CC BY
49Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 2341 http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2003/196.pdf
Содержание микроэлементов в лососевых рыбах
Зорина Л.Г. ( chemi@online.ru ), Гордиенко П.С., Буквецкий Б.В.
Институт химии ДВО РАН, Владивосток
В настоящее время вопросы экологии приобретают первостепенное значение в связи с антропогенным загрязнением биосферы [ 16 ].
В.В. Ковальский [ 11 ], продолжая учения В.И. Вернадского и А.П. Виноградова, говорил, что необходимо изучать взаимодействие организмов и их сообществ с геохимической средой в биосфере.
В последние годы большое число работ было посвящено изучению влияния на водотоки и водоемы кислотных дождей. Так же отмечается, что с атмосферными осадками могут переноситься большие количества тяжелых металлов. Например, содержание цинка и свинца в снеге на поверхности норвежских озер достигало до 0,08 и 0,05 мг/л соответственно [ 19 ], что приводило к увеличению их содержания в воде озер до 0,04 и 0,02 мг/л. Изучали воздействие этих металлов на рыб.
Повышенные концентрации тяжелых металлов в среде и биоте обнаруживаются не только в результате антропогенного загрязнения, но и проявляются в зонах природных геохимических аномалий. Примером могут служить области залегания рудных жил. В таких районах создаются природно-импактные условия существования живых организмов, а уровень тяжелых металлов в среде и биоте может приближаться к уровню загрязнения акваторий.
В начале 70-х в Институте велись исследования по концентрированию элементов морскими организмами. Автор и его коллеги с 1979 по 1982 г. проводили исследования в Японском море, а в 1990 по 1992 г.г. - в Авачинской губе, вдающейся в полуостров Камчатка на востоке. Эти районы интересны с точки зрения прохождения в них Тихоокеанского рудного пояса и с точки зрения экологических характеристик [ 7, 8, 9, 14 ].
В представленной работе для исследования были выбраны лососевые рыбы, выловленные в реке Авакумовка, которая впадает в Японское море, восточное Приморье . Изучали содержание микроэлементов в рыбах, так как сведения о распределении микроэлементов в промысловых видах рыб представляют большой теоретический и практический интерес.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ Сборы сделаны в сентябре- октябре 1997 года. Объектами исследования являлись лососевые рыбы, для анализа брали 5 - 10 штук. Рыб препарировали, отделяли мягкие ткани, кости, плавники, кожу, из внутренних органов брали печень. Пробы высушивали в сушильном шкафу при температуре 85-90°С. Из высушенных проб отбирали навески, которые подвергали сухому озолению в муфельной печи, с повышением температуры до 450°С [ 10 ]. Подготовку проб к атомно-абсорбционному анализу проводили методом кислотной минерализации в соответствии с ГОСТ 2629-94. В число определяемых элементов были включены железо, марганец, цинк, медь, хром, никель, свинец, серебро, кадмий. Среди элементов кадмий является ярким представителем техногенных металлов, начинающий все списки токсикантов. Анализ проб на содержание железа, марганца, цинка, меди, хрома, никеля, свинца, серебра, кадмия проводили методом пламенной атомно- абсорбционной спектрофотометрии на приборе фирмы "Nippon Jarrell Ash", модель АА- 855 [ 15]. Для сравнения использовали рабочие стандартные образцы растворов металлов, внесенные в Государственный реестр средств измерений. Все расчеты сделаны на сухую массу тканей.
РУЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Результаты определения содержания металлов в лососевых рыбах приведены в таблице. Ряды концентрирования элементов согласно таблице имеют вид: мышечная ткань - Fe> Zn> Cr> Pb> Mn= Cu> Ag
кости - Бе> 7п> Сг> РЬ> Мп> Си> Ag
кожа - 7п> Бе> Сг> Мп> РЬ> Си
плавники - Бе> 7п> Сг> №> Мп> РЬ> Си> Ag
печень - Бе> 7п> Си> Сг> Мп> РЬ> Ag> Cd
Сравнивая эти ряды можно отметить различия как рядов, так и данных в таблице. Как видно, всеми металлами наиболее богаты у лососевых рыб печень и плавники, в меньшей степени - кожа.
Ряд содержания данных элементов в живом веществе планеты по В.И. Вернадскому выглядит несколько иначе :
Si>Fe>Al>Mn>Ti>Zn>Cu>V>Cr>Br>Ni>Pb>Sn>Co>Mo>U [ 2, 3 ]. Как
видно, ряды элементов в исследованных рыбах не соответствуют ряду живого вещества планеты по В. И. Вернадскому, что указывает на изменение химического состава биоты. Полученные авторами ряды не соответствуют аналогичному ряду, построенному С.А. Патиным и Н.П. Морозовым при определении химического состава пресноводных рыб Бе> 7п> Си,Мп, №> РЬ> Сг> Со, Cd, Б^ [ 13 ]. Можно отметить сходство только по Бе и 7п, а по Си-в случае печени.
Таблица 1.
Содержание микроэлементов в лососевых рыбах
N п Сг Мп Бе № Си 7п Cd РЬ Ag
Мышеч. 16,95 2,70 39,00 Н/о 2,70 27,00 н/о 6,60 0,30
Ткань (0,7) (0,2) (2,0) (0,3) (3,0) (0,7) (0,01)
Кости 19,50 9,15 33,0 Н/о 2,25 31.50 н/о 9,60 1,65
(0,8) (0,3) (1,0) (0,1) (2,0) (0,8) (0,2)
Кожа 8,40 3,30 9,00 Н/о 0,45 75,50 н/о 1,35 н/о
(0,5) (0,2) (0,9) (0,2) (7,0) (0,3)
Плавни- 24,00 14,10 217,5 22,50 2,70 93,00 н/о 8,10 1,20
ки (0,8) (0,3) (6,0) (0,8) (0,3) (6,0) (0,6) (0,2)
Печень 28,50 8,85 180,0 Н/о 32,70 85,50 0,60 5,85 2,25
(0,8) (0,3) (4,0)
(0,7) (5,0) (0,01) (0,5) (0,2)
В лососевых рыбах из реки Авакумовка особенно повышено содержание О", Zn, в печени высокие содержания Бс, С^ Zn и РЬ, а в плавниках- Бс, Zn, №, РЬ, по сравнению с рыбами из других районов. Река Авакумовка протекает в районе, который примыкает к Сихотэ- Алинскому биосферному заповеднику. Извесно, что регион является рудоносным [ 1; 4 ]. В настоящее время считается, что не ведется разработка многих полезных ископаемых, но брошенные места разработки и не законсервированные по экологическим правилам, они еще больше загрязняют окружающую природную среду. Как отмечает В.А.Чудаева [ 17 ], в речных водах следует ожидать повышенное содержание рудных элементов. В наших исследованиях в плавниках рыб существенно повышено содержание Бс, Zn, Сг, №.
По литературным данным известно, что содержание хрома низко и в морских и в пресноводных видах. Так например, содержание хрома в губане из Средиземного моря ( Ливан) достигает 1,6 мг/кг сырого веса, в других районах и в других видах рыб его содержание еще ниже [ 12 ]. Наши результаты показывают ( табл.), что содержание хрома в лососевых рыбах повышено, особенно высоко его содержание в печени и в плавниках.
Кадмий относится к токсичным элементам, хотя считают, что этот металл обладает определенным влиянием на некоторые ферменты и гормоны и, по-видимому, необходим для углеводного обмена [18 ].
Многие авторы отмечают, что кадмий первоначально накапливается главным образом в печени, а не в мышечной ткани. В опытах с зараженными окунями наблюдалось следующее распределение кадмия : мышцы- 1,2%, печень- 43,4%, почки- 1,6%, кишечник- 6,9%, жабры- 11,3%, кости- 0,8%, кожа-6,9%
[ 12 ]. Наши результаты подтверждают данные о том, что первоначально кадмий накапливается в печени. У лососевых рыб, несмотря на то, что кадмий
не был обнаружен в тканях, коже и костях, концентрация его в печени достигала 0,6 мкг/г сухой массы.
Известно, что содержание меди в морских рыбах более высокое, чем в пресноводных видах. Отмечается, что в загрязненных пресноводных системах максимальное содержание меди в мышцах рыб редко превышает
1 мг/кг сырого веса. В мышечной ткани из загрязненных морских вод содержание меди достигает до 2,0 мг/кг, сильное загрязнение среды обитания может приводить к концентрации до 3,0- 6,0 мг/кг. Содержание меди в печени речного угря и речной камбалы из эстуария Медуэй ( Великобритания ) в 5- 60 раз больше, чем в мышцах [ 12 ]. Наши результаты (табл.) показывают, что содержание меди повышено в мышечной ткани, плавниках и костях, а в печени содержание меди в 12,1 раза больше, чем в тканях. Можно отметить, что для оценки влияния меди на организм достаточно эффективно изучение ее распределения в печени.
Уровни накопления свинца в мышцах рыб обычно незначительно ниже, чем в органах. Так в литературе приводятся данные по содержанию свинца в атлантическом лососе : мышцы - 1, 36; печень- 5,67 и почки- 6,82 мг/кг сырого веса
[ 12 ]. Наши данные по этому металлу выше только в печени, в остальных органах и тканях содержание свинца близки.
Содержание цинка в пресноводных и морских рыбах ниже, чем в водорослях и беспозвоночных. В литературе отмечается, что накопление цинка в организме не связано с питанием рыб, однако отмечается, что для молодых особей содержание цинка заметно выше. Средняя концентрация в треске, выловленной в Северном и Ирландском морях, по результатам десятилетних исследований составила 5 мкг/г сырой массы [20]. Известно, что среднее содержание цинка в мышцах, печени, почках, сердце, гонадах, селезенке и жабрах для 8 видов морских рыб из Новой Зеландии составляло соответственно 8, 76, 78, 24, 93, 73 и 22 мг/ кг [ 12 ]. По нашим данным наибольшее содержание цинка обнаружено
в плавниках, печени и коже рыб: 93,0; 85,5 и 75,5 мкг/г сухой массы соответственно. Согласно существующим санитарно-гигиеническим требованиям в морской рыбе концентрация цинка не должна превышать 40 мг/кг сырой массы
( СанПин 2.3.2.560-96 ).
Таким образом, наши первые исследования проведены в одном из интереснейших районов Тихоокеанского рудного пояса, находящегося в Сихотэ-Алин-ком биосферном заповеднике. Показано, что в лососевых рыбах выловленных в реке Аввакумовка повышено содержание Zn, Сг, в печени - Бс и С^ а в плавниках - Бс, №. Исследования по содержанию микроэлементов в промысловых рыбах крайне необходимы, так как высокие содержания ряда тяжелых металлов могут приводить к остановке роста рыб и уменьшению их популяции.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Анерт Э.Э. Богатство недр Дальнего Востока. Хабаровск-Владивосток:
Книжное Дело. 1928. 932 с.
2.Вернадский В.И. Живое вещество. М.: Наука, 1978. 356 с.
3. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука, 1965. 374 с.
4. Геология СССР т. 32. Приморский край. М.: Недра, 1969 с.
5. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного
сырья и пищевых продуктов. СанПиН 2.3.2.560-96. М. 1997. с.50-61.
6. ГОСТ 26929-94. Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб.
Минерализация для определения токсичных элементов. М. 1990. с.10.
7. Зорина Л.Г., Саенко Г.Н., Карякин А.В., Каплин Ю.М. Концентрирование микроэлементов мидиями Авачинского залива // Океанология. 1993. т. 33. № 5. с. 692- 694.
8. Зорина Л.Г., Саенко Г.Н., Карякин А.В., Каплин Ю.М. Металлы в некоторых видах бурых водорослей Авачинского залива // Океанология. 1993. Т. 33. № 6. с. 1- 4.
9. Зорина Л.Г. Химико-экологическая характеристика Авачинской губы и
отдельных районов залива Петра Великого по содержанию металлов в моллюсках и водорослях : Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Владивосток : Институт химии ДВО РАН. 1997. 26 с.
10. Карякин А.В., Грибовская И.Ф. Эмиссионный спектральный анализ объектов биосферы. М.: Химия, 1979. 207с.
11. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Наука, 1974. 280 с.
12. Мур Дж.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. М.: Мир, 1987. 285 с.
13. Патин С.А., Морозов Н.П. Микроэлементы в морских организмах и экосистемах. М.: Легкая и пищев. пром-ть. 1981. 153 с.
14. Саенко Г.Н., Зорина Л.Г., Радкевич Р. О. и др. Микроэлементы в экосистеме залива Петра Великого // Океанология. 1988. т. 33. № 2. с. 322 - 330.
15. Славин В. Атомно-абсорбционная спектроскопия. Л.: Химия. 1971. 296 с.
16. Соколов Б.С. Палеонтология и эволюция биосферы. Вступ. слово // Палеонтология и эволюция биосферы. Тр. XXV сес. палеонтолог. о-ва. Л. 1983. с. 4-17.
17. Чудаева А.В. О формах миграции тяжелых металлов в речных водах восточного Сихотэ- Алиня // Сихотэ- Алинский биосферный район : Принципы и методы экологического мониторинга. Владивосток. 1981. с. 90- 99.
18. Хьюз М. Неорганическая химия биологических процессов. М.: Мир. 1983. 414 с.
19. Brooks R.R., Rumsey. Heavy metals in some New Zealand commercial sfishes // New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research. 1974. P. 155- 156.
20. Vyncke W., Guns M., De Clerk R., Van Hoeyweghuc P. Concentration of trace elements and chlorinated hydrocarbons in marine fish // Rev. Agr. (Belg.). 1984.V.37, № 5. P. 1179-1187.
