CC BY
34
HayKOBHH BicHHK .HbBiBCbKoro HaqioHaibHoro ymBepcurery BeTepHHapHoi' mcahuuhh Ta 6ioTexHonorm iMeHi C.3. I^H^Koro Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyj
doi: 10.15421/nvlvet6720
ISSN 2413-5550 print ISSN 2518-1327 online
http://nvlvet.com.ua/
УДК [556.114:556.55]:574.5(477.83)
Вмкт кобальту та нiкелю у вод^ донних вiдкладах та iхтiофаунi
Яворiвського водосховища
Г.М. Добрянська1, Д.О.Янович2, Т.М. Швець3, Г.А. Буцяк2 [email protected]
1Львiвська до^дна станця 1нституту рибного господарства НААНУ, вул. Львiвська, 11, смт Великий Любть, 81555, Украгна;
2Львiвський нацюнальний утверситет ветеринарног медицини та бiотехнологiй iменi С.З. Гжицького,
вул. Пекарська, 50, м. Львiв, 79010, Украта; 31нститут рибного господарства НААН, вул. Обухiвська, 135, м. Кшв-164, 03164, Украта
Створення рибогосподарських та рекреацшних водойм е одним з актуальних напрямгв рекультивацгг техногенного се-редовища. Разом з тим, даний пгдхгд вимагае постшного монторингу вмгсту полютантгв ргзног природи у абготичних та бготичних компонентахутвореног ггдроекосистеми.
В дангй роботг представлен результати дослгджень вмгсту кобальту та нгкелю у водг, донних вгдкладах та гхтгофаунг Яворгвського водосховища - водойми, утвореног на мгсцг сгрчаного кар'еру. Вказанг елементи характеризуются широким спектром дгг в оргашзмг риб, яка, залежно вгд Их концентрацгг, може бути як фгзюлоггчною, так г токсичною. При вико-наннг дослгджень було встановлено, що ргвень кобальту у водг Яворгвського водосховища знаходився в межах норми, в той час як концентраця нгкелю перевищувала ГДК вгд 1,26 до 7,65 раза залежно вгд мгсця вгдбору проб. Вмгст вказаних елементгв у донних вгдкладах водойми в ргзних дглянках значно вгдргзнявся мгж собою, при цьому не було встановлено чгтког залежностг мгжргвнем вказаних елементгву водг та донних вгдкладах.
Проведен дослгдження свгдчать також про гснування органно-тканинних та видових особливостей накопичення кобальту та нгкелю в оргашзмг краснотрки та окуня. Так, найбыьший вмгст вказаних елементгв спостерггався у зябрах дослг-джуваних риб, при цьому вмгст кобальту у зябрах краснотрки перевищував ГДК у 3,25 раза, у зябрах окуня - у 4,75 раза. Вмгст нгкелю у м'язах, зябрах та шкгрг краснотрки перевищував нормативы значення вгдповгдно у 1,16; 2,52 та 2,32 раза; у м'язах, зябрах та шкгрг окуня - вгдповгдно у 1,08; 6,84 та 3,1 раза.
Ключовi слова: кобальт, нгкель, ггдроекосистема, водосховище, вода, доннг вгдклади, краснотрка, окунь, органи, тка-нини.
Содержание кобальта и никеля в воде, донных отложениях и ихтиофауне Яворовского водохранилища
А.Н. Добрянская1, Д.А. Янович2, Т.М. Швец3, А.А. Буцяк2 [email protected]
1 Львовская опытная станция Института рыбного хозяйства НААНУ, ул. Львовская, 11, пгт Великий Любень, 81555, Украина;
2Львовский национальный университет ветеринарной медицины и биотехнологий имени С.З. Гжицкого,
ул. Пекарская, 50, г. Львов, 79010, Украина;
3Институт рыбного хозяйства НААНУ, ул. Обуховская, 135, г.. Киев-164, 03164, Украина
Citation:
Dobryanska G.M., Yanovych D.O., Shvets T.M., Butsyak A.A. (2016). Cobalt and nickel concentration in the water, bottom deposits and ichthyofau-na of Yavoriv water storage basin. Scientific Messenger LNUVMBT named after S.Z. Gzhytskyj, 18, 2(67), 90-93.
Создание рыбохозяйственных и рекреационных водоемов является одним из актуальных направлений рекультивации техногенной среды. Вместе с тем, данный подход требует постоянного мониторинга содержания поллютантов различной природы в абиотических и биотических компонентах образованной гидроэкосистемы.
В данной работе представлены результаты исследований содержания кобальта и никеля в воде, донных отложениях и ихтиофауне Яворовского водохранилища - водоема, образованного на месте серного карьера. Указанные элементы харак-теризируются широким спектром влияния в организме рыб, которое, зависимо от их концентрации, может быть как физиологическим, так и токсическим. При проведении исследований было установлено, что уровень кобальта в воде Яворовского водохранилища находился в пределах нормы, в то время как концентрация никеля превышала ПДК от 1,26 до 7,65 раза в зависимости от места отбора проб. Содержание указанных элементов в донных отложениях водоема в различных его участках значительно отличалось между собой, при этом не было установлено четкой зависимости между уровнем указанных элементов в воде и донных отложениях.
Проведенные исследования свидетельствуют также о существовании органно-тканевых и видовых особенностей накопления кобальта и никеля в организме красноперки и окуня. Так, наибольшее содержание указанных элементов наблюдалось в жабрах исследуемых рыб, при этом содержание кобальта в жабрах красноперки превышало ПДК в 3,25 раза, в жабрах окуня - в 4,75 раза. Содержание никеля в мышечной ткани, жабрах и коже красноперки превышало нормативные значения соответственно в 1,16; 2,52 и 2,32 раза; в мышечной ткани, жабрах и коже окуня - соответственно в 1,08; 6,84 и 3,1 раза.
Ключевые слова: кобальт, никель, гидроэкосистема, водохранилище, вода, донные отложения, красноперка, окунь, органы, ткани.
Cobalt and nickel concentration in the water, bottom deposits and ichthyofauna
of Yavoriv water storage basin
G.M. Dobryanska1, D.O. Yanovych2, T.M. Shvets3, A.A. Butsyak2 [email protected]
1Lviv Research Station of Institute of Fisheries, Lvivska Str., 11, u.s. Welykyj Ljubin, 81555, Ukraine;
2Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyi,
Pekarska Str., 50, Lviv, 79010, Ukraine; 3Institute of Fisheries, Obukhivska Str., 135, Kyiv-164, 03164, Ukraine
Arrangement of fishponds and recreation water basins are among most actual directions of technogenic environment recultiva-tion. However, mentioned approach demands constant monitoring of different pollutants content in abiotic and biotic components of created hydroecosystem.
This paper presents results of investigations of cobalt and nickel concentration in the water, bottom deposits and ichthyofauna of Yavoriv water storage basin - water reservoir, which was formed in the place of sulfur career. Mentioned elements are characterized by wide spectrum of action in fish body, which, depending on their concentration, can be either physiologic or toxic. During the experiment was revealed, that cobalt concentration in the water of Yavoriv water storage basin was within the normal range, while nickel concentration exceed MPL from 1.26 to 7.65 times depending on sampling place. Concentration of abovementioned elements in the bottom deposits of water basin in different fields of it varied greatly, wherein well-defined correlation between cobalt and nickel level in the water and bottom deposits wasn't observed.
The researches testified also the existence of tissue, organic and species peculiarities of cobalt and nickel accumulation in the body of rudd and perch. In particular, the biggest content of researched elements was observed in the gills of the fishes. Herewith, cobalt concentration in rudd gills exceeds MPL in 3.25 times, in perch gills - in 4.75 times. Nickel concentration in the muscles, gills and skin of rudd exceeds existing normative values in 1.16, 2.25 and 2.32 times respectively; in the muscles, gills and skin of perch -in 1.08, 6.84 and 3.1 times respectively.
Key words: cobalt, nickel, hydroecosystem, water storage basin, water, bottom deposits, rudd, perch, organs, tissues.
Вступ
Яворiвське водосховище було створено у 2002 рощ в процеа виконання проекту з рекулытиваци срча-ного кар'еру Яворiвського ДГХП «Срка». Упродовж 2002-2006 рр. тривало наповнення водосховища водою; на сыогодш це одна з найбшыних штучних во-дойм в Украш - його загалыний об'ем становиты бли-зыко 200 млн м3, глибина - до 70 м (Taras, 2013; Haidin, 2013). Живлення водосховища ввдбуваетыся за рахунок вод рiчки Шкло з притоками Терешка, Великий i Малий Гноенецы, Русыкий та Якша. 1хтюфауна водосховища представлена такими видами риб, як щука, сазан, товстолобик, плита, карасы, окуны та краснотрка. Потенцшними напрямами використання
бюресурав Явор1вського водосховища е рекреацшна та рибогосподарська д1яльшстъ, проте ïx втшення вимагае попередньоï оцшки еколопчного стану во-дойми.
Предметом наших дослщжень служив вм1ст кобальту та шкелю в донних ввдкладах, вод1 та 1хтюфауш Явор1вського водосховища. За своïми ф1зичними характеристиками даш елементи належать до важких метатв, яш е одними з поширених забруднюючих водне середовище речовин (Kolesnyk, 2011; Dobrianska et al., 2013); разом з тим, за бюлопчними властивостями, кобальт та шкель належать до мшрое-леменлв з широким спектром ди в живих оргашзмах (Yanovych and Yanovych, 2014). Таким чином, як не-стача, так i надлишок вказаних елеменпв негативно
впливають на ф1з1олого-б1ох1м1чн1 процеси в оргашз-Mi риб. Зокрема, за нестач1 кобальту в оргашзм1 риб знижуеться рiвень вiтамiну Bj2, посилюються процеси перекисного окиснення лшвдв, спостерiгаeться за-тримка росту та розвиток анемп (Yanovych and Yanovych, 2014; Hrytsyniak et al., 2015). Надлишок кобальту призводить до порушення юнорегуляцп, змiн гематологiчних показник1в, розвитку гшоксп та загального стресу. Нестача шкелю призводить до порушення роботи шкельвмюних ферментiв, як1 регу-люють метаболiзм гема у печiнцi та нирках; надлишок цього елемента призводить до порушення юнного гомеостазу, посилення протеолггичних процесiв у зябрах, порушення обм^ бiлкiв та вуглеводiв (Hrytsyniak et al., 2015). Таким чином, метою нашо! роботи було визначення концентраци кобальту та шкелю в гiдроекосистемi Яворiвського водосховища.
Матерiали i методи досл1джень
Дослiдження було проведено в умовах Яворiвсь-кого водосховища. Об'ектом дослiджень служили вода, донш вщклади та типовi представники iхтiофа-уни водосховища - особини краснотрки та окуня. Проби води та донних вщклащв для дослщжень вщ-бирали у трьох мiсцях - 50 м ввд гирла р. Шкло (дм-нка №1), 50 м вщ гирла р. Якша (дiлянка №2) та у пелапальнш частинi водосховища (дiлянка №3). Проби води вщбирали на глибиш 0,5 м. Риб пiддавали
декаштацп та вiдбирали зразки органiв i тканин -м'язiв, зябер та шшри. У вiдiбраних пробах тсля вадповадно! подготовки визначали концентрацш кобальту та шкелю методом атомно-абсорбцшно! спект-рофотометрп (Prais, 1976).. Одержат цифровi данi опрацьовували статистично.
Результати та ix обговорення
З наведених у таблиц 1 даних видно, що концент-рацiя кобальту у водi Яворiвського водосховища, залежно вщ мiсця вщбору, знаходилась в межах нор-ми або перевищувала нормативний показник в межах статистично! похибки. Разом з тим, концентрация шкелю перевищувала ГДК у 1,26; 3,57 та 7,65 раза вщповщно у 1-й, 2-й та 3-й дмнщ ввдбору проб. Таким чином, вмют нiкелю у водi Яворiвського водосховища суттево перевищуе норми ГДК, подiбно до свинцю, кадмш та мщ, рiвень яких у водному сере-довищi дослiджувався нами рашше (Dobrianska et al., 2015; Dobrianska et al., 2015).
Вмют дослвджуваних елеменпв у донних вщкла-дах Яворiвського водосховища суттево коливався залежно вщ дiлянки вiдбору проб - вщ 2,2 мг/кг до 6,4 мг/кг для кобальту та вщ 4,0 мг/кг до 24,6 мг/кг для шкелю; при цьому не було встановлено чижо! залежносп мiж рiвнем вказаних елементiв у водi та донних вщкладах водойми.
Таблиця 1
Об'ект дослвджень—■—" ' " _____—-—■ ' Мiсце вiдбору проб Конценг'рацiя кобальту Конценграцiя шкелю
1 2 3 1 2 3
Вода, мкг/дм3 4,8 ± 0,11 8,7 ± 0,32 10,2 ± 0,56 12,6 ± 0,90 35,7 ± 2,16 76,5 ± 5,31
ГДК 10,0 10,0
Донш ввдклади, мг/кг 2,2 ± 0,05 | 6,4 ± 0,10 | 5,0 ± 0,09 23,4 ± 1,65 | 24,6 ± 1,72 | 4,0 ± 0,09
Наведеш у таблицi 2 даш свщчать про iснування органно-тканинних та видових особливостей накопи-чення кобальту та нiкелю в органiзмi краснопiрки та окуня - типових представнишв iхтiофауни Яворiвсь-кого водосховища. Попри те, що даш види риб не мають промислового значення, вмiст важких металiв в 1'х органiзмi може служити iндикатором забруднення водойми цими полютантами; концентрацiю важких металiв в органах i тканинах рiзних видiв риб та 1хнш вплив на обмiннi процеси можна використовувати в системi бiомонiторингу еколопчного стану водного середовища (Yanovych et al., 2016). При проведенш дослвджень було встановлено, що вмiст кобальту у
зябрах красношрки перевищуе ГДК у 3,25 раза, в той час як у м'язах та шкiрi вш знаходиться в межах норми. Водночас, концентращя кобальту в органiзмi окуня знаходилась в межах норми лише у м'язовш тка-нинi; у зябрах та шкiрi вона перевищувала ГДК ввдпо-в1дно у 4,75 та 7,12 раза.
Концентращя шкелю перевищувала норми ГДК в уах органах дослвджуваних видiв риб. Так, вмют шкелю у м'язах, зябрах та шкiрi красношрки переви-щував нормативнi значення в1дпов1дно у 1,16; 2,52 та 2,32 раза; у м'язах, зябрах та шкiрi окуня - ввдповщно у 1,08; 6,84 та 3,1 раза.
Таблиця 2
Вмкт кобальту та шкелю в органах i тканинах представнишв ixтiофауни Явор1вськ'ого водосховища,
мг/кг (M ± m, n = 4)
Об'ект дослщжень Концентрац1я кобальту Концентращя шкелю
Краснопiрка м'язи 0,02 ± 0,001 0,58 ± 0,040
зябра 0,26 ± 0,017 1,26 ± 0,110
шюра 0,05 ± 0,002 1,16 ± 0,098
Окунь м'язи 0,06 ± 0,002 0,54 ± 0,042
зябра 0,38 ± 0,012 3,42 ± 0,190
шюра 0,57 ± 0,034 1,55 ± 0,024
ГДК 0,08 0,5
Таким чином, можна стверджувати, що зябра дос-лщжуваних вид1в риб накопичують кобальт та шкель найбшьшою м1рою. Под1бна залежшсть також була виявлена нами рашше по ввдношенню до шших важ-ких метал1в (Dobrianska et al., 2015).
Висновки
В результат дослщжень нами було встановлено, що концентращя кобальту в вод1 Явор1вського водос-ховища знаходилась в межах норми, в той час як кон-центращя шкелю перевищувала ГДК у 1,26; 3,57 та 7,65 раза залежно ввд мюця ввдбору проб. Вм1ст кобальту та шкелю у донних ввдкладах суттево коливався залежно ввд дшянки вщбору проб - в1д 2,2 мг/кг до 6,4 мг/кг для кобальту та ввд 4,0 мг/кг до 24,6 мг/кг для шкелю. Одержат нами результата сввдчать також про юнування органно-тканинних та видових особли-востей накопичення кобальту та шкелю в оргашзм1 краснотрки та окуня. Зокрема, вказаш елементи найбшьшою м1рою накопичувались у зябрах риб. Вмют кобальту у зябрах краснотрки перевищував ГДК у 3,25 раза, у зябрах та шшр1 окуня - вщповщно у 4,75 та 7,12 раза. Вмют шкелю у м'язах, зябрах та шшр1 краснотрки перевищував нормативт значения ввдпо-вщно у 1,16; 2,52 та 2,32 раза; у м'язах, зябрах та шкь р1 окуня - ввдповщно у 1,08; 6,84 та 3,1 раза.
Перспективи подальших дослгджень. Дослщження вм1сту важких метал1в у абютичних та бютичних компонентах пдроекосистем на посттехногенних територ1ях мають важливе значення як складова мош-торингу еколопчних змш, що вщбуваються у рекуль-тивованих ландшафтах.
Бiблiографiчнi посилання
Taras, U.M. (2013). Problemy rekultyvatsii sirchanoho kar'yeru v zoni diialnosti Yavorivskoho derzhavnoho hirnycho-khimichnoho pidpryiemsta «Sirka». Naukovyi visnyk NLTU Ukrainy. 23(2), 154-158 (in Ukrainian).
Haidin, A.M. (2013). Ekolohichni problemy raioniv vydobutku kaliinykh solei ta sirky. Ekolohiia i pryrodokorystuvannia. 16, 127-134 (in Ukrainian).
Dobrianska H.M., Melnyk A.P., Yanovych N.Ye., Yanovych D.O. (2013). Osoblyvosti nakopychennia vazhkykh metaliv v orhanizmi riznykh vydiv promyslovykh ryb. Naukovyi visnyk LNUVMBT im. S.Z. Hzhytskoho. 15, 1(55), 52-56 (in Ukrainian).
Kolesnyk, N.L. (2011). Rozpodil vazhkykh metaliv u lankakh hidroekosystemy staviv za intensyvnoi tekhnolohii vyroshchuvannia ryby. Rybohospodarska nauka Ukrainy. 3, 105-111 (in Ukrainian).
Yanovych, N.Ye., Yanovych, D.O. (2014). Rol mikroelementiv u zhyttiediialnosti stavkovykh ryb. Naukovyi visnyk Lvivskoho natsionalnoho universytetu veterynarnoi medytsyny ta biotekhnolohii im. S. Z. Gzhytskoho. 16, 2(59), 345-372 (in Ukrainian).
Hrytsyniak, I.I., Yanovych, D.O., Shvets, T.M. (2015). Ekotoksykolohiia lososevykh ryb. K.: DIA (in Ukrainian).
Prais, V. (1976). Analytycheskaia atomno-absorbtsyonnaia spektroskopyia. M.: Myr (in Russian).
Dobrianska, H.M., Melnyk, A.P., Yanovych, N.Ye., Yanovych, D.O. (2015). Vmist kadmiiu ta svyntsiu v hidroekosystemi Yavorivskoho vodoskhovyshcha. Naukovyi visnyk LNUVMBT im. S.Z. Gzhytskoho. 1(61), 2, 263-267 (in Ukrainian).
Dobrianska, H.M., Melnyk, A.P., Yanovych, N.Ye., Yanovych, D.O. (2015). Vmist zaliza ta midi v hidroekosystemi Yavorivskoho vodoskhovyshcha. Naukovyi visnyk LNUVMBT im. S.Z. Gzhytskoho. 1(65), 2, 265-269 (in Ukrainian).
Yanovych, D.O., Hrytsyniak, I.I., Shvets, T.M. (2016). Vykorystannia lososevykh ryb u biomonitorynhu yakosti vodnoho seredovyshcha (ohliad). Rybohospodarska nauka Ukrainy. 1, 17-35 (in Ukrainian).
Cmammn nadiumm do peda^ii 19.09.2016
