспорт. Водосховища Дніпровського каскаду розташовані у густонаселених індустріальних та аграрних районах., де внаслідок екстенсивного ведення сільськогосподарського виробництва, високої концентрації промислових та енергетичних потужностей, проявляється тенденція до зростання концентрації важких металів у водному середовищі. Протягом 90-х років концентрація міді, цинку та свинцю збільшилися у 1,5-3 рази у порівнянні з початком 80-х років [26].
Значний вплив на якість води у водосховищах Дніпра мала аварія на Чорнобильській АЕС. При проведенні заходів щодо ліквідації її наслідків наряду з іншими речовинами було застосовано скидання у розплавлений реактор тисячі тон свинцю. Внаслідок цього у воді Київського водосховища у травні 1986 р. вміст свинцю досягав 90 мкг/л, у той час як у 1985 р. його вміст не перевищував 10 мг/л [19].
Основними джерелами забруднення води Кременчуцького водосховища є побутові та промислові стічні води м. Канева, м. Золотоноши, м. Черкаси. Так, протягом року Черкаський водоканал скидає 51,1 млн. м3 стічних вод, причому понад 50% - без відповідної очистки. Завдяки цьому з ними до водосховища щодоби надходить 1,2-2,0 т органічних речовин, 14-15 кг важких металів [6].
Серед водосховищ дніпровського каскаду найбільш забрудненими важкими металами є Запорізьке та Каховське водосховища. Так у воді Каховського водосховища концентрація міді досягає 220 мкг/л, цинку - 170 мкг/л, марганцю - 180 мг/л, свинцю - 145 мкг/л, хрому - 160 мкг/л. Звертає увагу перевищення рибогосподарських нормативів для води за вмістом міді у 9-150 разів, цинку - у 1,5-2,0 рази, свинцю - у 1,5 рази. Таким водосховища Дніпра, зокрема Кременчуцьке водосховище, знаходяться під сильним антропогенним пресом, їх екосистеми є забрудненими важкими металами, що може становити небезпеку для гідробіонтів та для людини.
1.2 Форми міграції важких металів у природних водах, їх доступність та токсичність для гідробіонтів
На відміну від багатьох забруднюючих речовин, особливо органічних, важкі метали в залежності від багатьох факторів можуть знаходитися у природних водах у вигляді частинок різного ступеню дисперсності (зависів, колоїдів, гідроксокомплексів, низько - та високомолекулярних сполук з органічними та неорганічними лігандами) [18].
Форми міграції важких металів у природних водах значною мірою визначають біологічну активність та, відповідно, ступень токсичності цих хімічних елементів, яка залежить не лише від їх концентрації у воді, а й від форми їх находження. Співвідношення цих форм визначається фізико-хімічними та біологічними параметрами водного середовища: температурою, жорсткістю, лужністю, наявністю біогенних та органічних речовин тощо. Важко виокремити визначальні фактори, оскільки у певних водних обєктах та за відповідних умов кожний з них може бути домінуючим.
Можна виділити дві основні форми існування важких металів - завішена та розчинна. Серед процесів, які контролюють співвідношення цих форм, найбільше значення мають гідроліз та комплексоутворення. Природні води містять набір різноманітних неорганічних та органічних речовин, які утворюють з іонами металів різноманітні комплекси. Серед потенційних комплексоутворювачів. Виділяють гумусові кислоти, пептиди, амінокислоти, поліфеноли та деякі неорганічні речовини [38].
На даний час встановлено, що незакомплексовані іони металів ("вільні іони") характеризуються найбільш враженим ступенем токсичності для водних організмів. Звязування та абсорбційні процеси грають суттєву роль у детоксикації важких металів [32].
Одним з факторів, що впливають на токсичність хімічних елементів модна назвати рН середовища, бо лужність визначає стан важких металів у гідросфері, що впливає на їх біологічну активність. Так, наприклад, при рН6,5 свинець повністю осаджується при рН 5,5 - утворює розчинені комплекси з гуміновими кислотами. Нікель утворює стабільні комплекси з органічними лігандами при рН 7,0-7,5. При рН 8 цинк гідролізується, утворюючи стабільні сполуки Zn (OH) 2, а при рН 6,7 - сорбується завішеними частинками. З підвищенням рН збільшується сорбція кадмію донними відкладами, при зниженні рН значна частка кадмію переходить до розчину [18].
Таким чином, можна вважати, що при підвищенні рівня рН утворюються різноманітні комплекси, що призводить до детоксикації хімічних елементів. Це повязано з недоступністю їх для гідро біонтів, бо вони не здатні проникати всередину організму через покриви та залозистий епітелій зябер. До організму гідробіонтів може проникати лише певна частина металів, що знаходяться у воді. Найбільш доступними для тварин є незвязані у комплекси іони важких металів, а також комплексні сполуки з молекулярною масою порядка кількох тисяч а. е. м., у той час як їх високомолекулярні сполуки є біологічно неактивними. Відповідно, в окремих випадках навіть за високих концентрації важких металів у воді, але наявних у закомплексованому стані, їх токсична дія на організм риб може не проявляться. У той же час, незвязані у комплекси акваіони, які знаходяться у воді у невисоких концентраціях, можуть безперешкодно проникати до організму, викликаючи токсичний ефект [9].
Таким чином, ефективність біологічної дії важких металів значною мірою залежить від активної реакції середовища, температури та інших факторів, які визначають та змінюють фізико-хімічні та біологічні властивості елементів. Визначальним фактором токсичності та біодоступності важких металів є не їх абсолютна концентрація у воді, а їх форма міграції, від якої залежить доступність хімічних елементів для гідро біонтів [18].
1.3 Вплив важких металів на гідробіонтів
Важкі метали отруйні для всього живого, однак у біологічних дозах вони є входять до складу життєво необхідних речовин. Відома їх надзвичайно важлива роль у процесах клітинного дихання, механізмах регуляції білкового, ліпідного та вуглеводного обмінів, а також у забезпеченні енергетичних процесів. В основі механізмів фізіологічної дії біметалів лежить їх властивості взаємодії з білками та виступати як каталізатори ферментних систем синтезу та розпаду органічних речовин. Серед відомих на даний час 660 ферментів, понад 200 функціонують за безпосередньої участі мікроелементів. У забезпечені пластичного та енергетичного обмінів бере участь близько 20 металів. Про важливість мікроелементів у механізмах регуляції обміну речовин свідчить той факт, що наявність в організмі оптимальної кількості біоелементів викликає значну активізацію відповідних ферментних систем. У той же час як відсутність у структурі ферменту метала супроводжується повною втратою його активності. Один метал, наприклад цинк, може брати участь у активізації десятків ферментів. Гормональний метаболізм, імунна реакція, стабілізація рибосом також супроводжується участю цинку. Марганець не лише входить до складу деяких ферментів, але й проявляє специфічний вплив на їх активність. Кобальт проявляє свою біологічну активність входячи до складу вітаміну В12. Мідь є необхідним елементом для нормального функціонування клітин, бере участь у біохімічних процесах, окисно-відновлювальних реакціях [11, 25].
Дефіцит біометалів може призводити до значного порушення метаболітичних процесів, розвитку патологічних відхилень від норми. Надлишок будь-якого з металів викликає серйозні відхилення у нормальному функціонуванні та життєдіяльності організму.
Збільшення концентрації важких металів у навколишньому середовищі призводить до їх накопичення у різних органах і тканинах гідро біонтів. Причому деякі токсичні речовини здатні передаватися у зростаючих кількостях по трофічних ланцюгах навіть до людини.
В організмі гідробіонтів за умов збільшення вмісту металів відбувається ряд фізіологічних змін. Так, наприклад, може інтенсифікуватися синтез специфічного протеїну - металотіонеїну, який звязує надлишок металів у організмі та виводить їх з активного метаболізму. Це зумовлює стійкість гідробіонтів до забруднення середовища та накопичення високого вмісту металів у тканинах без порушення гомеостазу [25].
Значне збільшення вмісту важких металів у воді призводить до численних біохімічних, фізіологічних та морфологічних змін в організмі. Оскільки нормальна життєдіяльність риб визначається узгодженою роботою всіх функціональних систем та біохімічних процесів в їх основі, то відхилення від норми в одній з них, викликане токсикантом, може призводити до порушення життєдіяльності цілого організму. Це призводить до зниження видового різноманіття водних екосистем, в яких домінуючими стають види, які характеризуються стійкістю до дії важких металів, що є причиною змін структури популяцій та екосистеми в цілому [1, 35].
Токсична дія підвищеної концентрації важких металів у довкіллі проявляється у першу чергу на стані зябер та шкірних покривів риби. Відбувається зниження дифузної здатності та руйнування респіраторного епітелію зябер, кровотечі, зміни з боку пігментних клітин - хроматофорів, структурні зміни епідермального шару зябер. Шкіра та зябра вкриваються слизом, що перешкоджає нормальному газообміну. В результаті цих змін в організмі риб відбувається нестача кисню та накопичення вуглекислоти [12, 15]. Збільшення вмісту металів в організмі призводить до пригнічення синтезу ферментів та протеїнів, до зменшення розміру еритроцитів, зниженню рН крові, відмиранню рецепторних клітин бічної лінії, погіршенню роботи інших органів чуття, порушенню функціонування нирок та репродуктивної функції тощо [37].
Внаслідок зазначених причин, підвищення вмісту важких металів призводить до зниження виживання, темпів росту, плодючості, і в кінці кінців, викликає загибель організму. Змінюється вік дозрівання самиць, збільшується ступінь асинхронності дозрівання ооцитів. У самців відмічено зменшення кількості сперматогоніїв та сперматоцитів, порушується сам хід сперматогенезу. Значні аномалії при підвищеному вмісті отрутохімікатів у навколишньому середовищі виявляються у період ембріонального та раннього постембріонального розвитку кісткових риб [15, 36].
За останні 10 років зареєстровано понад 200 випадків масової загибелі риби у водоймах України, де загинуло понад 160 тис. тон риби. Як наслідок хронічного забруднення водойм України є збіднення їх іхтіофауни, зниження уловів та зменшення питомої частки особливо цінних видів [21].
Таким чином, можна відмітити, що у водоймах, які знаходяться під сильним антропогенним пресом, відбуваються серйозні зміни у щільності, різноманітності, групової структури видового складу іхтіофауни. Певні види вже зникли, чисельність інших катастрофічно знижується. У екосистемах водосховищ починають переважати види, які мають низьку господарську цінність.
1.4 Шляхи надходження та особливості тканинного розподілу важких металів в організмі риб
Відомо, що гідробіонти здатні накопичувати важкі метали двома основними шляхами - з оточуючого середовища та з їжі. Але, незважаючи на численні публікації, на даний час не існує єдиної думки, стосовно основного шляху надходження токсикантів з довкілля. Так, наприклад, Dallinger [35] вважає, що суттєва частина важких металів надходить до організму риб з їжею. Іншими дослідниками [22] встановлено, що в основному токсичні речовини до організму гідробіонтів проникають осмотично через зябра та шкіру. У будь якому випадку, в органах і тканинах риб відбувається накопичення важких металів, вміст яких багатократно перевищує їх вміст у навколишній воді.
Важкі метали, після проникнення до організму, розподіляються неоднорідно [24, 28], проте, такий розподіл характеризується певними загальними закономірностями, які повязані як з фізико-хімічними властивостями самих металів, так і з фізіолого-біохімічною специфікою самих тканин та органів риб. Значне накопичення металів є характерним у першу чергу для покривних тканин, що повязано з їх безпосереднім контактом з хімічними елементами, які знаходяться у водному середовищі. Крім того, інтенсивне накопичення важких металів відбувається у тканинах та органах, які характеризуються активним метаболізмом (печінка, нирки статеві залози).
На поверхні тіла риби (на межі між навколишнім середовищем та організмом) відбувається фізико-хімічна сорбція, можливо, за участю мікроорганізмів [3]. Найбільшим концентратором хімічних елементів є слиз на поверхні тіла. За здатністю концентрувати важкі метали зовнішні органи та тканини можна розташувати у наступному порядку: слиз>луска, шкіра>зябра [29].
Після надходження мікроелементів до внутрішніх тканин риби відбувається їх перерозподіл. Особливо інтенсивно накопичуються в організмі мікро- та мікроелементи, що необхідні для життєдіяльності, які беруть активну участь при проходженні фізіолого-біохімічних процесів (дихання, кровотворення, виділення тощо). У таких процесах деякі метали є необхідними компонентами складних білкових молекул - перш за все ферментів, дихальних пігментів, вітамінів. Відповідно, ці хімічні елементи у першу чергу акумулюються у більш активних у функціональному відношенні органах і тканинах. Високі концентрації металів у скелеті повязані з високим вмістом мінеральних компонентів у опорних структурах гідробіонтів. Значний вміст важких металів фіксується у монадах, особливо у переднерестовий період. Це пояснюється необхідністю даних хімічних елементів для нормального дозрівання статевих продуктів і подальшого ембріогенезу. Печінка є функціональним депо міді, тому вміст цього елементу у даному органі у 25-30 разів вище, ніж у мязах. Багато міді міститься у органах кровотворення риб (селезінка), що повязують участь цього елементу у процесі гемопоезу [17, 25].
Хоча у літературі доволі широко розглянуто тканинну закономірність накопичення та розподілу металів, це питання залишається вивченим не повністю. Що стосується гідробіонтів, які мешкають у водоймах дніпровського каскаду водосховищ, то дослідження у цій області розпочалися відносно нещодавно і переважно присвячені великим промисловим рибам та молюскам [20].
Інтенсивність накопичення важких металів в організмі риби значною мірою визначається видовими особливостями. Різні види риб, що мешкають у одній водоймі, суттєво відрізняються рівнями накопичення важких металів.
Для багатьох металів є характерним явище біологічного накопичення (біомагніфікації), що проявляється утому, що вони надходять до трофічного ланцюгу на відносно низькому трофічному рівні у незначній кількості. Однак, по мірі переходу до наступного трофічного рівня рівень вмісту важких металів в організмі тварин поступово зростає [14]. Таким чином відбувається сумація накопичення токсикантів в організмі риб від води, донних відкладів та корму [34].
Відповідно традиційній теорії біоконцентрування, вміст важких металів в організмі риб тим вищий чим вище їх трофічний рівень. Однак, така картина є підтвердженою лише для накопичення цинку. Концентрація цього елементу в організмі хижих риб є вищою, ніж його вміст у бентофагах та фільтраторах [33]. Відсутність подібного явища у випадку накопичення кадмію, міді, свинцю повязують з тим, що процес накопичення металів залежить не лише від трофічного рівня риби, але й від типу та спектру живлення, маси тіла, особливостей фізіології та асоційованості з субстратом. Так, було показано концентрування кадмію в оранізмі фільтраторів, а цинку, міді та свинцю - у бентофагів [39].
Лящ, як бентофаг, більше підпадає під дію підвищеного вмісту важких металів через те, що він трофічно та топічно пов'язаний з донними відкладами. В результаті, найбільші рівні накопичення мікроелементів спостерігаються у риб, що живляться донними організмами - плітка, ряпушка, йорж; найменшиі вміст характерний для хижаків-іхтіофагів - судака, щуки [7]. Таким чином, у трофічному ланцюзі безпосередньо відбувається процес зменшення вмісту одних хімічним елементів та одночасне накопичення інших [5, 9]. Чи виконується правило трофічної піраміди відносно накопичення важких металів у бентофагах та хижаках дніпровських водосховищ недостатньо відомо, що визначило одне з завдань наших досліджень.
1.6 Сезонна динаміка накопичення важких металів в організмі риб
Аналіз наукової літератури показав, що сезонна динаміка накопичення важких металів в організмі риб висвітлена недостатньо. Крім кількох коротких повідомлень [4, 27] практично відсутні роботи щодо накопичення важких металів прісноводними рибами в різні період и року. Стверджується, що в організмі риб прослідковується сезонна динаміка вмісту важких металів. Це пояснюється непостійністю їх фізіологічного стану та біологічних циклів, а також інтенсивністю живлення та характером кормової бази. У період нересту гонади активно накопичують залізо, цинк, марганець, мідь, що повязано з присутністю у цьому органі високоактивних металоорганічних комплексів, що містять ці елементи і необхідні для нормального дозрівання статевих продуктів. У післянерестовий період у тканинах і органах риб спостерігається перерозподіл металів. Кількість хімічних елементів у гонадах знижується.
Як було вказано вище, токсичні елементи накопичуються в організмі гідробіонтів безпосередньо з навколишнього водного середовища. Концентрація важких металів у водному середовищі також піддається чітким сезонним коливанням, що відповідно відображається на їх накопиченні у органах і тканинах гідробіонтів. Найвищій вміст заліза у воді Кременчуцького водосховища (до 60 мкг/л) спостерігається у період передвесняної повені, а восени його вміст знижується до 8 мкг/л. Концентрація міді весною складає 5-7 мкг/л, а восени - 1-4 мкг/л. Динаміка вмісту марганцю характеризується наявністю двох піків: у квітні - 10-16 мкг/л, та в липні - 17-22 мкг/л [2].
Відповідно були відмічені сезонні зміни у кількості заліза у зябрових пелюстках плітки: весною його вміст був підвищеним, а восени знижувався у 2-3 рази. Саме сезонними коливаннями концентрації заліза у воді можна пояснити такі коливання, оскільки зябра відіграють визначальну роль у обміні заліза між організмом риби та навколишнім середовищем [4].
Виходячи з вище викладеного матеріалу можна зробити висновок, що хоча у науковій літературі широко висвітлено питання закономірності розподілу та накопичення важких металів в організмі риб, проблема вивчена не в повній мірі. Більш того, що всі дослідження переважно проводилися у лабораторних умовах або в умовах інших водойм. Досліджені види риб є важливими промисловими обєктами, забруднення яких важкими металами може становити небезпеку для людини.
Розділ 2
2.1 Матеріал та методи дослідження
Матеріалом дослідження слугували наступні види риб: лящ (Abramis brama L.), плітка (Rutilus rutilus L.) та щука (Esox lucius L.), виловлені у післянерестовий період з 10.06.2012 р. по 30.06.2012 р. Для відлову використовували аматорські засоби лову риби: донні фідерні вудки з гачками та годівницями, спінінгові знаряддя з вобл ерами або блеснами. Загальна кількість проаналізованих риб становила: лящ - 15 екз.; плітка - 21 екземпляр; щука - 8 екз.
Кожний екземпляр риби зважували з точність до 0,1 г, визначали основні іхтіологічні проміри пластичних ознак згідно стандартної методики (Правдин, 1966). Середня маса проаналізованих екземплярів складала: лящ - 264 г (185-350 г); плітка - 98 г (75-128 г); щука - 425 г (330-620 г). З кожної особини відбирали зразки мязової тканини, печінку та зябра. Зразки тканини зважували, розміщували у скляні стакани та висушували при температурі 95 оС протягом однієї доби до постійної повітряно-сухої маси. Висушені зразки зважували з точність 0,001 г та заливали 5 мл 56% азотної кислоти (Укрреахим, "хч"). Через 2-3 доби зразки з кислотою нагрівали на піщані бані з поступовим додаванням по краплям 35% перекису водню (Укрреахим, "фарм"). Після розчинення зразків нагрів продовжували до просвітління розчину, який потім охолоджували та розводили дистильованою водою до 10 мл.
Визначення концентрації важких металів проводили на базі Лабораторії фізико-хімічних методів досліджень кафедри біохімії ННЦ "Інститут біології" за допомогою атомно-адсорбційного спектрофотометру С115-М1 (SELMI, Україна). Аналіз здійснювали шляхом безпосереднього введення рідкої проби у полумя ацетилен-повітря. Для компенсації неселективного поглинання полумя використовували дейтерієвий коректор фону [10, 23]. Реєстрацію аналітичних показників проводили за допомогою компютерно-аналітичного комплексу КАС-101. Було визначено концентрацію 9-ти важких металів: Cu, Cd, Zn, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, Pb. Вміст металів у зразках розраховували у мг/кг маси сирої (живої) речовини.
3. Результати та їх обговорення
3.1 Вміст важких металів у органах і тканинах риб верхів я Кременчуцького водосховища
Лящ. За вмістом в органах та тканинах ляща важкі метали можна розташувати в наступному порядку (табл.3.1): луска: цинк > стронцій > марганець > свинець > нікель > кобальт > кадмій > хром >мідь; шкіра: цинк > свинець > марганець > нікель >мідь > кобальт > кадмій > стронцій > хром; зябра: цинк > свинець > стронцій > марганець > нікель >мідь > кобальт > кадмій > хром; плавці: цинк > марганець > свинець > нікель > кобальт > мідь > стронцій > кадмій > хром; м'язи: цинк > свинець > нікель > марганець > кобальт > мідь > хром > кадмій > стронцій; печінка: цинк > свинець > нікель > марганець > кобальт > стронцій > хром; нирки: цинк > нікель > свинець > кобальт > кадмій > марганець > хром > стронцій > мідь; селезінка: цинк > нікель > свинець > хром > кадмій > кобальт > стронцій; кишечник: цинк > нікель > мідь > марганець > свинець > кобальт > кадмій > хром > стронцій; гонади: > цинк > марганець >мідь > нікель > кобальт > хром > свинець > кадмій; Найбільші концентрації металів зафіксовані: міді - в селезінці, гонадах; цинку - в гонадах, плавцях, лусці; свинцю - в лусці; кадмію - в нирках, лусці; кобальту - в лусці, плавцях; нікелю - в лусці, зябрах, шкірі; марганцю - в лусці, гонадах; хрому та стронцію - в плавцях, лусці.
Плітка. Вміст важких металів в органах і тканинах плітки можна уявить у вигляді наступних рядів (табл.3.2): плавці: цинк > марганець > нікель >мідь > кобальт > стронцій > кадмій > хром; зябра: цинк > марганець > свинець > нікель > мідь > кобальт > стронцій > кадмій > хром; луска: цинк > свинець > марганець > нікель > мідь > кобальт > кадмій > стронцій > хром;
Таблиця 3.1.
Середній вміст важких металів в органах і тканинах ляща (мг/кг маси сирої речовини)
Орган/тканинаCdCoCuZnPbMnNiCrSDSDSDSDSDSDSDSDПлавці1,10,15,51,54,40,240,49,613,00,436,113,08,61,60,30,0Зябра0,50,23,51,04,70,221,90,84,01,614,42,613,56,50,20,0Луска1,51,47,50,14,50,838,04,64,01,614,42,613,56,50,20,0Шкіра0,60,22,51,34,81,234,412,910,02,77,53,16,73,70,50,3М'язи5,40,11,90,55,20,339,221,05,10,91,30,612,35,70,20,0Кишечник0,50,16,15,40,618,60,93,52,50,28,110,00,20,0Гонади0,30,20,40,26,31,642,76,70,80,39,00,65,20,20,20,0Селезінка0,30,11,20,47,92,717,22,53,20,91,40,22,31,20,10,0Нирки1,90,31,30,35,02,126,16,23,62,82,61,04,31,10,20,0
Таблиця 3.2.
Середній вміст важких металів в органах і тканинах плітки (мг/кг маси сирої речовини)
Орган/тканинаCdCoCuZnPbMnNiCrSDSDSDSDSDSDSDSDПлавці0,90,24,10,84,60,554,410,013,31,916,03,27,60,80,40,0Зябра0,50,12,80,44,10,449,68,96,51,17,61,35,01,20,30,1Луска1,40,25,21,15,30,736,96,913,93,28,94,86,81,90,40,1Шкіра0,40,21,30,94,00,340,910,50,41,90,92,01,30,20,1М'язи0,70,21,90,54,60,519,42,23,60,91,80,23,60,90,20,0Кишечник0,50,21,51,17,00,868,229,82,81,63,11,63,10,80,10,0Гонади0,60,01,90,26,10,946,64,95,60,36,31,23,60,70,30,1Печінка0,90,11,40,314,31,035,74,44,62,12,70,42,70,90,30,1Селезінка0,60,21,70,44,10,723,14,41,40,91,50,72,30,70,20,0Нирки3,11,83,50,76,22,681,014,09,31,020,610,38,14,90,50,1
Таблиця 3.3.
Середній вміст важких металів в органах і тканинах щуки (мг/кг маси сирої речовини)
Орган/тканинаCdCoCuZnPbMnNiCrSDSDSDSDSDSDSDSDПлавці0,70,23,40,72,30,653,87,47,42,218,42,45,80,50,90,3Зябра0,80,31,80,251,75,53,60,43,90,51,00,2Луска0,80,43,91,12,10,219,514,89,83,517,76,14,32,01,21,0Шкіра0,40,12,10,43,70,256,49,64,41,73,22,33,81,10,30,2Печінка0,20,10,80,45,51,240,47,62,30,51,00,31,70,60,30,1Кишечник0,80,32,61,64,50,277,715,815,012,43,91,64,21,70,60,3Гонади0,30,11,30,23,30,231,28,32,11,12,70,83,62,32,10,9Селезінка0,70,11,70,33,90,5104,650,71,51,01,60,83,31,70,30,2Нирки0,40,31,40,34,02,049,612,04,41,22,81,63,01,10,30,0
шкіра: цинк > мідь > нікель > марганець > кобальт > свинець > кадмій > хром > стронцій; м'язи: цинк > мідь > свинець > нікель > кобальт > марганець > кадмій > хром > стронцій; печінка: цинк > мідь > свинець > марганець > нікель > кобальт > кадмій > хром > стронцій; кишечник: цинк > марганець > нікель > свинець > кобальт > кадмій > хром > стронцій; гонади: цинк > марганець >мідь > свинець > нікель > кобальт > кадмій > хром > стронцій; селезінка: цинк > мідь > нікель > кобальт > марганець > свинець > кадмій > хром > стронцій; нирки: цинк > марганець > свинець > нікель > мідь > кобальт > кадмій > стронцій > хром; Найбільші концентрації металів зафіксовані: кадмію - в нирках, лусці плавцях; кобальту - в лусці, плавцях; свинцю - в плавцях; нікелю - в лусці, нирках; цинку - в нирках, плавцях; хрому - в плавцях, лусці, нирках; стронцію - в плавцях, лусці; міді - в печінці; марганцю - в нирках, плавцях.
Щука. За вмістом металів в органах і тканинах щуки можна побудувати наступний ряд (табл.3.3): плавці - цинк > марганець > свинець > нікель > кобальт > стронцій > мідь > хром > кадмій; зябра - цинк > нікель > свинець > стронцій > кобальт > хром > кадмій; шкіра - цинк > свинець > нікель > мідь > марганець > кобальт > стронцій > кадмій > хром; луска - цинк > марганець > свинець > нікель > кобальт > мідь > хром > стронцій > кадмій; печінка - цинк > мідь > свинець > нікель > марганець > кобальт > хром > кадмій > стронцій; кишечник - цинк > свинець > мідь > нікель > марганець > кобальт > кадмій > хром > стронцій; гонади - цинк > > нікель > мідь > марганець > свинець > хром > кобальт > кадмій > стронцій; селезінка - цинк > мідь > нікель > кобальт > свинець > марганець > кадмій > хром > стронцій; нирки - цинк > свинець > мідь > нікель > марганець > кобальт > кадмій > хром > стронцій; Найбільші концентрації металів зафіксовані: марганцю - в плавцях; міді - в печінці; кадмію - в селезінці, плавцях, лусці, зябрах; цинку - в кишечнику, селезінці; стронцію - в плавцях, зябрах; хрому - в гонадах, лусці; свинцю - в кишечнику, лусці; нікелю - в плавцях.