Распространение тяжелых металлов (Pb, Hg, Cd) в организме пресноводных рыб.

Многие загрязняющие вещества, поступающие в водоемы со стоками

промышленных, сельскохозяйственных предприятий, обладают биологической

активностью и способны аккумулироваться в тканях гидробионтов. Выявить

токсичность того или иного вещества можно только в экспериментальных

условиях [241, 242].

Установлено, что в водной среде эта токсичность действует двояко на

живые организмы: с одной стороны – ограничивает в доступности

необходимых металлов, с другой – не допускает поступление металлов до их

токсического уровня [332, 594, 739].

Выявлено, что загрязнения бытовыми и промышленными отходами чаще

происходит следующими основными путями: 1) собственно металлами; 2)

питательными веществами для фототрофных и 3) гетеротрофных организмов;

46 4) органическими веществами, способными взаимодействовать с металлами и

их биодоступностью [107, 739, 1139].

Зависят от ряда экологических факторов, как биологическая особенность

объекта, качества среды, типа соединений, продолжительности воздействия,

путей поступления металла, физиологического состояния рыб,

синэнергетического эффекта [732, 733, 735, 738, 739, 985, 1179, 1198].

Опасность любого химического вещества для биологических систем в

значительной степени предопределяется его способностью к накоплению, в

сотни и тысячи раз превышающих их содержание в воде [179, 215, 269, 302,

386, 421, 571, 583, 652, 653, 656, 657, 669, 697, 739, 757, 786, 787, 849, 872, 937,

941, 982, 991, 1148, 1237, 1246, 1280, 1291, 1299, 1308].

Отметим также большое накопление ТМ в донных отложениях

оз. Имандра в зоне деятельности Кольской АЭС [285] и в озерах приграничных

территорий с Норвегией и Финляндией [286, 287]. Высокое содержание

тяжелых металлов, а именно кадмия, ртути, свинца и других наблюдалось в р.

Томь [61, 767, 768, 786, 787, 789, 790], Новосибирского водохранилища [784], в

верхней зоне Братского водохранилища [550] и в некоторых реках Якутии [429,

732, 735, 737, 738, 739, 1017, 1028, 1035, 1039, 1043, 10344 1045, 1046, 1047,

1066, 1067, 1068]. Это повышение уровня ТМ достоверно установлено

химическими методами и подтверждено также высоким содержанием данных

элементов в организме рыб этих водоемов [786, 787, 789, 791, 792]. Отмечено,

что в условиях значительного антропогенного воздействия у некоторых особей

происходит полная деформация и деструктурированность семенников и

яичников, находящихся на ранней стадии зрелости, и установлено присутствие

особей с невыметанными половыми продуктами, что свидетельствует о

задержке или пропуске нереста [300, 444, 445, 447, 496, 769, 1028].

Поддержание численности вида на приемлемом уровне обеспечивается

устойчивым функционированием и высокой надежностью генеративной

системы в различных экологических условиях в течение всего периода

репродуктивной активности [495, 496, 497, 498, 764, 765, 1107, 1108]. Наиболее

47 чувствительными и наименее резистентными к разнотипным токсикантам

являются сиговые рыбы. Как отмечается в авторитетном фундаментальном

обобщении [1146], обилие Обь-Иртышского бассейна составляет основу его

биоресурсного потенциала, на долю сиговых рыб здесь приходилось до трети

уловов. Длительность полового цикла и продуктивность сиговых рыб

обусловлены их функциональным состоянием, экологическими условиями

эстуария, во многом зависят от эффективного функционирования и

морфоэкологической пластичности жаберного аппарата и печени [606, 673,

703]. Были изучены такие органы, которые рассматриваются в качестве

биоиндикаторных [567, 838, 839, 843, 844, 908, 927, 928, 1103] при оценке

состояния как отдельных особей, так и вида в целом (жаберный аппарат,

печень и гонады).

В последние годы у сиговых и других видов рыб возросла встречаемость

аномалий в строении и развитии воспроизводительной системы, вызванных

интенсивным техногенным воздействием [15, 16, 17, 18, 88, 574, 588, 670, 793,

840, 880, 893, 908, 929, 1075], а также органов-мишеней, как жабры, печень,

почки и другие [178, 421, 422, 570, 578, 606, 609, 673, 683, 773, 852, 908, 1184,

1303]. Морфологические аномалии во внешнем виде сиговых рыб (челюсти,

плавники) и в их внутренних органах, прежде всего, в системе детоксикации

организма (кровь, печень, почки) встречаются в районах воздействия медно-

никелевого производства на Кольском Севере [178, 670, 674, 698, 852, 1110,

1237, 1290, 1299] на сиговых и лососевых рыбах в Норило-Пясинской водной

системе [907, 908]. Так, в оз. Арылах аналогичное изменение было

зафиксировано в печени у 22 % особей хариуса, в оз. Пясино – у 14 % пеляди,

4 % − сига и 3 % − чира. Наибольшее число рыб с патологией этого органа

отмечены в оз. Пуринском: у сига − 40, у чира – 26, муксуна – 29, пеляди – 27,

ряпушки – 37, хариуса – 30 % и более половины среди исследованных особей −

у арктического гольца (52 %). Содержание никеля в печени большинства рыб

из водоемов Норило-Пясинской водной системы (от 9,0 до 13,0 мкг/г) в

десятки раз превышает значение, которое считается близким к норме

48 существования. Количество морфологических аномалий прямо коррелирует с

концентрацией тяжелых металлов в теле рыб [421, 422, 800]. Подобные

нарушения отмечаются также у сиговых, карповых и окуневых рыб и в

водоемах Обь-Иртышского бассейна [926, 929, 931].

Во многих публикациях рассматривались вопросы организации эколого-

биохимического мониторинга водоемов [108, 217, 938, 940, 942, 943, 944, 945].

Эта схема была предложена и многократно апробирована для оценки реакции

рыб на воздействие различных факторов среды, в т. ч. токсикологических, а

также некоторых болезней рыб (некроз плавников, катаракта, гельминтозы,

аэромоноз, расслоение мышц и другие) [109, 115, 116, 119, 216, 362, 652, 693,

694, 699, 701, 820, 939, 942, 999, 1001, 1058, 1222]. Скорость деградации

водоемов Севера в последнее время усиливается, и проблемы адекватной

оценки происходящих в них процессов под воздействием природных и

антропогенных факторов, а также экологического прогноза их дальнейшего

развития по-прежнему остаются весьма актуальными. Если во второй половине

прошлого века основные проблемы водоемов Кольского Севера были связаны

с относительно локальным их загрязнением сточными водами промышленных

предприятий и крупных городов, то в последние годы, помимо усиленного

влияния аэротехногенного загрязнения атмосферы, к ним добавляется еще и

изменение климата, затрагивающее все водоемы региона. За годы работы

комбината «Североникель» (с 1938 г. по настоящее время) в его окрестностях

сформировались высоко загрязненные зоны (так называемая техногенная

пустошь), где отмечаются чрезвычайно высокие концентрации солей тяжелых

металлов и других компонентов аэротехногенных выбросов [509, 656, 667, 668,

669].

Известно, что сложность и разнообразие популяционной структуры

определяют ее устойчивость и жизнеспособность. Для популяции рыб,

обитающих в исследованных нами водоемах Якутии, в последние годы,

характерен тренд к упрощению их структуры. Популяции представлены

небольшим числом возрастных групп рыб и минимальным числом

49 нерестующих генераций. Наблюдаются сокращение жизни, преобладающее у

рыб младших возрастных групп, снижение темпа роста и уменьшение средних

размеров, раннее половое созревание или блокировка процессов созревания

при увеличении темпов роста, растянутый период наступления половой

зрелости. В условиях хронического субтоксического воздействия тяжелых

металлов наблюдается изменение стратегии жизненного цикла сигов: переход

к короткому моноциклу. Как следствие этого – ускорение созревания (в более

раннем возрасте и при меньших размерах) и образование карликовых форм.

«Переход» на короткий цикл развития в условиях достаточного обеспечения

пищей позволял сигам поддерживать высокую численность популяций при

минимальном числе нерестящихся генераций (одной-двух) в условиях

усиления техногенного стресса [732, 733, 734, 735, 736, 737, 738, 740, 741, 910,

1012, 1028, 1035, 1039, 1043, 1044, 1045, 1046, 1047, 1048]. Появление новых

стрессовых факторов ставит под сомнение длительное существование этих

популяций рыб [56, 423, 492, 852].

В последние годы произошли существенные изменения в трофических

цепях у рыб [794, 795, 796, 797, 798, 799, 804, 805, 823, 824, 825, 829, 830, 879,

1158, 1160, 1172, 1233, 1278, 1279]. Наблюдения за состоянием популяции и их

промысловых усилий на оз. Имандра проводились уже с середины 1940-х до

2012 гг. За этот период озеро испытало тяжелую техногенную нагрузку со

стороны предприятий горнодобывающей и металлургической

промышленностей и подверглось загрязнению тяжелыми металлами, а в годы

перестройки отмечался и значительный перелов рыбы [514, 993, 994, 995, 996].

Многими исследованиями также отмечались патоморфологические

изменения печени, гонад, жаберного аппарата, почек, мускулатуры и других

органов, вызванные различными поллютантами [35, 36, 556, 564, 894, 908,

1115, 1117], а кроме того, заболевания, обусловленные хроническим

токсикозом [571, 670], а также в комплексе с растворенными органическими

веществами, образующими растворимые соединения с металлами,

оказывающие синэнергетическое действие [83, 225, 316, 481, 755].

50 Влияние сточных вод предприятий ЖКХ, теплоэнергетики,

металлургической, химической, нефтехимической, радиоэлектронной, лесной и

деревообрабатывающей промышленностей прослежено на водоемах

Тюменской области [60, 92, 160]. Токсичность сточных вод приводит не только

к гибели рыб, но и проявляется во множестве морфофизиологических

аномалий у водных организмов. Некоторые сточные воды обладают

канцерогенным и мутагенным действием [62, 110, 196, 223, 294, 483, 510, 925,

950].

В водосборе р. Пасвик на протяжении 65 лет антропогенного загрязнения

вод тяжелыми металлами и сульфатами комбината «Печенганикель» было

выявлено три зоны: 1) зона экологического кризиса; 2) зона экологического

бедствия и 3) зона относительного экологического благополучия [838, 839, 840,

880].

В последние годы у многих видов рыб из различных водоемов возросла

встречаемость аномалий в строении и развитии воспроизводительной системы,

что связывается с интенсивным антропогенным воздействием на водоемы [14,

15, 17, 670, 838, 839, 840, 852, 865, 1075, 1113, 1117, 1119].

Примерно такая же картина наблюдается во многих водоемах Сибири,

особенно много примеров химического загрязнения отмечено в бассейне Оби и

на других реках Тюменского региона. В целом речные воды Западной и

Восточной Сибири более всего загрязнены нефтепродуктами, фенолами,

соединениями меди, цинка, марганца и железа [407, 735, 738, 739, 929, 1017,

1028, 1035, 1066, 1067, 1068, 1132, 1142, 1143].

Поэтому при изучении соединения тяжелых металлов ключевое значение

приобретает вопрос о количественной взаимосвязи биологического эффекта и

способности накапливаться в организме − как изменения, происходящие на

различных уровнях структурно-функциональной организации от

организменного до молекулярного, как в Сибири, так и в Якутии, в частности.

При подобном подходе кинетика аккумуляции может быть использована

как для суждения о депо металла в организме и прогнозирования его

 

накопления при разных уровнях нагрузки, так и для установления связи между

концентрациями элемента в организме и начальными признаками проявления

негативных процессов [74].

Хорошо известно, что общее количество металла, поглощенного

организмом различными путями в период воздействия, зависит от

концентрации данного элемента в среде и длительности воздействия.

Предполагается, что способность аккумулировать различные металлы, в т. ч.

Hg, Pb и Cd, у каждого организма имеет свою специфику, которая

определяется особенностями его метаболизма. Такая в целом обоснованная

точка зрения базируется, главным образом, на результатах многочисленных

работ, полученных при сопоставлении содержания металлов в тканях

различных видов животных, обитающих в регионах с различным

гидрохимическим режимом [316, 549, 611, 668, 732, 735, 737, 738, 739, 752,

789, 929, 1028].

Атмосферные выпадения аэрозолей являются, главной причиной,

загрязнения поверхностных и подземных вод [20, 281, 282, 283, 1257, 1258,

1292, 1306]. Возможности самоочищения от антропогенных накоплений

признаются весьма ограниченными. Совокупный вынос металлов

(поверхностный сток, почвенные растворы, биологические процессы и др.) при

условии прекращения новых поступлений из антропогенных источников

обеспечит в зоне умеренного климата самоочищение загрязненных почв от

свинца за период от 150-200 до 400-500 лет, от кадмия за 100-200 лет, а в

условиях субарктического региона этот период значительно возрастает. Таким

образом, период естественного самоочищения почв и наземных экосистем от загрязняющих металлов можно оценить величиной порядка n×102 лет (т. е.

сотни лет) [159, 285, 286, 663, 664, 1028].

Несмотря на определенное количество публикаций по уровням

содержания и накопления в живых организмах тех или иных токсичных

элементов, аналитических данных о наличии соединений тяжелых металлов в

органах и тканях рыб недостаточно, в первую очередь, в санитарно-

52 гигиеническом отношении.

Ртуть. Подсчитано, что содержание ртути в земной коре – 0,5 мг/кг, в

морской воде – менее 0,03 мкг/л, в органах и тканях взрослого человека –

около 13 мг, причем менее 70 % в мышечной и жировой тканях [140, 141, 142,

335, 732, 733, 735, 739, 740].

Ртуть не является необходимым для млекопитающих элементом, но

вместе с тем замечено – при низких концентрациях до 1 мкг/г в питьевой воде

она ускоряет, а высоких свыше 5 мкг/г – задерживает рост животных [140, 141,

142, 732, 733, 735, 739, 1283].

Главным источником поступления ртути на земном шаре является ее

испарение из земной коры – 25-125 тыс. тонн в год, из них для континентальных шельфов составляет 49×10-6 г/м [739, 1255]. Причем менее

0,1 % остается в океане, в растворенном состоянии. Математические модели

ученых, показывающие круговорот ртути в атмосфере показывают разные

цифры от более или менее 50 % [739, 1314, 1244].

Известно, что ртуть, как правило, попадает в водоемы, затем в организм

рыб по пищевым цепям, оказывает наиболее сильный токсический эффект –

увеличивается смертность особей, снижаются их плодовитость и

жизнеспособность популяций рыб [263, 307, 522, 739]. Наиболее высокий

уровень содержания ртути отмечен в рыбе и морепродуктах, молоке, мясе [339,

1245, 1286,1298].

По данным Уотсона и Каммарота [1180, 1312], наибольшие поступления

ртути в окружающую среду имеют место в странах 3-го мира, к тому же в

экономически развитых районах мира ее поступление в воду слегка возрастает

или уменьшается, как, например, выбросы в атмосферу, при амальгамировании

серебра и золота [208, 214, 284, 334, 683, 739, 763, 1244, 1314].

Распределение и миграция ртути во внешней среде реализовывается

двумя путями. Первый – за счет переноски паров элементарной ртути от

наземных источников в Мировой океан, второй путь – циркуляции

деметилртути в донных отложениях водных экосистем, по которым она

53 поступает, в конечном счете, и в организм человека. Уровень ртути в 20 мг/кг

является летальным для рыбных организмов [335, 739, 895, 1111].

Влияние токсических факторов на протеолитических ферментов в икре и

ранних личинках рыб, в тканях окуней с различным содержанием ртути

выявлены в следующих работах [625, 693, 694, 695, 696, 697, 700, 702, 986,

992].

Накоплению ртути в рыбе посвящено определенное количество работ,

что, в первую очередь, связано с необходимостью выявления содержания

токсиканта в рыбах, как продукте питания человека [1046].

В обзоре [478, 479, 1182] приведены данные о содержании ртути во

многих видах промысловых рыб (значения даны в мкг/кг сырой массы): в

анчоусах – 0,2, сельди – 1,0, палтусе – 0,7, корифене – 0,3, ставриде – 0,1,

макрели – 0,5, окуне – 3,0, лососе – 0,3, меч-рыбе – 1,3, сиге – 1,4, треске – 0,06.

Ртутное загрязнение верхнего участка Братского водохранилища также

выявлено посредством биогеохимической индикации: обнаруженные в

мышцах рыб уровни Hg: у окуня Perca fluviatilis превышение в 2-10 раз, у

плотвы Rutilis rutilis – в 2-3 раза. Биогеохимические исследования 11 озер

Ямало-Ненецкого автономного округа выявили тенденцию загрязнения

компонентов водных экосистем Hg, Cu, Pb, что обусловлено локальными

техногенными источниками загрязнения (буровые вышки, газовые факелы) и

глобальными факторами (воздушный перенос аэрозолей). Концентрация Hg в

мышцах рыб системы Чертовских озер составляет 1,2-2,0 мкг/г сухой массы

[547].

Уровень ртути в угрях из Новой Шотландии – 0,5-0,7, пресноводной и

морской рыбе ФРГ – 0,5, меч-рыбе Канадского побережья – 5,7 мкг/кг сырой

массы [1240, 1281, 1282, 1321]. Как видно из этих данных, концентрация ртути

в рыбах неодинакова и находится в широких пределах.

Скорее всего, уровень ртути у рыб связан с интенсивностью обменных

процессов в организме. Так, Scott D.B. [1284] обнаружил, что быстрорастущие

особи сильнее контаминированы токсикантом в отличие от медленно растущих

54 рыб.

Среди антропогенных факторов, влияющих на функционирование

экосистем, важное место принадлежит химическому загрязнению, ртуть

рассматривается как один из самых опасных в экотоксикологическом

отношении элементов [60, 160, 406, 479, 739, 758].

Наиболее значительные изменения оз. Имандра сточными водами горно-

металлургического комплекса, коммунально-бытовыми стоками населенных

пунктов и промышленных предприятий на водосборе озера, привели к

серьезным преобразованиям химического состава ДО (донное отложение).

Увеличение содержания металлов по направлению к поверхности (ртути и

кадмия составило в 4 раза), ДО связано с влиянием сточных вод комбината

«Североникель», ОАО «Апатит», Оленегорского ГОКа и Африкандского

рудоуправления, содержащих повышенные концентрации ТМ, сульфатов,

флотореагентов [285, 286]. Ртуть особенно вредна при накапливании в донных

отложениях в слабопроточных водоемах юга Томской области, где его

содержание на 3-4 порядка выше, чем в проточной воде [1064]. Содержание

ртути в донных осадках в Арктических экосистемах, в т. ч. и в Чукотском море

и прилегающих частях Северного Ледовитого океана варьирует от 12 до

102 нг/г. Максимальное содержание для этого района относится к

глубоководным районам Северного Ледовитого океана [167, 375].

Продолжительность жизни ртути в атмосфере составляет всего несколько

дней, а в воде ее жизнь составляет сотни тысяч лет. Органические соединения

ртути наиболее токсичны. Исследования, проведенные на различных

гидробионтах (ракообразных, личинки насекомых и хищных рыбах) показали,

что кишечный барьер сравнительно непроницаем для неорганической ртути, но

в случае поступления она выводится значительно быстрее, чем метилртуть. В

настоящее время, установлено, что в кишечнике костистых рыб существует

достаточно эффективная защита от токсической и аллергической агрессии,

включающая структурный и энзиматический барьеры [243, 521].

Максимальные уровни содержания ртути в мышцах окуня определены у

55 рыб из озер, имеющих самые большие показатели величины удельного

водосбора (Кубенская и Ильмень). В Кубенском озере окунь и щука

накапливают ртуть в мышцах в больших количествах, чем представители

других видов, в т. ч. и хищников. Это величина довольно постоянная, но имеет

незначительную тенденцию к повышению [71, 452, 478, 479, 977, 978, 1206,

1288].

Обычно рассматривают две группы источников поступления ртути и ее

соединений в окружающую среду – природные и антропогенные. К

антропогенным относятся выработки при добывании для производства черных

и цветных металлов, при амальгамировании золота, производства цемента,

соды, щелочных металлов с применением ртутных электродов. Важными

антропогенными источниками ртути являются различные ртутьсодержащие

приборы и изделия электроники и электротехники, только люминесцентных

ламп на территории России выброшено в окружающую среду, где содержится

около 500 т металлической ртути. Среди техногенных источников загрязнения

ртутью можно назвать районы добычи и производства первичной ртути, так по

оценкам экспертных данных, на Южном Урале количество ртути в донных

отложениях в 30-50 раз превышает фоновые значения; в материале

хвостохранилищ в пределах 8,8-67,8 мг/кг; концентрация ртути в атмосферном

воздухе на территории комбината в десятки раз превышает ПДК, на

территории близлежащих поселков – в 1,4-14 раз [546, 771].

Свинец. Свинец является типичным токсикантом антропогенной

деятельности в водных экосистемах [524, 689]. Свинец является типичным

токсикантом водных экосистем [1195]. Содержание свинца в земной коре

невелико (10 ат. %), в организме взрослого человека примерно равен 120 мг

[335, 520]. Общие запасы свинца на Земле, оцениваемые в 100 млн. т, в

основном представлены в виде сульфатов. В окружающую среду ежегодно из

природных источников поступает до 230 тыс. т сульфатов с вулканическими

выбросами, почвенной силикатной и метеоритной пылью, морскими солевыми

аэрозолями и т. д. В настоящее время, большая часть территории России

56 испытывает нагрузку от выпадения свинца, превышающую критическую для

нормального функционирования экосистем [1144]. Средний уровень

загрязнений свинцом природных водоемов составляет 138 млн. т/год [520, 732,

738, 740].

По оценке Нряги [1255], антропогенный выброс свинца в атмосферу резко увеличились, достигнув в 1970-х гг. 4265×103 т. Антропогенное

поступление свинца значительно превышает природное. При сжигании нефти и

бензина в окружающую среду поступает не менее 50 % всего антропогенного

выброса свинца, что является главной составляющей в глобальном цикле

данного элемента [387]. Более того, автомобильные выхлопы дают около 50 %

общего неорганического свинца, поступающего в организм человека, что

является следствием его высокой доли (75 %) в этих выбросах. Другим важным

антропогенным источником свинца является выплавка цветных и черных

металлов, в то время как основным природным источником его поступления

является ветровая пыль [177, 178, 1195].

Концентрация свинца в речных системах колеблется от десятых долей до единиц микрограммов в 1 дм3, при чем его содержание воде возрастает от

весны к осени [278, 412, 560, 689, 739, 1044, 1045].

Проявление токсического действия соединений свинца отмечено у

гидробионтов в дозах 0,1 – 0,4 мг/кг. Хлорид свинца в концентрации 0,01 мг/кг

в воде вызывает гибель дафний через сутки, в то время как нитрат свинца

оказывает тот же эффект при значительно большей концентрации – 5 мг/л [560,

689, 733, 737, 739].

Кадмий. Известно, что кадмий принадлежит к числу наиболее опасных

токсикантов по своей токсической близости к ртути и мышьяку [536, 559, 733,

734, 738, 739].

В естественном виде кадмий в природе не встречается. Его получают при

рафинировании цинка и меди, как сопутствующий продукт [1239]. В земной

коре содержится около 0,05 мг/кг кадмия, а в морской воде 0,3 мкг/л.

В организме среднего человека содержание кадмия около 50 мг, при чем

57 1/3 находится в почках, остальное в печени, легких и поджелудочной железе. У

человека он появляется на 10 месяце жизни и с возрастом повышается.

Суточное потребление кадмия взрослым человеком в среднем равняется 215

мкг, обладает канцерогенными свойствами [1310].

Глобальное годовое поступление кадмия из природных источников составляет примерно 8,43×10-5 кг [1255].

Вклад в это дело вносят за счет деятельности растений, лесных пожаров,

вулканической аэрозоли и ветрового разноса почвы. Годовое поступление кадмия из-за деятельности промышленности составляет 7,19×105 кг. В

дождевой воде содержание кадмия составляет более 50 мкг/л [1304].

В природных слабозагрязненных водах содержание кадмия в

субмикрограммовых концентрациях может достигать десятки микрограмм в 1 дм3 [278]. Для солей кадмия характерно его нахождение в формах, доступных

для гидробионтов [89].

Напряженность антропогенного фактора исчисляемого его годовым

поступлением на водную поверхность определяется 132 т/год [705], а

природное фоновая концентрация не превышает 1 мкг/л [683].

Установлено, что токсическому действию кадмия наиболее подвержены

водные организмы в эмбриональной стадии развития. Исследования на

гольянах, а затем на других видах рыб, показали тератогенное действие

соединений кадмия, выражающееся в разнообразных спинальных уродствах.

Отмечались и поведенческие эффекты кадмия [683, 739].

Тем не менее, эпидемиологические данные указывают на чрезвычайную

опасность кадмия для человека. В связи с тем, что этот элемент весьма

медленно выводится из человеческого организма (0,1 % в сутки), отравление

кадмием может принимать хроническую форму. Ее симптомы – поражение

почек, нервной системы, легких, нарушение функций половых органов, боли в

костях.

При этом имеют место сезонные изменения компонентного состава

растворенного органического вещества, которые могут отражаться на степени

58 связывания тяжелых металлов в комплексы [323, 987]. Форма нахождения

металлов определяет эффективность их биологического действия и в

значительной мере зависит от активной реакции среды, содержания

растворенного кислорода, жесткости, солености, температуры, количества

взвеси, эвтрофности и других абиотических факторов, а также от стадии

онтогенеза рыб, устойчивостью рыб к болезням, которые в определенной мере

изменяют физико-химические и биологические свойства элементов [21, 89,

104, 323, 347, 705, 706].

Соли тяжелых металлов относятся к группе ядов локального действия

неорганической природы и действуют на рыб угнетающе. Тяжелые металлы

разрушают респираторный эпителий жабр, вызывая кровотечения. Кожные

покровы и жабры обильно покрываются слизью, препятствующей газообмену.

Увеличивается частота и глубина дыхания, но, несмотря на это,

прогрессирующее поражение респираторного эпителия вызывает асфиксию

[624].

В клинической симптоматике острых отравлений рыб тяжелыми

металлами преобладают нервно-паралитический синдром и нарушение

дыхания, которое обусловлено дистрофическими и некробиотическими

изменениями в жабрах и коже [41]. При хроническом отравлении симптомы

выражены слабо. На первом месте выступают деструктивные изменения

жаберного аппарата и паренхиматозных органов, анемия и истощение рыб

[136].

Объединенной группой экспертов ООН по научным аспектам

загрязнения водной среды определены потенциально опасными для человека

следующие элементы: кадмий и цинк. Повышенное их содержание приурочено

обычно к приустьевым участкам рек и местам сброса сточных вод [327, 1028,

1043].

* * *

Обобщая вышеизложенное, отметим, что тяжелые металлы – ртуть,

свинец и кадмий, попадая в водоемы, связываются с буферной системой воды,

59 затем переходят в слаборастворимые гидроокиси, карбонаты, сульфиды и

фосфаты, а также образуют металлоорганические комплексы, адсорбируясь с

донными осадками и накапливаясь у рыб пресных водоемов России в целом и

Якутии, в частности.

Таким образом, влияние антропогенных факторов на рыб многообразно и

проявляется, прежде всего, в морфологических аномалиях и в изменении

основных биологических показателей популяций рыб. Главным из которых

является как снижение плодовитости, так и полное прекращение естественного

воспроизводства и увеличение смертности особей. Влияние промысла

сказывается в основном на размерно-возрастной структуре популяций рыб,

поэтому этим вопросам в работе уделено много внимания. Изменения условий

обитания рыб под влиянием разного типа загрязнений заставило нас провести

анализ морфо-патологических аномалий у рыб Якутии, а также провести

химический анализ (особенно на ТМ) органов и тканей рыб на предмет

определения их токсичности для человека.

60 ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Общая характеристика объектов исследования

Основными объектами наших исследований являлись рыбы из водоемов

Якутии, обитающие в условиях антропогенного загрязнения. Для

характеристики условий их обитания в прежние годы (до 1970-х гг.) и в

современных условиях были использованы данные по гидрохимическому

составу вод и основные гидробиологические показатели (зоопланктон и

зообентос) как по прежним публикациям, так и по новым данным, в сборе

которых мы также принимали участие. Для всех рыб проводился полный

общебиологический анализ (морфометрия, размерно-возрастной состав, оценка

численности и т. п.) и дана оценка аномалий методом патологоанатомического

анализа, а для части рыб проводились специальные биохимические

исследования (анализ крови и определение концентрации тяжелых металлов

(ТМ) в органах и тканях рыб). Общий объем собранного и обработанного

материала приводится в таблице 1.

Экспедиционные работы проводились по всей территории, охватывая

практически всю северную территорию Якутии (бассейны рр. Лена, Вилюй,

Амга, Ботуобия, Яна, Хрома, Индигирка, Колыма и др.), а также Вилюйское

водохранилище в период с 1970 по 2016 гг. (рис. 1). Сбор материала был

приурочен к местам выброса промышленных стоков (комбинатов алмазо-,

золото- и оловодобывающих предприятий) и проводился в период открытой

воды.

Полевые работы в низовьях рек Колымы, Индигирки, Хромы, Яны и

среднего течения Лены были начаты в июне 1970 г. и продолжены в августе-

октябре 2005-2016 гг. Исследования в дельтовой части Колымы проводились в

нижней части реки вплоть до её выхода в Восточно-Сибирское море. Общая

протяженность маршрута составила 90 км (рис. 1 станции 1-3).

В июле-августе 2006 г. исследованиями охвачены (рис. 1 станции 7 и 8)

верховье Хромы (протяженность маршрута – 100 км) и нижнее течение

Индигирки (рис. 1 станции 4-6), с протяженностью маршрута 40 км.