Сравнительный анализ особенностей накопления тяжелых металлов в рыбах и их паразитах

Салтыкова, Светлана Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Сравнительный анализ особенностей накопления тяжелых металлов в рыбах и их паразитах
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Сравнительный анализ особенностей накопления тяжелых металлов в рыбах и их паразитах"

На правах рукописи

САЛТЫКОВА Светлана Александровна

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ НАКОПЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В РЫБАХ И ИХ ПАРАЗИТАХ (НА ПРИМЕРЕ ЭКОСИСТЕМЫ ЛАДОЖСКОГО ОЗЕРА)

03.00.16 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Петрозаводск, 2006

Работа выполнена на кафедре зоологии и экологии эколого-биологического факультета Петрозаводского государственного университета и кафедре экологии Кольского филиала ПетрГУ

Научный руководитель доктор биологических наук,

чл. — кор. РАН, профессор Ивантер Эрнест Викторович

Официальные оппоненты доктор биологических наук,

Иешко Евгений Павлович

доктор биологических наук, Медведев Николай Владимирович

Ведущая организация Карельский государственный

педагога чес кий университет

Защита С0СТО1ГГСЯ 20 декабря 2006 года в 12,00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.01 при Петрозаводском государственном университете по адресу: 185910, Республика Карелия, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33, эколого-биологи чес кий факультет, ауд.326 теоретического корпуса

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петрозаводского государственного университета

Автореферат разослан « уу » ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Крупен ь И.М.

Актуальность проблемы. Исследования проблемы антропогенного загрязнения Карелии ведутся уже долгое время. Влияние промышленного производства, как на наземные, так и на'водные экосистемы в этом регионе носит длительный характер, насчитывающий десятилетия. Экосистема Ладожского озера в течение многих лет подвергалась загрязнению от различных антропогенных источников. Наиболее опасными загрязнителями являются соли тяжелых металлов. Большинство химических элементов, относящихся к группе тяжелых металлов, являются необходимыми для живых организмов микроэлементами. Однако при превышении пороговых концентраций они становятся высокотоксичными,

В связи с этим большую важность приобретают биологические показатели различного уровня, отражающие состояния окружающей среды. Рыбы широко используются для оценки изменений, происходящие в водных экосистемах. Состояние рыб, как на популяционном, так и на организменном уровнях, используют в качестве индикаторов загрязнения водоемов тяжелыми металлами (Бянкин, 2003; Джонсоне, 1975; Лукин и Кашулин, 1991; Лукин и др., I99S; Моисее нко, 2002; Моисеен-ко, Яковлев, 1990; Мур, Рамамурти, 1987; Решетников, 1991; Atchison et al„ 1987; Baldigo and Lawrence, 2001; Jewett et al., 2003; Miller et al„ 1992; Moiseenko, Kudryavtseva, 2001; Munkittrick and Dixon, 1989; Ptashynski and Klaverkamp, 2002; Reshetnikov et al., 2002; Swales et al., 1998). Имеющиеся литературные данные свидетельствуют также и о возможной аккумуляции тяжелых металлов паразитами рыб, локализующимися в ее различных органах. (Давыдов, 1972; Слюсарев, 1978; Богданова, 1995; Sures» 1994; Overstreet, 1993; Turcekoma et al., 1999). Согласно многочисленным данным (Морозов и др., 1986; Кудрявцева и др., 1988; Крючков, 1988; Перевозников и др., 1990; Лукин и др„ 1991; и др.), в органах и тканях рыб содержится широкий набор тяжелых металлов, поэтому можно было предположить, что у различных паразитов и особенно у кишечных цестод при осмотическом способе питания они так же будут обнаружены.

Таким образом, литературные данные и наши исследования показывают, что ихтиопаразнгов можно использовать для биотестирования исследуемого водоема даже тогда, когда известные способы — анализ проб воды, анализ гомогенага мышц рыбы и др. ~ еще не показывают заметных отклонений от показателей ПДК.

Преимущество такого способа индикации загрязнения солями тяжелых металлов состоит в том, что паразитарные объекты, имея ртно-сительно короткий срок жизни (максимум 1-2 года), позволяют оценить уровень загрязнения произошедших за короткий промежуток времени. Тогда как рыбы сорбируют в себе ТМ, попавшие в водоем в течение

гораздо большего промежутка времени, а пробы воды, особенно в сильно проточном водоеме, вообще могут не содержать токсичных веществ, спустя уже относительно короткое время после сброса в воду токсикантов.

Целью данной работы являлось изучение состояния организмов рыб и их параз!гтов, обитающих в Ладожском озере в условиях их долговременного аэротсхногенного загрязнения тяжелыми металлами, как научной основы нормирования нагрузок и прогноза развития пресноводных экосистем peni она.

Так же целью эггой работы явилось выявление закономерностей накопления ТМ в паразитирующих организмах и сопоставление их с содержанием ТМ в органах рыб, депонирующих эти токсиканты.

Для выполнения ее был» поставлены следующие задачи:

1. Оценить уровни аэротсхногенной нагрузки на Ладожское озеро и условия формирования качества воды.

2. Оценить степень накопления тяжелых металлов в организмах рыб и их паразитах исследованного водоема с применением специальных методов.

3. Выявить особенности распределения содержаний тяжелых металлов в органах и тканях рыб Ладожского озера, а также паразитах этих рыб.

4. Дать сравнительный анализ и оценить особенности тяжелых металлов в системе «паразит-хозяин».

5. Выявить закономерности накопления тяжелых металлов в некоторых ихтиопаразитах.

6. Проследить возможность использования этих показателей для оценки степени техногенной нагрузки на водоем.

Научная повита работы. Проведен сравнительный анализ накопления тяжелых металлов в органах форели, лосося, окуня, налима и щуки, а так же их кишечных паразитов. Показана значимость такого интегрированного показателя, как содержание тяжелых металлов в паразите. Выявлены некоторые закономерности накопления тяжелых металлов в паразитах Triaenophorus nodulosus, Triaenophorus crassus, Рго-teoccphalus percae, Eubothrium crassus, Eubothrium rugosum, в органах и тканях рыб — их хозяев: щука (Esox lucius L.), окунь (Perca fluviatilis L.), налим {Lota lota L.), лосось (Salma salar L.), озерная форель (Salmo trutta morpha lacustris L.).

на содержание в них таких токсических веществ как тяжелые металлы, позволяет рекомендовать нх использование в качестве способа биологического тестирования водоема.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены и обсуждались на Международной конференции «Структурно-функциональные особенности биосистем Севера (особи, популяции, сообщества)», (г. Петрозаводск, 2005).

Бл а год а р ности. Выражаю искреннюю признательность за руководство, ценные советы научному руководителю данной работы д,б.н„ профессору Э. В, Ивантеру, За многочисленные консультации д.б.н., профессору Н, А. Кашулину, а так же за всестороннюю помощь в работе к.б.н. О. В. Мамонтовой. Также выражаю благодарность сотрудникам лаборатории паразитологии КНЦ РАН г, Петрозаводска за помощь в сборе и обработке ихтеопаразитологаческого материала. Считаю приятным долгом выразить признательность сотрудникам аналитической лаборатории Института леса КНЦ РАН г. Петрозаводска, в частности А. К. Морозову, С.Л.Ерофеевской за помощь в обработке материала.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 работы.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, списка использованной литературы, содержит 9 таблиц, 1 рисунок, 15 диаграмм. Список литературы включает 190 источников, в том числе 53 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В разделе «Введение» обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи, изложены ранние исследования о возможной аккумуляции тяжелых металлов паразитами рыб, локализующимися в ее различных органах.

Глава 1. Состояние вопроса

Природные источники загрязнения весьма распространены. В настоящее время при развитии промышленности, транспорта, энергетики, возрастающей химизации сельского хозяйства в водоемы поступает огромное количество сточных вод, что в конечном итоге приводит к глобальному загрязнению водоемов, а также суши.

Исследования показали, что рыбы являются биологическими аккумуляторами ИОНОВ ТМ и могут служить одним из интегральных показателей состояния среды обитания.

По сравнению со миогими другими внутренними водоемами России, в Ладожское озеро из различных источников, расположенных в Карелии, Ленинградской и Новгородской областях, поступает около 600 вредных веществ, из которых более 300 - весьма токсичных. В своих работах Н.П.Морозов и С.А. Петухов (1986) отмечают, что характерной особенностью миграции микроэлементов по пищевым цепям является уменьшение их концентрации в ряду фитопланктон - зоопланктон — планкгго ноядные рыбы — хищные рыбы.

Хорошо известно, что гидробионты способны накапливать в своих организмах многие элементы, в том числе и ТМ в значительно больших концентрациях, чем в окружающей среде. Этот показатель широко используется для оценки качества водной среды (Браун, 1977; Лав, 1976; Мур, Рамамурти, 1987; Рябова и др., 1991; Hansen etal., 20026).

Наиболее распространенные тяжелые металлы в водных сообществах — это медь, никель, свинец, цинк, кадмий, железо.

Проведенные ранее исследования особенностей распределения содержаний тяжелых металлов в органах тканях рыб позволяют сделать вывод о том, что рыбы, обитающие в разнотипных водоемах Севера подвержены серьезной опасности их токсического действия.

В свой статье Богданова (1987) «Паразитарный фактор как метод оценки экологической ситуации в водоеме» и позднее в своей другой статье Богданова (Богданова, 1995) «Паразитофауна и заболевания рыб крупных озер Северо-запада России в период антропогенного преобразования их экосистем», дает описание, что вместе с питательными веществами в организм гельминтов свободно проникают и микроэлементы. Приводит немногочисленные сведения о встречаемости тяжелых металлов и других токси кл! гго в у ихтиопаразитов.

Относительная сбалансированность отношений в системах паразит-хозяин резко нарушается при воздействии стресс-факторов, например, загрязнение. Сведения о встречаемости тяжелых металлов и других токсикантов у ихтиопаразитов пока еще довольно малочисленны.

Глава 2. Экологическая характеристика Ладожского озера

Ладожское озеро — крупнейший пресноводным водоем Европы. Оно является одним из самых северных среди великих озер Мира. Располагается между 60°-62° с.ш. и 30°-32° в.д. Площадь озера составляет 18135 км2, длина береговой линии более 1500 км, протяженность с юга на север превышает 200 км, наибольшая ширина-130 км. Наибольшая глубииа-260 м, средняя глубина-51 м. Наиболее глубокая — северная часть озера, тогда как в южной его части большинство мелководий рас-

тянуто на десятки километров. (Рыжков, 1999), Объем воды — 902 м3. Над уровнем моря высота озера составляет примерно 4 м. Акватория Ладожского озера административно поделена на две части - северную и южную. Эти части различаются по физическим и биологическим признакам, продуктивности и промыслу (Петрова, 1968; Расплетина, 1982), Граница оформлена по линии, проходя шей чуть севернее от г. Приозер-ска в направлении на юго-восток — м. Габанов. Северная часть озера, расположенная на Балтийском кристаллическом щите, находится в ведении Республики Карелия (7802 км3 или 44,1% от общей площади зеркала), а южная, расположенная на Русской платформе, - в ведении Ленинградской области (9875 кмг или 55,9%).

Высокая степень антропогенного воздействия негативно сказывается на качестве водной среды. Состояние экосистем так же во многом зависит от содержания микроэлементов, в частности тяжелыми металлами. О составе микроэлементов в Ладожском озере известно очень мало (Расплетина с соавт., 1967; Петрова, Расплетина, 1987). Выявленные микроэлементы распределены в Ладоге неравномерно, зависит от времени года, речного стока, характера и направления течений. Например, содержание железа колеблется в пределах от 25 до 1150 мкг/л (среднее 156 мкг/л), алюминия — от 8 до 470 мкг/л (среднее 66 мкг/л), марганца — от 0,5 до 97,5 мкг/л (среднее 6,8 мкг/л), меди — от 1,0 до 33,0 мкг/л (среднее 6,6 мкг/л), свинца - от 0,5 до 6,0 мкг/л (среднее 1,4 мкг/л) (Петрова, Расплетина, 1987).

Видовой состав фитопланктона в настоящее время достаточно близок к тому, какой наблюдался в начале 1900-х годов (Балахонцев, 1911). Зоопланктонное сообщество Ладожского озера является достаточно сложной системой с очень неоднородным распределением как по акватории озера, так и по его глубине (Andronikova, Avinski, 1994). Тем не менее, сопоставление данных за 40-летний период исследований показало, что биомасса зоопланктона остается достаточно низкой и стабильной на протяжении всего периода - 214-291мг/м* (Andronikova, 1996). Зоо-бентос Ладожского озера представлен 385 видами (Стальмакова, 1968). В составе бентофауны преобладают личинки насекомых — 202 (52%), черви — 66 (17%), гвдрокарины-53 (13,9%), моллюски-36 (9,5%), ракообразные — 18 (4,5%), Важнейшую роль в питании рыб Ладожского озера играют реликтовые ракообразные.

^ ^ /

■ А ЕР ; -.о;

( - "> ' - V ■■ .-л.«¿.¡у

Рис. 1. Ладожское озеро

Бассейн Ладожского озера в настоящее время находится иод интенсивным антропогенным воздействием. Ежегодно сбрасывается в бассейн Ладожского озера около 1,4 км1 сточных вод. В них содержится

до 400 тыс. т загрязняющих веществ. Ежегодно в озеро поступает около 10000 т железа, 7400 т марганца, 20500 т алюминия, 350 т кобальта, более 300 т свинца, 30 т кадмия, 300 т меди. Основная роль в пополнении Ладоги тяжелыми металлами принадлежит рекам восточного и .южного побережий (73-91% от общего поступления).

Несмотря на стабилизацию экологических условий в Ладожском озере, проблема улучшения качества его воды продолжает оставаться актуальной. Восстановление озера идет чрезвычайно медленно, несмотря на уменьшение антропогенного пресса. Ожидать быстрого улучшения не стоит, поскольку в последние 50-60 лет Ладожское озеро получило огромное количество вредных веществ, на окисление которых потребуются многие годы.

Глава 3. Характеристика тяжелых металлов, их происхождение и эффект.

Тяжелые металлы -Мп, Ni, Cr, Zn, As, Fe, Hg, Ca, Pb, Cu, Al и их соли - наиболее высокотокснчные химические вещества. Для них характерны длительное содержание и накопление в воде, донных отложениях и гидробионтах, различное влияние на биогеохимические циклы, перераспределение среди экосистем и др.

Кадмий

В настоящее время кадмий - один из самых широко распространенных и наиболее токсичных загрязнителей природной среды. Включаясь в пищевые цепи и поступая в избыточном количестве в организм животных, кадмии оказывает негативное влияние на клеточном и тканевом уровнях на системы органов и организм в целом. Кадмий в рыбах первоначально накапливается в тканях внутренних органов, а не в мышцах (что не угрожает ресурсам пресноводных рыб). Хроническое воздействие кадмия на организм, однако, вызывает снижение энзи-маггической активности печени и почек (Carrol et al., 1979).

Свинец

Фоновые концентрации свинца в атмосферном воздухе Европы колеблются в очень широких пределах от 1 до 126 нг/м5, в атмосферных осадках — от 1,1 до 125 мкг/л (Аналитический обзор..., 1989), в почвах — от 12 до 32 мг/кг сухого вещества (РовинскиЙ и др., 1982). Концентрация свинца в растениях (европейская часть страны) составляла: мхи 5-11 мг/кг, лишайники 4,2-12, травянистые растения 0,3-17, листья и хвоя древесных пород 0,8-8,4 мг/кг сухого вещества (Бурцева и др., 1991). На тер-

риторни Карелин эти показатели равняются 1,33-1,54 мг/кг сухого вещества для кустарничков (брусника, черника) и 2,14-5,36 мг/кг сухого вещества для травянистых растений (Белоногова, Литинская, 2001).

Другие микроэлементы. Другие тяжелые металлы (медь, никель, цинк, железо), в отличие от свинца и кадмия, являются незаменимыми микроэлементами, необходимыми для нормальной жизнедеятельности растений, животных и человека.

Медь

Поступление меди в организм связано с пищей, однако была отмечена корреляция между содержанием меди в организме и временем воздействия, а также концентрацией ее в среде (Eisenreich, 1980). В пресных водах валовое содержание меди, которая представлена в основном двухвалентными соединениями, колеблется в широких пределах: от нескольких микрограммов до десятков и даже сотен микрограммов в 1 л (Морозов, 1979). В природных водах медь в основном находится в виде комплексных соединений.

Никель

Никель является наиболее массовым загрязняющим веществом поверхностных вод Кольского Севера. Токсичность технологического никеля очень высока. Он обладает канцерогенными, го над ото ксически-ми и эмбриотоксическими, а также кумулятивными свойствами (Сидоренко, Ицкова, 19S0). Поступление никеля в организм главным образом связано с дыханием и питанием.

Цинк

Известно, что цинк входит в состав более двухсот ферментов, участвующих в метаболизме белков, углеводов, липидов и нуклеиновых кислот (Удельнова, Ягодин, 1993). Таким образом, он влияет на основные жизненные процессы - кроветворение, энергообмен, обмен белков, жиров и углеводов (Москалев, 1985). Токсическое действие на биосистемы (организм, популяция) определяется не только взятыми отдельно кадмием, свинцом или медью, ко и комплексом всех остальных поллю-тантов, связанных с этими элементами коррелятивными связями.

Глава 4. Материал и методы исследований.

В основу работы легли результаты паразитологи ческих и ихтиологических исследований, проводимых на территории Ладожского озера республики Карелия в течение полевых сезонов 2003-2005 гг.

В настоящей работе представлены и обобщены результаты собственных исследований н многочисленные литературные данные по влиянию загрязнения водоемов тяжелыми металлами на рыб. Объектами были рыбы и их кишечные паразиты, обитающие в Ладожском озере, а так же тяжелые металлы, содержащиеся в этих объектах.

Основными тяжелыми металлами, которые мы определяли в работе были: медь, цинк, кадмий, никель, железо, свинец.

Исследованные рыбы и их паразиты.

Щука (Esox lucius L.) — Наиболее общеизвестный представитель рода — обыкновенная щука. Хищник, схватывает даже очень крупную добычу.

Окунь (Perca fluviatilis L.) — род рыб из семейства окуневых. Размер и окраска окуня напрямую зависит от условий обитания. Окунь хищная рыба. В рацион входят всевозможные водоплавающие животные, мелкая рыба, икра, насекомые, черви, лягушки и головастики, раки и рачки.

Налим (Lota lota L.) - пресноводная рыба семейства тресковых. Хищник, питается рыбой и донными беспозвоночными.

Лосось (Salmo salar L.) — род рыб из семейства лососевых (Salmonidae). Встречается повсеместно и является уникальным с научной точки зрения и ценнейшим в хозяйственном отношении представителем ихтиофауны Ладожского озера. Все хищны.

Озерная форель (Salmo trutta morpha lacustrls L.) - пресноводная форма морской кумжи. Встречается во многих крупных и средних озерах Карелии. В питании молоди доминируют представители зообенто-са, а так же беспозвоночные из толщи воды и насекомые с поверхности воды. Хищны.

Triaenophorus nodulosus и Triaenopliorus crassus из сем. Triaeno-phoridae.

Половозрелые цестоды паразитируют в кишечнике щук, редко у окуней, омуля, хариуса. Триенофорусы развиваются с участием промежуточных хозяев — циклопов или диаптомусов и дополнительных хозяев — рыб. Окончательным хозяином гельминта являются щуки, реже окунь, омуль, хариус. Половозрелый гельминт в кишечнике рыб вы-

деляет яйца, которые с экскрементам и попадают в воду. В воде яйца развиваются и вскоре из них выходит личинка - корацндий. Корацидиев заглатывают циклопы. Зараженных циклопов поедают рыбы - дополнительные хозяева. В печени рыб хорошо видны цисты белого цвета, образованные соединительно-тканными оболочками. В них находятся плероцеркоцды. При вскрытии кишечника щуки, обнаруживают половозрелых цестод — триенофорусов. Локализуются они большей частью в переднем и среднем отделах кишечника.

Proteocephalus pe г cae

Наибольшее количество Proteocephalus регсае встречается в кишечнике окуней. Proteocephalus попадают в рыб через различные источники. Proteocephalus регсае в кишечнике исследуемых рыб находится во взрослой стадии (нематоды) и попадает в кишечник с животной пищей.

Eubothrium rugosum

В кишечнике налима иногда попадаются такие же крупные гельминты - эуботриумы (Eubothrium rugosum).

Сбор материала проводился на рыболовецких участках южной части Ладожского озера: в Олонецком районе, п. Усть-Обжанка. Летом 2003 — 2005 года. Рыбы отбирали в основном из промысловых уловов рыбаков.

Сбор ихтиологического материала осуществлялся с помощью пассивных орудий лова (сети различной ячеи). Обработка ихтиологического материала проводилась по общепринятой методике (Правдин, 1966). Сбор и обработка материала по паразитам рыб проводилась методом полного ларазптологического вскрытия (Догель, 1935, Быховская-Пав-ловская, 1985).

В соответствии с методикой, методом полного паразитологи чес кого вскрытия исследовано (56) экземпляров рыб (табл. № 1); из них: лосося (Salmo salar L.) — (12) экз., озерная форель {Salmo truita morpha lacmtris L.) — (9) экз., окунь (Percafluviatilis) — (15) экз., налим {Lota lota L,) — (10) экз., щука (Esox Indus L.) — (10) экз.,

Все они были препарированы, а извлечённый кишечник и печень изучены под бинокуляром компрессорным методом с целью выявления гельминтов. Полученные результаты были оценены по трём показателям: встречаемость, индекс обилия и лимиты (пределы) численности. Основным пособием для определения паразитов служил «Определитель паразитов пресноводных рыб фауны СССР» (1984, 1985, 1987), а также работы Шульмана (1987), Румянцева и др. (1998).

Для выяснения особенностей ответов рыб и их паразитов на загрязнение тяжелыми металлами, нами был выбран методический подход,

заключающийся в сравнительном изучении накопление тяжелых металлов в рыбах и их паразитах.

Для определения содержания тяжелых металлов в органах и тканях, отбиралось 10 экземпляров рыб одинакового размера. Проводился анализ гомотогената кишечника, мышц, жабр, гонад (окунь); внутренних органов (лосось) и кишечника (щука, налим, форель) на содержание в них Си, Zn, Cd, Pb, Мп и Ni. Отбор проб производили при помощи скальпеля и ножа их нержавеющей стали. Параллельно проводился аналогичный анализ гомогената кишечных гельминтов вышеуказанных рыб: Triaenophoms nodulosus, Triaenophoms crassus, Proteocephalus per-cae, Eubothrium crassus, Eubothrium rugosum Стандартные растворы Си, Zn, Fe и Mn были приготовлены из промышленных основных стандартных растворов (Merck) с концентрацией 1000 мг/л. Везде использовалась двойная деминерализованная вода. Рабочие стандартные растворы были приготовлены путем разбавления основного стандартного раствора с добавлением соляной кислоты с тем, чтобы концентрация кислоты в рабочих стандартных растворах соответствовала концентрации кислоты в перевариваемых растворах. Все использованные реагенты представляли собой марку аналитического реагента.

Определение содержания тяжелых металлов в полученных пробах проводилось методом пламенной атомно-адсорбциониой спектрофото-мерии с использованием прибора С-115-М I сотрудниками аналитической лаборатории Института леса КарНЦ РАН.

Для статистической оценки данных для образцов использовался (-тест. Значение р ниже, чем 0.05 считалось значительным. Если концентрация металла была ниже предела чувствительности, использовалось значение половины предела чувствительности, чтобы облегчить статистические сравнения.

Глава 5. Результаты исследований

Полученные нами данные о распределении металлов в различных органах исследованных видов рыб представлены в табл. 1, Исследования позволили установить, что у всех видов рыб отмечаются высокие концентрации железа и цинка, тогда как содержание других элементов имеет заметно более низкие значения концентраций. При этом было показано, что варьирование значений концентраций ТМ наблюдается в широких пределах в зависимости, как от вида рыб, так и исследованного органа.

Сравнительное изучение содержания меди (Си) в кишечнике исследованных рыб показывает, что максимальная концентрация регистрируется у окуня, а лосось и форель имели близкие и более низкие значе-

ния (рис. 1). Эти данные не совпадают с исследованиями других авторов (Baje Z., et al., 2005) показавших, что содержание меди в органах лососевых рыб достоверно превышало количества обнаруженные у других видов рыб.

Содержание марганца в кишечнике исследованных рыб варьировало в значительных пределах, и достоверно было максимальным у форели (рис. 1). Показано, что никель, медь и кадмий в максимальных концентрациях регистрировался у окуня. Установлено, что кишечник всех исследованных рыб характеризуется высокими показателями накопления хрома (рис. 1).

Нами было установлено, что не только лососевые рыбы могут иметь высокие концентрации металлов (табл. 1), что ранее было показано Amundsen et al. (1997), но окунь по раду элементов отличался максимальными значениями.

Таблица 1. Распределение и особенности накопления ТМ в органах и тканях различных видов рыб

2 *£ л а. т Исследуемый материал кол-во проб Ре Мп N1 Сг Со Тп Си РЬ са

кишечник 43.1* 1.1 1.6* 0,07 1,3* 0,06 13,1* 0,4 0.6* 0,006 3630* 112,6 1,6* 0,07 3.1* 0,1 0,3* 0,003

гонады 244± 10,4 1± 0.04 1.3± 0,07 9.8* 0.4 <0.41 0,004 1040* 89,8 2,31 0,09 21 0,08 0,31 0,004

мезентерий 12 47,21 1.2 0,8* 0,003 1,4± 0,03 10.1* 0,5 1,2± 0,06 5510* 231,4 21 0,09 3.2* 0,1 0,41 0,003

почки 340± 11.3 1,4± 0,07 1,31 0,07 6,61 0,2 21 0,09 97± 1,7 8Т2± 0,4 21 0,09 0.11 0.001

сердце 256± 10,5 1.7* 0,08 1.6* 0,03 6,4* 0,2 1,2* 0,04 146* 8,6 18,7* 0,6 <1.0* 0,004 0,1* 0,002

гонады 40,9* 0.9 0,7* 0,003 1.6* 0.07 10,6* 0,8 0,4* 0,005 1110* 94,1 0,6* 0,006 1.1* 0,05 0,3* 0,003

Окунь жабры 15 98.2* 1,6 9,1* 0,4 3,4* 0,1 44.61 1,2 2,11 0,1 1811 8,7 1,9* 0,09 9,11 0,7 1,41 0,03

кишечник 203± 10,1 3,4* 0,1 1.6* 0.09 7,9* 0.3 1,1* 0,04 120* 7.6 3,5* 0,1 2,4* 0,09 0.3* 0,003

мышцы 16.5± 0,5 1.3* 0.07 2,5* 0,1 4.2* 0,2 1,5* 0,08 34* 0.9 1.8* 0,09 4* 0,3 0,2* 0,001

Налим мышцы 10 13,51 0,4 1.1* 0,05 1,6* 0,07 6.31 0.3 1,41 0.07 741 1,1 0,91 0,007 1,91 0,09 0,31 0,002

1 Форель 1 кишечник 9 90,2* 1,4 5,41 0.2 1,6* 0,07 9.7* 0,4 1,2* 0,05 3110* 99,7 1.4* 0,06 <1,0* 0,005 0,3

Рис. 1, Содержание ТМ в кишечнике разных видов рыб

■ Лосось В Форель (3 Окунь

■И ■¡ш - НЬ ЛЬ № _-ИДК71 »J^ Ж^Ч _

Mn N Сг Со Си РЬ Cd

Литературные данные показывают, что лососевые рыбы из загрязненных рек центральной Европы содержат от 200 до 300 мг Cu/кг сыр. веса (Amundsen et al, 1997; Olsvik PA., et al„ 2000; Olsvik PA et al., 2001). В наших исследованиях максимальное содержание меди у лосося составило 18,7 мг/кг. В ряде работ показано, что концентрация цинка выше у рыб, питающихся беспозвоночными по сравнению с хищными видами (Amundsen et al. 1972). Наши результаты не подтверждают эти наблюдения, так как у лосося, типичного хищника установлены более высокие концентрации цинка, чем у окуня. Однако у окуня уровень накопления марганца был выше, чем в тканях лососевых рыб, по данным Karadede и Unlii (2000) марганец не накапливался в лососевых рыбах.

Паразиты рыб и особенно цестоды являются весьма перспективными объектами мониторинга экологического состояния водных сообществ. Учитывая тот факт, что исследованные паразиты преимущественно обитают в кишечнике, содержание ТМ в цестодах сравнивается, главным образом с данными по этому органу рыб. Проведенные исследования позволили определить концентрации всех металлов, которые были обнаружены нами у рыб (табл. 2).

Таблица 2, Содержание ТМ в цестодах некоторых видов рыб

Среди исследованных паразитов высокие концентрации железа,

Вид паразита ¡1 1[ Ре Мп N1 Сг Со 2п Си РЬ С<1

Е £ 8 о п 3 а йЗ & 75,61 1.4 15,91 0,8 1,4± 0,06 13,81 0,7 1,2± 0,05 6801 27.6 14,51 0,6 2,11 0.9 0,1± 0.002

3 « 1 1 I Лосось (12) 88,2± 1.6 4,15± 0,2 1т7± 0,07 8,41 0.6 1,051 0,03 54501 147.6 27,951 1.1 2,б± 1.0 0.451 0,006

1 ° 1 I1 5 ээ 34,7± 1.1 11 0,03 з.е± 0.1 41 0,1 0.91 0,008 4101 16,1 6± 0,3 11 0,04 0,41 0.005

I |11 П* £ е 1« 47.6± 1.2 6,2± 0,3 6,61 0.3 4*0,1 1,11 0,05 2011 9.8 6,3* 0,4 11 0.5 0,91 0,04

§ п £ ^ о й Iй 60± 1.4 10± 0,6 101 0,8 41 0.2 0,41 0,004 3621 16,9 5± 0.3 1± 0,6 5,81 0,4

1 а £ 83,41 1,5 23,21 1.0 31 0.1 8,4± 0,5 1.51 0,06 3311 16,3 8,41 0,5 2,51 1,0 1.11 0,6

цинка, меди и свинца были отмечены для Eubothrium crassus, специфичного паразита лососевых рыб (табл. 3). Видимо в силу видовых особенностей питания хозяина тот же вид Е. crassus, имел более высокие концентрации хрома у форели. Цестоды, обитающие в кишечнике окуня, Proteocephalus percas отличались максимальным содержанием марганца и кобальта. Паразиты щуки — Triaenophorus crassus имели максимальные концентрации никеля и кадмия.

Рис. 2. Накопление цинка и железа в личинках (Г. nodulosus) и половозрелых цестод ах (Г. crassus)

[■Triaenophorus nodulosus (larva) налим □ Triaenophorus crassus (пука)

МПIH худгн*------

400 ва-:-

Fe Zn

Исследованные цестоды были представлены разными фазами онтогенеза. Плероцеркоиды цестод р ТгшепорИогш паразитируют в планк-тоядных рыбах, а завершают свое развитие в щуке. Таким образом, оценка накопления металлов в личинках и имаго дает возможность оценить динамику накопления ТМ в онтогенезе паразита. Было показано, что 2п достоверно преобладает во взрослых червях, тогда как различия в накоплении Ре не достоверны (рис. 2). В отношении других элементов более высокие концентрации для зрелых червей отмечались для Ми, N1 и Сд, содержание Сг, Со, Си и РЬ было практически одинаковым для обеих групп цестод (рис. 3).

Рис. 3. Содержание ТМ в личинках (Т. пойЫовиэ) и половозрелых(Т. сгаввив) паразитах

1иТпаегюр1погиа посМозиз (1аг^а) налим ОТпаепорИогиз сгаазиз (щука)! мокгсухгет----------

Сг Со Си РЬ са

Рис. 4. Содержание цинка и железа в паразитах и кишечнике окуня

¡■Окунь □Рто1еосврЬа1из регсае"! мг/кгсух. в-еа 1——---—----- -------'

Сравнительное изучение характера накопления ТМ паразитом (Р. регсае - специфичным паразитом окуня) и хозяином показало, что по уровню содержания цинка паразит явно превосходит хозяина (рис. 4), тогда как по концентрации железа хозяин несколько превосходил паразитов, хотя различия были не достоверны. Содержание других ТМ показало выраженную тенденцию в более высоком накоплении металлов паразитом (Мп, Сг, Си, РЬ, С(1), только содержание никеля и кобальта было равным как в хозяине, так и паразите (рис. 5).

Рис. 5. Содержание ТМ в кишечнике и паразитах окуня

'"■Окунь □ Рго/еосер/за/оарегсае мг/кг сух. в-ва —--------—1

Мп N1 Сг Со Си РЬ С<1

Полученные нами результаты показали, что накопление ТМ паразитами происходит в большинстве случаев более активно, чем органами и тканями хозяев, как это было показано и другими авторами (Перевоз-инков, 2002). Однако, учитывая тесное метаболическое взаимодействие между паразитом и хозяином, следовало ожидать, что характер и динамика накопления ТМ металлов должен иметь выраженную связь в данной системе. Проведенный анализ позволил показать, что накопление ТМ в специфичном паразите и органе хозяина, в котором обитает цес-тода, имеют высокую и достоверную связь.

Повышенное содержание металлов организме рыб и других гидро-бионтов свидетельствует о значительной их концентрации в водной среде, аккумуляции последних в пищевых цепях, функциональном нарушении во всех звеньях экосистемы (Руднева, 2001). Знания о составе и количестве металлов в тканях промысловых рыб, планктонных и бен-тосных организмов имеют важное практическое значение. Через бентос и зоопланктон ТМ проникают в организм рыб, которые, кроме того, способны усваивать металлы непосредственно из воды, через жабры и кожные покровы. Накопление ТМ в рыбах и, особенно в хищниках является серьезной проблемой загрязняемого водоема.

Исследование рыб Ладош в 90-х годах (Перевозников, 2002) показали высокие значения накопления ТМ у некоторых промысловых видов рыб. Наши исследования паразитов рыб не примере цестод позволяет выявить общие тенденции содержания и распределения металлов (Ие, Мп, Си, РЬ, Сс1, Со, Сг) в организме промысловых рыб и их паразитов. Имеющиеся данные (Перевозников, 2002) по изменению накопления ТМ в рыбах Ладоги с 1976 по 1991 гг, можно было связать

с высокой антропогенной нагрузкой. Однако выполненные нами исследования показали дальнейшее нарастание концентраций металлов в рыбак (табл. 3). Эти изменения происходят на фоне некоторого улучшения экологической обстановки. Полученные данные свидетельствую, что снижение влияния местной промышленности и сельского хозяйства не определяет основную динамику загрязнения водоема. Кроме того, как это уже отмечалось ранее, улучшение гидрохимических показателей, не определяет адекватного снижения концентраций ТМ в организмах находящихся на вершине трофических пирамид.

Таблица 3. Сравнительная таблица содержания ТМ в мышцах окуня и налима, в период 1990 - 2004 гг.

Элементы Окунь Налим

1996г. 2004г.* 1990г. 2004г.*

2п 4,3 34 44,1 74

Си 0,36 1.8 3,6 0,9

са - 0,2 0,19 0,4

РЬ 0,41 4,0 0.97 1.9

N1 н/о 2,5 н/о 1.6

сг н/о 4,2 н/о 6,3

*Иаши данные

Заключение

Считается, что только биоиндикаторы позволяют судить о степени опасности тех или иных веществ для живой природы и человека и дают возможность контролировать действие любых синтезируемых человеком соединений (Криволуцкий и др.,1983). Преимущества "живых индикаторов" заключаются в том, что они позволяют оценить состояние сообщества в целом, включая загрязнение и все антропогенные изменения. Они показывают тенденции и скорость происходящих в окружающей среде изменений и указывают пути и места накоплення в экосистемах различного рода загрязнений. По мнению ряда авторов Криволуцкий и др., (1983), ЕИепЬегд й а!. (1985) анализ показателей накопления тяжелых металлов (ТМ) - в животных-индикаторах позволяют дать санитарную характеристику состояния среды по отношению к факторам

промышленного загрязнения, оценить степень риска от внедрения новых антропогенных факторов в биосферу и составить кратко- и долгосрочный прогнозы изменения экологической обстановки.

Преимущественно оценка влияния ТМ на биологические показатели животных проводятся в основном в экспериментальных условиях. Однако есть примеры изучение взаимосвязи массы рыб и концентраций накопленных металлов и в природных условиях, так было показано достоверное угнетение роста (Р < 0.05) планктоноядных рыб концентрациями кадмия Сй в пределах от 0.02 - 0,01 мкг/кг, меди Си 0,25 - 0.07), свинца РЬ 0,40 - 0,60 и цинка Ъл 6,0 - 1.03 (Одгше Р. А., 2003). Однако в той же работе указывается, что для хищных рыб зга связь достоверна лишь для меди и цинка, тогда влияние кадмия и свинца недостоверны.

Есть данные, показывающие значительный разброс в значениях обнаруживаемых концентраций свинца и кадмия, в одной озерно-речной системе, некоторых случаях могут превышать ПДК (Возшг X Н1 а1„ 2003). Контроль качества среды с помощью организмов не имеет целью заменить ими чисто инструментальные методы, и, наоборот, самое точное определение концентраций вредных веществ не даст представления об их биологической активности.

В зависимости от видов, выбранных в качестве индикаторов, их распространения, трофического уровня, других биологических особенностей, определенные в них концентрации токсикантов могут отражать загрязнения различного характера (глобальное, региональное, локальное), а также временные тенденции этих загрязнений.

Использование паразитологических данных, как показали проведенные нами исследования, имеют целый ряд преимуществ их использования в качестве биоиндикаторов. В первую очередь паразиты, особенно виды со сложным циклом развития, характеризуют устойчивые трофические отношения между рыбами и беспозвоночными — объектами их питания. Развитие паразитов, проходящее в ходе онтогенеза -в водной среде, планктонных и бентосных организмах, далее в рыбе, определяет возможности дать интегрированную характеристику динамики накопления ТМ в данном водоеме. Видимо в силу этих причин полученные нами данные о содержании ТМ в паразитах в целом раде случаев превышают показатели, полученные для рыб и других гидробнонтов.

ВЫВОДЫ

1;-Получены сравнительные данные о накоплении ТМ (медь, цинк, кадмий, никель, железо, свинец) в органах и тканях рыб (лосось, форель, окунь, налим, щука) и паразитических цестод обитающих

в этих рыбах (ТпаепорЬогш посМоэиз, ТпэепорЬогиз сгаэзиз Рго1еосерЬа1и5 регсае, ЕиЬоЙшит пщозшп).

2. Установлено превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) в органах и паразитах рыб Ладожского озера практически для всех анализируемых металлов.

3. Распределение металлов в организме рыб характеризуется неоднородностью, что зависит от физико-химических свойств самих элементов и функциональных особенностей органов и тканей.

4. Наблюдаемые значения накопленных металлов (на примере окуня и налима) свидетельствую о дальнейшем нарастании загрязнения Ладоги тяжелыми металлами,

5. Показано, что накопление ТМ в специфичных паразитах имеет выраженную связь с характером накопления металлов в органах рыб, в которых обитают данные паразиты.

6. Установлено, что различные виды цестод паразитирующие в одном виде хозяина имеют сходный характер накопления ТМ, не зависящий от места локализации паразита.

7. Полученные данные позволяют оценить современную экологическую ситуацию в Ладожском озере, как достаточно серьезную и требующую реализации государственных программ по контролю состояния окружающей среды и сокращению объемов загрязнения озера.

8. Изучение динамики накопления ТМ в органах и паразитах рыб позволит накапливать информацию о фоновом содержании изучаемых элементов и позволит дат. интегрированную оценку антропогенной нагрузки на водоемы, развивая тем самым методы биоиндикации.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Щербакова С.А. Тяжелые металлы-ведущие загрязнители наземных и водных сообществ Севера // Структурно-функциональные особенности биосистем севера (особи, популяции, сообщества): Матер, междунар. конф., посвящ. 65-летию ПетрГУ - Петрозаводск, 2005. С. 212-215.

2. Щербакова С.А. Оценка э ко лого-токсикологического состояния озера. // Проблемы экологической токсикологии: Тр. кафедры зоол. и экол. Новая серия. Вып. 1, - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2005. С. 15-19.

Подписано в печать 17.11.06. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. 1 уч.-изд, л. Тираж 100 экз. Изд. № 267.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Отпечатано в типографии Издательства ПетрГУ 185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Салтыкова, Светлана Александровна

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса (Обзор литературы).

Глава 2. Экологическая характеристика Ладожского озера.

Глава 3. Характеристика тяжелых металлов, их происхождение и эффект.

Глава 4. Материалы и методы исследования.

4.1. Основные объекты исследований.

4.1.1. Рыбы.

4.1.2.Паразит ы.

4.2. Полевые методы ихтиопаразитологической обработки.

4.3. Методы определения тяжелых металлов в тканях рыб и их паразитах.

Глава 5. Результаты исследований.

5.1. Содержание тяжелых металлов в органах различных видов рыб Ладожского озера.

5.2. Содержание тяжелых металлов в тканях цестод -специфичных паразитов рыб.

5.3. Сравнительный анализ накопления тяжелых металлов в водных гидробионтах.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Сравнительный анализ особенностей накопления тяжелых металлов в рыбах и их паразитах"

Ладожское озеро - самый крупный внутренний водоем Европы. Современное состояние его экосистемы является результатом сложного взаимодействия процессов, которые проходят на водосборе и в самом водоеме под воздействием природных и антропогенных факторов. Ладожское озеро в настоящее время является одним из наиболее изученных озер России. Оно привлекает внимание со стороны многих исследователей. За последние десятилетия в экосистеме этого водоема были отмечены заметные изменения, вызванные человеческой деятельностью. В основном они были связаны с антропогенным эвтрофированием и загрязнением.

Данное исследование посвящено изучению особенностей накопления тяжелых металлов в рыбах и их паразитах. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами является одной из глобальных проблем современности. Хотя увеличивающиеся загрязнения окружающей среды металлами прослеживается еще со времен Римской империи, именно в XX веке произошло скачкообразное увеличение извлечения этих элементов из земной коры. Объемы извлечения человеком различных металлов из земной коры значительно превосходят их поступление в результате естественных геологических процессов (например, меди и цинка более чем в 10 раз). Безусловно, не все извлеченные из геологических структур человеком элементы представляют непосредственную угрозу для водных экосистем, но эта опасность увеличивается пропорционально увеличению объемов их извлечения, так как все (или значительная часть) загрязняющие вещества в конечном итоге оказываются в водных экосистемах. Учитывая многочисленные источники, широкое распространение, множественные эффекты воздействия металлов на биологические системы, загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами справедливо считают одним из самых опасных последствий деятельности человека. Тяжелые металлы обладают высокой токсичностью, потенциальной способностью накапливаться в живых организмах, не разлагаются и способны длительное время циркулировать в биологических системах (Мур, Раммурти, 1987; Sorensen,1992).

Актуальность темы.

Серьезность и актуальность экологических проблем, стоящих как перед человечеством в целом, так и перед отдельно взятыми регионами, в том числе и северными, в настоящее время совершенно очевидна. Исследования проблемы антропогенного загрязнения Карелии ведутся уже долгое время. Влияние промышленного производства, как на наземные, так и на водные экосистемы в этом регионе носит длительный характер, насчитывающий десятилетия. В предыдущие годы основное внимание исследователей проблем загрязнения окружающей среды было сосредоточенной на так называемых районах "экологического неблагополучия", расположенных вблизи крупных промышленных центров (Израэль и др., 1981; Кашулин и др., 1999; Перевозников, Богданова, Пономаренко, 1990; Богданова, 1995; Моисеенко, 1997). Остается малоизученной проблема функционирования пресноводных экосистем в так называемых фоновых районах, где антропогенная нагрузка, несмотря на относительно невысокие уровни, носит продолжительный кумулятивный характер.

Необходимость рационализации природопользования усиливает значение научных разработок по оценки состояния природной среды, определению её экологического резерва и критических нагрузок, прогнозированию последствий антропогенных воздействий. Использование химико-аналитических методов контроля качества окружающей среды не дает полного представления о биологических последствиях загрязнения. А нормирование нагрузок только по показателям содержания веществ-загрязнителей в среде (ПДК, Г1ДВ), без знаний их поведения в реальных экосистемах и ответных реакций биоты, не дает возможности избежать деградации биологических систем.

Одним из перспективных методов оценки антропогенного воздействия является биоиндикация, когда степень воздействия оценивается по ответным реакциям самих биологических систем. Изучение биологических систем различного уровня организации в условиях их естественной и измененной под воздействием антропогенного фактора среды обитания позволяет непосредственно выявить эффекты, обусловленные воздействием всего комплекса загрязняющих веществ и природных абиотических факторов за продолжительный период времени, определить пороговые уровни нагрузок и дать наиболее реалистичный прогноз ее развития.

В то же время установление причинно-следственных связей между определенным видом загрязнений и биотой водоема часто затруднено в силу ряда обстоятельств. Как правило, в реальных экосистемах антропогенное воздействие носит сложный комплексный характер, и изучаемое загрязнение сопровождается разнообразными другими загрязнениями и иными видами антропогенной активности. Различные «нормальные» экологические факторы могут также изменять или влиять на ответ организмов к средовому стрессу. Кроме того, для биологических систем высокого уровня организации (популяция, сообщество и т.д.) имеется ограниченное число путей, по которым стрессоры могут влиять на их структуру, и часто ответы на их воздействие имеют неспецифический характер. Многочисленные лабораторные и полевые эксперименты показали взаимосвязи между индукцией определенных биохимических ответов и воздействием различных классов загрязняющих веществ. Однако на их основании трудно делать прогнозы изменений в биологических системах более высоких уровней. Поэтому при биоиндикации тех или иных видов техногенного загрязнения окружающей среды необходимо проводить комплексные исследования, включающие изучение ответов систем различного уровня: от субклеточного до популяции и сообществ (Кашулин, 2004).

Экосистема Ладожского озера в течение многих лет подвергалась загрязнению от различных антропогенных источников. Наиболее опасными загрязнителями являются соли тяжелых металлов. Большинство химических элементов, относящихся к группе тяжелых металлов являются необходимыми для живых организмов микроэлементами. Однако при превышении пороговых концентраций они становятся высокотоксичными.

Изначально поступая в воду и донные отложения, тяжелые металлы постоянно мигрируют по трофическим цепям водоема, вовлекая практически все группы гидробионтов в круговорот этих токсикантов (Морозов и др., 1986). Загрязняющие вещества в фоновых регионах выпадают в относительно небольших количествах и в момент выпадения не могут существенно нарушить биологические процессы. Некоторые из них могут трансформироваться в относительно безвредные для окружающей среды соединения. Однако такие вещества как тяжелые металлы, радионуклиды и др., не разлагаются и способны мигрировать, накапливаться и длительное время циркулировать в различных экосистемах (Мур, Рамамурти, 1987; Никель., 1984). При этом ежегодно выпадающие небольшие количества этих загрязняющих веществ накапливаются, и, в конце концов, их суммарная доза может превысить критический уровень и вызвать необратимые изменения в экосистемах. В силу особенностей аэротехногенного загрязнения, наиболее уязвимыми являются пресноводные экосистемы. Загрязняющие вещества, выпадающие не только на их поверхности, но и на территории всего их водосбора, в конечном итоге оказываются в этом водоеме, накапливаются, могут включаться в пищевые цепи и оказывают сублетальное токсическое воздействие на биологические системы. При этом рыбы, являющиеся конечным звеном пищевых цепей в северных водоемах, интегрируют весь комплекс прямых и опосредованных воздействий загрязняющих веществ (Кашулин, 1999; 2004). Эти процессы протекают относительно медленно и необходима разработка специальных методов для их регистрации. Трудности обусловлены как особенностями распространения, выпадения, миграций, трансформации веществ, сложностью аналитического определения долгосрочных изменений их низких уровней в природных средах, так и неопределенностью ответов биологических систем на продолжительное воздействие малых сублетальных доз. Ситуация осложняется большой вариабельностью "нормальных" показателей и отсутствием достоверной информации о состояние тех или иных компонентов фоновых пресноводных экосистем в "доиндустриальный период". Поэтому химические показатели среды не всегда могут дать полное представление о ее токсичности. Они характеризуют состояние среды лишь в конкретный момент с определенной привязкой к точке отбора, и не учитывают процессы аккумуляции и миграции веществ в системе водосбор -водоем - биота, а также влияние нескольких поллютантов, продуктов их превращений и взаимодействия с природными веществами (Кашулин, 2004). Кроме того, они не позволяют определить суммарную дозу воздействия загрязняющих веществ на биологические системы за продолжительный период. Это обусловливает необходимость поиска новых показателей состояния и степени их деградации под воздействием антропогенных факторов.

Предыдущие исследования влияния промышленного загрязнения на территории Карелии касались в основном определенных территорий крупных водоемов (Ладожское озеро, Онежское), расположенных в непосредственной близости от деревообрабатывающих предприятий и крупных населенных пунктов. В ходе детального изучения влияния атмосферных выпадений серы и тяжелых металлов на почвы, леса, водоемы и живые организмы были выявлены серьезные изменения, касающиеся состояний экосистем в зоне непосредственной близости от предприятий промышленности. Изучены динамика и состав атмосферных выпадений, миграция и аккумуляция элементов в различных компонентах природной среды (Расплетина с соавт., 1967; Петрова, Расплетина, 1987).

В то же время подобные процессы в водных экосистемах значительно удаленных от крупных предприятий (так называемых фоновых районах) изучены недостаточно. В экологических исследованиях участки, расположенные на удалении 15 - 30 км от предприятий на основании визуальной оценки принимаются за контрольные, полагая, что здесь отсутствует техногенное влияние. Это связано с тем, что процессы аэротехногенного загрязнения в таких районах трудно зарегистрировать, вследствие относительно невысоких концентраций загрязняющих веществ в природных средах и целого ряда особенностей их протекания, включая геоморфологические факторы, геологическое строение пород, ландшафтные особенности районов, сезонную изменчивость и пр. В природоохранной деятельности контролирующих организаций не учитывается влияние промышленных предприятий на так называемы «фоновые районы». Даже самые удаленные районы Карелии испытывают нарастающий уровень антропогенной нагрузки. Уровень содержания вредных веществ в пресноводных экосистемах фоновых регионов постоянно и медленно возрастает за счет процессов их постоянного притока и накопления. Их медленная деградация в условиях продолжающейся аэротехногенной нагрузки может привести к катастрофическим последствиям.

Поэтому в настоящее время появилась настоятельная необходимость изучения водоема фоновых районов, с целью оценки динамики процессов, обусловленных аэротехногенным загрязнением, как научной основы нормирования нагрузок, разработки и планирования природоохранных мероприятий.

С учетом того, что при аэротехногенном типе загрязнения водоема фоновых районов, величина непосредственной на него нагрузки загрязняющих веществ во многом определяется не столько удаленностью его от источника загрязнения, но особенностями строения и функционирования как самого водоема, так и его водосборной территории, для изучения нами была выбрана определенная территория самого крупного озера Карелии, отличающихся от других происхождением, территориальным и ландшафтным расположением и другими природными особенностями.

Целью данной работы являлось изучение состояния организмов рыб и их паразитов, обитающих в Ладожском озере в условиях их долговременного аэротехногенного загрязнения тяжелыми металлами, как научной основы нормирования нагрузок и прогноза развития пресноводных экосистем региона.

Так же целью этой работы явилось выявление закономерностей накопления ТМ в паразитирующих организмах и сопоставление их с содержанием ТМ в органах рыб, депонирующих эти токсиканты.

Задачи исследований:

1. Оценить уровни аэротехногенной нагрузки на Ладожское озеро и условия формирования качества воды.

4. Дать сравнительный анализ и оценить особенности тяжелых металлов в системе «паразит-хозяин».

5. Выявить закономерности накопления тяжелых металлов в некоторых ихтиопаразитах.

6. Проследить возможность использования этих показателей для оценки степени техногенной нагрузки на водоем.

Повышенная концентрация ТМ в окружающей среде оказывает на рыб непосредственное токсическое воздействие, и кроме этого способствует их кумуляции в органах и тканях рыб. Однако имеющиеся литературные данные свидетельствуют так же и о возможной аккумуляции ТМ паразитами рыб, локализующимися в ее различных органах. (Давыдов, 1972; Слюсарев, 1978; Богданова, 1995; Sures,1994; Overstreet, 1993).

Научная новизна работы. Проведен сравнительный анализ накопления тяжелых металлов в органах окуня, лосося и щуки, а так же их кишечных паразитов. Показана значимость такого интегрированного показателя, как содержание тяжелых металлов в паразите. Выявлены некоторые закономерности накопления тяжелых металлов в паразитах Triaenophorus nodulosus, Triaenophorus crassus Proteocephalus percae, Eubothrium rugosum, Eubothrium crassus в органах и тканях рыб - их хозяев: лосося (Salmo salar L.), озерная форель {Salmo trutta morpha lacustris L.), окунь (.Perca fluviatilis), налим {Lota lota L.), щука {Esox lucius L.).

Объекты исследования. Сбор материала проводился по паразитологическому исследованию рыб и собран материал для сравнительного изучения накопления тяжелых металлов в рыбе и паразитах Ладожского озера. В качестве объектов исследования использовались гельминты рыб {Triaenophorus nodulosus, Triaenophorus crassus Proteocephalus percae, Eubothrium rugosum, Eubothrium crassus). Материалом для исследования служили их хозяева щука, окунь, налим, форель и лосось.

Практическая ценность. Научно обоснована важность эколого-паразитологического мониторинга Ладожского озера, для оценки состояния данной водной экосистемы. Анализ некоторых ихтиопаразитов на содержание в них таких токсических веществ как тяжелые металлы, позволяет рекомендовать их использование в качестве способа биологического тестирования водоема.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Салтыкова, Светлана Александровна

Выводы

1. Получены сравнительные данные о накоплении ТМ (медь, цинк, кадмий, никель, железо, свинец) в органах и тканях рыб (лосось, форель, окунь, налим, щука) и паразитических цестод обитающих в этих рыбах (Triaenophorus nodulosus, Triaenophorus crassus Proteocephalus percae, Eubothrium rugosum).

4. Наблюдаемые значения накопленных металлов (на примере окуня и налима) свидетельствую о дальнейшем нарастании загрязнения Ладоги тяжелыми металлами.

6. Установлено, что различные виды цестод паразитирующие в одном виде хозяина имеют сходный характер накопления ТМ,.не зависящий от места локализации паразита.

8. Изучение динамики накопления ТМ в органах и паразитах рыб позволит накапливать информацию о фоновом содержании изучаемых элементов и позволит дать интегрированную оценку антропогенной нагрузки на водоемы, развивая тем самым методы биоиндикации.

Заключение

Преимущества "живых индикаторов" заключаются в том, что они позволяют оценить состояние сообщества в целом, включая загрязнение и все антропогенные изменения. Они показывают тенденции и скорость происходящих в окружающей среде изменений и указывают пути и места накопления в экосистемах различного рода загрязнений. По мнению ряда авторов Криволуцкий и др., (1983), Ellenberg et al. (1985) анализ показателей накопления тяжелых металлов (ТМ) - в животных-индикаторах позволяют дать санитарную характеристику состояния среды по отношению к факторам промышленного загрязнения, оценить степень риска от внедрения новых антропогенных факторов в биосферу и составить кратко- и долгосрочный прогнозы изменения экологической обстановки. При этом нужно различать виды био-индикаторы и виды-мониторы антропогенного загрязнения природной среды.

Биоиндикатор - это организм или сообщество, прямо соотносимое с определенными факторами природной среды, отражающее их состояние или служащее количественным показателем изменений. Биомониторы -организмы, в которые включаются или накапливаются поллютанты и которые отражают тенденции изменений концентраций последних во времени и трофических цепях. Согласно С.Д. Рен (Wren, 1986) признается только два основных метода биомониторинга металлов в природной среде с использованием животных-индикаторов: измерение аккумуляции или концентрации токсинов в отобранных для мониторинга организмах; либо определение воздействия токсинов на организм или популяцию (измерение физиологических и биохимических индексов, вычисление темпов репродукции, изучение возрастной структуры популяции как ответ на воздействие специфических условий среды).

Преимущественно оценка влияния ТМ на биологические показатели животных проводятся в основном в экспериментальных условиях. Однако есть примеры изучение взаимосвязи массы рыб и концентраций накопленных металлов и в природных условиях, так было показано достоверное угнетение роста (Р < 0.05) планктоноядных рыб концентрациями кадмия Cd в пределах от 0.02 - 0.01 мкг/кг, меди Си 0.25 -0.07), свинца Pb 0.40 - 0.60 и цинка Zn 6.0 - 1.03 (Oguzie F. А., 2003). Однако в той же работе указывается, что для хищных рыб эта связь достоверна лишь для меди и цинка, тогда влияние кадмия и свинца недостоверны.

Есть данные, показывающие значительный разброс в значениях обнаруживаемых концентраций свинца и кадмия, в одной озерно-речной системе, некоторых случаях могут превышать превышают ПДК (Bosnir J. Et al., 2003).

По мнению (Wren, 1986) условия определяющие аккумуляцию металлов животными, можно подразделить на биотические и абиотические. Биотические - вид, пол, возраст, питание, сезон, орган (ткань), участие элементов в обменных процессах организма; абиотические - локальное загрязнение металлами, геохимические провинции, температура (сезон), методика определения.

Многие из этих факторов взаимосвязаны. Например, разница в уровнях металла между видами может быть обусловлена разницей в питании и обмене веществ. Животные разного возраста могут иметь разные темпы метаболизма и потреблять различную пищу. Питательность рациона также может сказываться на аккумуляции некоторых металлов. Сезон добычи животных будет влиять на физиологическое состояние (упитанность, репродуктивный цикл). Сезон может влиять и на диету, определяя доступность того или иного корма, тогда как питательность и элементный состав растительности могут сезонно флуктуировать.

Контроль качества среды с помощью организмов не имеет целью заменить ими чисто инструментальные методы, и, наоборот, самое точное определение концентраций вредных веществ не даст представления об их биологической активности.

Использование паразитологических данных, как показали проведенные нами исследования, имеют целый ряд преимуществ их использования в качестве биоиндикаторов. В первую очередь паразиты, особенно виды со сложным циклом развития, характеризуют устойчивые трофические отношения между рыбами и беспозвоночными - объектами их питания. Развитие паразитов, проходящее в ходе онтогенеза - в водной среде, планктонных и бентосных организмах, далее в рыбе, определяет возможности дать интегрированную характеристику динамики накопления ТМ в данном водоеме. Видимо в силу этих причин полученные нами данные о содержании ТМ в паразитах в целом ряде случаев превышают показатели, полученные для рыб и других гидробионтов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Салтыкова, Светлана Александровна, Петрозаводск

1. Азбелев, В.В. Результаты естественного нереста горбуши в реках Кольского полуострова в 1961 г. / В.В. Азбелев, И.Н. Гринюк, Е.И. Суркова, С.С. Сурков, А.А. Яковенко. Научно-техн. бюллетень ПИНРО. - №4, 1962.- С. 112-156. ■

2. Алабастер, Дж. Критерии качества воды для пресноводных рыб / Дж. Алабастер, Р. Ллойд. М.: Изд-во «Лег. и пищ. пром-ть», 1984. -344 с.

3. Антропогенные модификации экосистемы озера Имандра. М.: Наука, 2002.-403 с.

4. Аршаница, Н.М. Патологоморфологический анализ состояния рыб в полевых и экспериментальных токсикологических исследованиях : методы ихтиотоксикологических исследований / Н.М. Аршаница, Л.А. Лесников. СПб.: ГосНИОРХ НПО Промрыбвод, 1987. - С. 7-9.

5. Балахин, И. А. К вопросу о взаимоотношениях в системе паразит -хозяин / И.А. Балахин, И.И. Казаченко // Тез. докл. I Всесоюз. съезда паразит. Киев, 1978.1. С. 26-27.

6. Баренбойм, Г.М. Биологические активные вещества / Г.М. Баренбойм, А.Г. Маленков. -М., 1986.-365 с.

7. Басова, С.Л. Невская губа : экологич. пробл. Северо Запада России и пути их решения / С.Л. Басова, К.А. Мокиевский. - СПб, 1998. - С. 137-144.

8. Белкина, Н.А. Влияние антропогенного фактора на формирование химического состава донных отложений Ладожского озера / Н.А. Белкина, Е.П. Васильева // Тез. докл. Междун. конф. «Крупные озера Европы Ладожское и Онежское». - Петрозаводск, 1996. - С. 43-44.

9. Беспамятнов, Г.П. Предельно допустимые концентрации химическизх веществ в окружающей среде / Г.П. Беспамятнов, Ю.А. Кротов. Л.: Химия, 1985.- 163 с.

10. Богданова, Е.А. Ихтиотоксилогический мониторинг загрязнения рыбохозяйственных водоемов / Е.А. Богданов, М.А. Перевозников // Тез. докл. VI съездаВГБО.-Мурманск, 1991.-С. 105-106.

11. Богданова, Е.А. Паразитофауна и заболевания рыб крупных озер Северо-запада России в период антропогенного преобразования их экосистем / Е.А. Богданова. СПб, 1995. - 140 с.

12. Богданова, Е.А. Реакция гидробионтов разных таксонов на антропогенный прессинг гидросферы / Е.А. Богданова. СПб. : ГосНИОРХ. - С. 42-62.

13. Браун, В.М. Рыбы как индикаторы качества воды : Научные основы качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям // Труды советско-английского семинара. Л.: Гидрометиздат, 1977. - С. 194-208.

14. Варшал, Г.М. Исследования состояния микроэлементов в поверхностных водах / Г.М. Варшал, И.В. Кощеева, Т.К. Велюханова // Геохимия природных вод. СПб., 1985. - С. 205-215.

15. Влияние загрязненности донных отложений на гидрохимический режим и некоторых гидробионтов. ГосНИОРХ, 1961. - 17 с.

16. Волков, И.В. Регламентирование антропогенной нагрузки на водные экосистемы с учетом биогеографических факторов их токсикорезистентности / И.В. Волков, И.Н. Залйчева // Тез. докл. II Всесоюз. конф. по рыбохоз. токсикол. СПб., 1991. С. 97-98.

17. Волков, И.В., Залйчева И. Н., Каймина Н. В. И др. 1988. Региональные особенности токсикорезистентности гидробионтов к металлам. В сб. Тез. докл I Всесоюз. конф. по рыбохоз. токсикол. Рига, I: 75-76.

18. Восстановление экосистем малых озер. Спб.: Наука, 1994. - 144 с.

19. Врочинский, К.К. Ихтиотоксикологическая характеристика химических веществ (пестициды, углеводороды, металлы, радионуклиды) / К.К. Врочинский, М.А. Перевозников // Сб. науч. Трудов. М. : ГосНИОРХ, 1990. - С. 3-16.

20. Галкин, Г.Г. Ихтиофауна водохранилищ и озер Мурманской области / Г.Г. Галкин, А.А. Колюшев, В.В. Покровский // Рыбы Мурманской области. Мурманск, 1966. - С. 177-193.

21. Герд, С.В. Биоценозы бентоса больших озер Карелии / С.В. Герд. -Петрозаводск, 1949. 194 с.

22. Глазов, М.В. Биомониторинг и накопление тяжелых металлов в трофических цепях в зоне влияния комбината «Печенганикель» / М.В. Глазов // Тяжелые металлы в окружающей среде : Мат-лы Междун. Симпоз. Изд-во ПНЦ РАН, 1997. - С. 95 - 101.

23. Головин, А.А. Оценка ущерба окружающей среде от загрязнения токсичными металлами / А.А. Головин, И.А. Морозова, Н.Г. Гуляева, Н.Я. Трофимова. М., 2000. - 134 с.

24. ГОСТ 17.1.313.-86. Охрана природы. Гидросфера. Общие сведения к охране поверхностных вод от загрязнения. М., 1986.

25. Григорьев, А.А. Общая экологическая ситуация в регионе / А.А. Григорьев // Экологич. пробл. Северо-Запада России и пути их решения. СПб, 1997. - С. 199-212.

26. Грушко, Я.М. Вредные неорганические соединения в промышленных сточных водах / Я.М. Грушко. СПб.: Химия, 1979. - 160 с.

27. Гусаков, Б.Л. Перед лицом Великих озер / Б.Л. Гусакова, Н.А. Петрова. -СПб, 1987.- 125с.

28. Давыдов, О.Н. Паразитохозяинные отношения при цестозах рыб / О.Н. Давыдов, Л.Я. Куровская. Киев, 1991. - 170с.

29. Даувальтер, В.А Закономерности осадконакопления в водных объектах европейской Субарктики (природоохранные аспекты проблемы) / В.А. Даувальтер// дис. на соиск. степ. докт. геогр. наук. Апатиты, 1999. -398 с.

30. Даувальтер, В.А. Концентрация металлов в донных отложениях закисленных озер / В.А. Даувальтер // Вод. Ресурсы. Т. 25, N. 3, 1998. -С. 358-365.

31. Добровольский, В.В. Тяжелые металлы: Загрязнение окружающей среды и глобальная геохимия / В.В. Добровльский // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: МГУ, 1980. - С. 3-12.

32. Драбкова, В.Г. Микрофлора вод и донные отложения некоторых озер Кольского полуострова / В.Г. Драбкова, Е.Н. Чеботарев //Озера различных ландшафтов Кольского полуострова. 4.2. - СПб.: Наука, 1974.-С. 120-142.

33. Дробот, П.И. Содержание микроэлементов в тканях промысловых рыб Ладожского озера / П.И. Дробот // Гидробиол. журн., 1981, № 6. С. 66-69.

34. Дубова, Н.А. Роль гидробионтов в перераспределении форм нахождения тяжелых металлов в природных водах / Н.А. Дробот // Тез. докл. VI съезда ВГБО. Мурманск, 1991. - С. 109-110.

35. Евтушенко Н.Ю., Данилко О.В. Особенности накопления тяжелых металлов в тканях рыб Кременчугского водохранилища // Гидробиологический журнал. 1996. Т.32. №4. С. 58-66.

36. Заходнова, И.И. Тяжелые металлы в воде и рыбе Невской губы и сопредельной акватории / И.И. Заходнова, С.В. Ружин, К.В. Волков // Биол. Ресурсы водоемов бассейна Балтийского моря. Петрозаводск, 1991.-С. 184-185.

37. Защита атмосферы от промышленных загрязнений // Справочник. М.,1986. 401 с.

38. Зигель, X. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов / Х.Зигель. -М.,1993.-207 с.

39. Ивантер, Э.В., Коросов А.В. Введение в количественную биологию: Учеб. пособие / Э.В. Ивантер, А.В. Коросов; ПетрГУ. Петрозаводск, 2003.-304 с.

40. Израэль, Ю.А. Кислотные дожди / Ю.А. Израэль, И.М. Назаров, А.Я. Пресеман, Ф.Я. Ровинский, А.Г. Рябошапко, J1.M. Филиппова. JI.: Гидрометеиздат,1989. - 269 с.

41. Израэль, Ю.А. Экология им контроль состояния природной среды /Ю.А. Израэль. СПб.: Гидрометиздат, 1979. - 375 с.

42. Казанский, Ю.А. Введение в экологию / Ю.А. Казанский, И.М. Назаров, Я. Прессман. М., 1989. - 109 с.

43. Кашулин, Н.А. Подходы к биоиндикации долговременных изменений качества вод озер Субарктики / Н.А. Кашулин // Север 2003: Проблемы и решения. - Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 2004. - С. 124135.

44. Кашулин, Н.А. Рыбы малых озер Северной Фенноскандии в условиях аэротехногенного загрязнения / Н.А. Кашулин. Апатиты : Изд. КНЦ РАН, 2004. - 130 с.

45. Кашулин, Н.А. Рыбы пресных вод субарктики как биоиндикаторы техногенного загрязнения / Н.А. Кашулин, А.А, Лукин, П.А. Амундсен. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1999. - 142 с.

46. Кашулин, Н.А. Теоретические основы ихтиологической биоиндикации загрязнения водоемов тяжелыми металлами / Н.А. Кашулин // Диссерт. на соиск. уч. степ. докт. биол. наук. Апатиты, 1999. - 382 с.

47. Келсо, Дж. Р. Влияние закисления озер на рыбные запасы восточной части Канады / Жд.Р. Келсо, М.А. Шоу // Проблемы мониторинга и охраны окружающей среды : Труды I советско-английского симпозиума. СПб. : Гидрометиздат, 1989. - С. 283-302.

48. Коваленко, В.Ф. Особенности обменных процессов у рыб в условиях воздействия сублетальных концентраций меди и цинка / В.Ф. Коваленко // Гидробиол. журн. Т.40. - № 2, 2004. - С. 97-103.

49. Ковальский, В.В. Геохимическая экология / В.В. Ковальский. М.: Наука, 1974.-269 с.

50. Комплекс ГОСТов СССР. Сырье и продукты пищевые. Методы определения тяжелых металлов. М. Наука, 1986. - 307 с.

51. Кочерян, А.Г. Поведение ртути в водохранилтщах и озерах : Поведение ртути и других тяжелых металлов в экосистемах / А.Г. Кочерян, И.К. Морковкина, Т.А. Сафонова. Новосибирск, 1989. - С. 88-127.

52. Крючков, В.В. Аэротехногенное воздействие на экосистемы Кольского Севера / В.В. Крючков, Т.Д. Макаров. Апатиты, 1989. - 96 с.

53. Крючков, В.В. Проблемы экологической экспертизы на Кольском Севере / В.В. Крючков // Эколого-географ. пробл. Кольского Севера. -Апатиты, 1992.-С. 84-93.

54. Крючков, В.В. Промышленное воздействие на природу в условиях научно-технической революции / В.В. Крючков // Антропогенное воздействие на экосистемы Кольского Севера. Апатиты, 1988. - 419с.

55. Кудерский, JI.A. Ихтеологические критерии биологической индикации экологических нарушений / Л.А. Кудерский // Биологическая индикация в антроэкологии. СПб., 1984. - С. 120-125.

56. Кудрявцева, Л.П. Влияние антропогенных нагрузок на изменение гидрохимических показателей поверхностных вод Кольского Севера / Л.П. Кудрявцева// автореф. канд. дисс. СПб, 1996. - 24 с.

57. Кулматов, Р.А. Формы миграции ртути, цинка и кобальта в природных водах / Р.А. Кулматов, У. Рахматов, А.А. Кист // журн. аналит. химии № 37,1982.-С. 393-398.

58. Ладожское озеро критерии состояния экосистемы. СПб., 1992 - 325 с.

59. Лесников, Л.А. Закономерности влияния загрязняющих веществ на водные биоценозы / Л.А. Лесников // Сб. науч. Трудов ГосНИОРХ, вып. 252, 1986.-С. 124-130.

60. Линник, П.Н. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах /П.Н. Линник, В.И. Набиванец. СПб.: Гидрометиздат, 1986. -270 с.

61. Лукин, А.А. Влияние аэротехногенного загрязнения на водосборный бассейн озер Субарктики и рыб / А.А. Лукин, В.А. Даувальтер, Н.А. Кашулин, Н.Е. Раткин // Экология. № 2, 1998. - С. 109-115.

62. Лукин, А.А. Патологии рыб как индикатор качества вод Кольского Севера / А.А. Лукин // Проблемы химического и биологического мониторинга экологического состояния водных объектов Кольского Севера. Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 1995. - С. 105-119.

63. Лукин, А. А. Экосистема Печоры в современных условиях / А. А. Лукин, В.А. Даувальтер, А.П. Новоселов. Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 2000. - 192 с.

64. Лукьяненко, В.И. Общая ихтиотоксикология / В.И. Лукьяненко. М. : Легк. и пищ. пром-ть, 1983. - 320 с.

65. Лукьяненко, В.И. Токсикология рыб / В.И. Лукьяненко. М. : Пищевая промышленность, 1976. -216 с.

66. Лукьяненко, В.И. Экологические аспекты ихтиотоксикологии / В.И. Лукьяненко. М. - 239 с.

67. Макарова, Т.Д. Зональные и региональные факторы изменения экосистем Кольского полуострова в условиях антропогенного загрязнения / Т.Д. Макарова // Эколого-географические проблемы Кольского Севера. Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 1992. - С. 4-8.

68. Маляревская, А.Я. Накопление и распределение тяжелых металлов в тканях промысловых рыб верхней части Кременчугского водохранилища / А.Я. Маляревская, Ф.М. Карасина //1 Всесоюз. конф. по рыбохозяйственной токсикологии, ч.2. Рига, 1989. - С. 29-30.

69. Метелев, В.В. Водная токсикология / В.В. Метелев, А.И. Канаев, Н.Г. Дасохова. М., 1971. - С. 248 с.

70. Моисеенко Т.И. Формирование качества поверхностных вод и донных отложений в условиях антропогенных нагрузок на водосборы арктического бассейна / Т.И. Моисеенко, И.В. Родюшкин, В.А. Даувальтер, Л.П. Кудрявцева. -. Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 1996. -263 с.

71. Моисеенко, Т.И. Антропогенные преобразования водных экосистем Кольского Севера / Т.И. Моисеенко, В.А. Яковлев. СПб.: Наука, 1990. -221 с.

72. Моисеенко, Т.И. Закисление вод: Факторы, механизмы и экологические последствия / Т.И. Моисеенко. Апатиты : Наука, 2003. - 276 с.

73. Моисеенко, Т.И. Закисление и загрязнение тяжелыми металлами поверхностных вод Кольского Севера / Т.И. Моисеенко. Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 1991. - 47 с.

74. Моисеенко, Т.И. Изменение физиологических показателей рыб как индикатор качества водной среды / Т.И. Моисеенко // Мониторинг природной среды Кольского Севера. Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 1984.-С. 51-57.

75. Моисеенко, Т.И. Оценка экологической опасности в условиях загрязнения вод металлами / Т.И. Моисеенко // Водные ресурсы. Т. 26,-№2, 1999.-С. 186-197.

76. Моисеенко, Т.И. Сиг как тест-объект для биоиндикации качества вод озер Крайнего Севера / Т.И. Моисеенко, А.А. Лукин, Н.А. Кашулин // Современные проблемы сиговых рыб. - Владивосток, 1991. - С. 213224.

77. Моисеенко, Т.И. Теоретические основы нормирования антропогенных нагрузок на водоемы Субарктики / Т.И. Моисеенко. Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 1997.-262 с.

78. Моисеенко, Т.И. Эколого-токсикологические основы нормирования антропогенных нагрузок на водоемы Субарктики (на примере

79. Кольского Севера) / Т.И. Моисеенко // Автореферат дисс. докт. биол. наук.-СПб., 1992.-42 с.

80. Мокротоварова, О.И. Многолетняя динамика загрязнения воздуха в промышленных центрах Мурманской области / О.И. Мокротоварова // Кольский полуостров на пороге третьего тысячелетия: проблемы экологии. Апатиты. Изд-во КНЦ РАН, 2003. - С. 5-12.

81. Морозов, Н.П., Петухов, С.А. Микроэлементы в промысловой ихтиофауне Мирового океана / Н.П. Морозов, С.А. Петухов. М., 1986. - 176 с.

82. Мур, Дж. Тяжелые металлы в природных водах: Контроль и оценка влияния / Дж.Мур, С. Рамамурти. М.: Мир, 1987. - 288 с.

83. Никаноров, А. М. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах / A.M. Никаноров, А.В. Жулидов. СПб., 1991.-312 с.

84. Никель и его соединения : Научные обзоры советской литературы по токсичности и опасности химических веществ. М., 1984. - 40 с.

85. Одум, Ю. Основы экологии / Ю. Одум. М., 1975. - 740 с.

86. Одум, Ю. Экология / Ю. Одум. М., 1986. - 33.8 с.

87. Остромогильский, А.Х. Тяжелые металлы в атмосфере: источники поступления и методы оценки их влияния / А.Х. Остромогильский, В.А. Петрухин // Монит. фон. загрязн. прир. сред. № 2. - СПб.: Гидрометиздат, 1984. - С. 56-78.

88. Остроумов, С.А. Введение в биохимическую экологию / С.А. Остроумов. М., 1986. - 176 с.

89. Патин С.А, Морозов Н.П. Микроэлементы в морских организмах и экосистемах. М., 1981. 152 с.

90. Перевозников, М.А. Многофакторное загрязнение Ладожского озера и его эпизоотическое состояние / М.А. Перевозников, Е.А. Богданова // Крупные озера Европы Ладожское и Онежское. - Петрозаводск, 1996. -С. 61-62.

91. Перевозников, М.А. Разработать систему контроля за источниками загрязнения водных объектов тяжелыми металлами / М.А. Перевозников // Фонды ГосНИОРХ. М, 1990; - 102 с.

92. Перевозников, М.А. Распространение тяжелых металлов среди различных звеньев экосистемы бассейна Ладожского озера /М.А. Перевозников, Е.А. Богданова, A.M. Пономаренко // Сб. научн. трудов ГосНИОРХ. М, 1990. -С. 25-43 с.

93. Перевозников, М.А. Рыбы биоиндикаторы ионов тяжелых металлов / М.А. Перевозников, Т.И. Лащевская // Сб. научн. трудов ГосНИОРХ, 2000. -С. 41-45.

94. Перевозников, М.А. Способ экологического мониторинга тяжелых металлов в водоемах / М.А. Перевозников, Е.С,. Светашова, A.M. Пономаренко, С.А. Симанова. Патент № 2092834. 1997.

95. Перевозников, М.А. Тяжелые металлы в пресноводных экосистемах / М.А. перевозников, Е.А. Богданова. СПб., 1999. - 228 с.

96. Перевозников, М.А. Экологические аспекты контроля тяжелых металлов в водной среде / М.А. Перевозников, A.M. Пономаренко // Тез. Межд. конф. «Акватера». СПб., 2000. С. 27-28.

97. Перевозников, М.А. Экологический мониторинг тяжелых металлов в водоемах / М.А. Перевозников, Е.С. Светашова, A.M. Пономаренко. -Новгород, 1998.-С. 68-69.

98. Петухов С.А., Морозов Н.П., Добрусин М.С. Распределение микроэлементов группы тяжелых и переходных металлов в органах и тканях рыб // Экологические аспекты химического и радиоактивного загрязнения водной среды. М., 1983. С. 41-47.

99. Попов П.А. Оценка экологического состояния водоемов методами ихтиоиндикации. Новосибирск, 2002. 270 с.

100. Попов П.А., Андросова Н.В., Аношин Г.Н. Накопление и распределение тяжелых и переходных металлов в рыбах Новосибирского водохранилища // Вопросы ихтиологии, 2002, Т. 42, № 2. С. 264-270.

101. Расплетина, Г.Ф. Режим биологических элементов // Антропогенное эвтрофирование Ладожского озера, 1982, С. 79-101.

102. Рихтер, Г.Д. Физико-географический очерк озера Имандра и его бассейна / Г.Д. Рихтер. СПб.: Гостехтеориздат, 1934. - 144 с.

103. Родюшкин, И.В. Основные закономерности распределения тяжелых металлов по формам в поверхностных водах Кольского Севера / И.В. Родюшкин // Автореф. канд. дисс. СПб., 1995. - 23 с.

104. Руднева Н.А. Тяжелые металлы и микроэлементы в гидробионтах Байкальского региона. Улан-Удэ, 2001. 136 с.

105. Румянцев, В.А. Экологическое состояние Ладожского озера / В.А. Румянцев, Л.А. Кудерский, Т.Д. Слепухина // Тез. докл. Экологич. состояние рыбохоз. водоемов бассейна Балтийского моря (в пределах Финского залива). СПб, 1993. - С. 68-69.

106. Рыболовлев, В.Н. Исследования содержания тяжелых металлов в органах рыб, атмосферных осадках, воде и донных отложений / В.Н.

107. Рыболовлев, М.А. Перевозников, Е.С. Светашова // Сб. науч. трудов ГосНИОРХ, в. 326, 2000. -С. 62-67.

108. Рыжков, Л.П. Озера бассейна северной Ладоги / Л.П. Рыжков. -Петрозаводск, 1996. 202 с.

109. Рыжков, Л.П. Состояние и возможность природных экосистем Ладожского и Онежских озер / Л.П. Рыжков // Тез. докл. Межд. конф. Крупные озера Европы Ладожское и Онежское. - Петрозаводск, 1996. -С. 5-7.

110. Савенко, B.C. Природные и антропогенные источники загрязения атмосферы / B.C. Савенко. М.: ВИНИТИ, 1991. - 212 с.

111. Слюсарев, А.А. Биохимические изменения в макроорганизмах, как следствие паразито-хозяинных отношениях при гельминтозах / А.А. Слюсарев // Итоги и перспективы исследований по паразитоценотологии в СССР. М., 1978. -С. 154-160.

112. Современное состояние экосистемы Ладожского озера. СПб, 1987. -213 с.

113. Состояние окружающей среды Северо-Западного и Северного регионов России. М., 1995. - 379 с.

114. Стальмакова, Г.А. Зообентос Ладожского озера / Г.А. Стальмакова// Биол. Ресурсы Ладожского озера. Л., 1968. -С. 4-70.

115. Фрумин, Г. Т. Экологическая химия и экологическая токсикология / Г.Т. Фрумин. СПб., 2000. - 198 с.

116. Христофорова, Н.К. Биоиндикация и мониторинг загрязнения морских вод тяжелыми металлами / Н.К. Христофорова. СПб.: Наука, 1989. -152 с.

117. Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1992. - 200 с.

118. Чинарева, И.Д. Патогистологические изменения, встречающиеся у рыб бассейна Ладожского озера / И. Д. Чинарева // Сб. Научн. трудов ГосНИОРХ. М, 1988. - С. 24-32.

119. Широков, JI.B. Оценка ущерба рыбным запасам Ладожского озера в связи с загрязнением / Л.В. Широков//Фонды ГосНИОРХ. М., 1990. -С.113-122.

120. Шипунов, В.В. Загрязнение биосферы в северном полушарии / В.В. Шипунов, A.M. Степанов, В.А. Фролов // Антропогенные нарушения и природные изменения наземных экосистем. М., 1981. - С. 7-28.

121. Щербакова Е.Н. Возрастные изменения содержания тяжелых металлов в органах и тканях русского осетра (Acipenser guldenstadti brandt): Автореф. дис. к.б.н. Астрахань, 2004

122. Эйхлер, В. Яды в нашей пище / В. Эйхлер М., 1993. - С. 188. Экологические проблемы Северо-Запада России и пути их решения. -СПб., 1997.-528 с.

123. Юшкан, Е.И. Подвижные формы тяжелых металлов в аэрозолях и атмосферных осадках фонового района / Е.И. Юшкан // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Сб. науч. трудов. Вып. 7. -СПб.: Гидрометиздат, 1991. - С. 219-224.

124. Яценко-Хмелевская, М.А. Миграция тяжелых металлов в атмосфере / М.А. Яценко-Хмелевская, В.В. Цибульский, В.Б. Миляев // Ж. Эколог, химии.-Вып. 3(1), 1994.-С. 3-15.

125. Adams, S.M. The use of biomarkers in ecological risk assessment: recommendation from the Christchurch conference on biomarkers in ecotoxicology / S.M. Adams, J.P. Giesy, L.A. Tremblay, C.T. Eason C.T // Biomarkers. V. 6(1). - 2001. - P. 1 -6.

126. Allen-Gil SM, Martynov VG. Heavy metal burdens in nine species of freshwater and anadromous fish from the Pechora river, Northern Russia. Sci Total Environ 1995; 160/161: 653-9.

127. Amundsen, P.A.,. Invasion of vendace Coregonus albula in a subarctic watercourse / P.A. Amundsen, F.J. Staldvik, Y.S. Reshetnikov, N. Kashulin, A. Lukin, T.Bohn, O.T. Sandlund, O.A. Popova. Biological conservation. -V. 88, 1999.-P. 405-413.

128. AO AC. Official methods of analysis of the AO AC International. 15th ed. Arlington: AOAC International, 1990: 31.01.01.

129. Atchison, G.J. Effects of metals on fish behavior: a review / G.J., Atchison, M.G. Henry., M.B. Sandheinrich //Env. Biol. Fish. V. 18, 1987.-P. 1125.

130. Baker, J.P, Schofield C.L. Aluminum toxicity to fish in acidic waters // Water, Air, and Soil Pollution. V. 18, 1982. - P. 289-309.

131. Barrie, L.A., Schemenauer R.S. Wet deposition of heavy metals. Control and Fate of Atmospheric Trace Metals // Kluwer Academic Publishers. -Dordrecht, Boston, London, 1988. P. 203-231.

132. BOSNIR Jasna; PUNTARIC Dinko ; SKES Ivo ; KLARIC Maja ; SIMIC Spomenka; ZORIC Ivan ; GALIC Radoslav Toxic metals in freshwater fish from the Zagreb area as indicators of environmental pollution. Collegium antropologicum. 2003, vol. 27, pp. 31-39

133. Bradley, R. A., Morris J. R. Heavy metals in fish from a series of metal-contaminated lakes near Sudbury, Ontario // Water, Air and Soil Pollut. V. 27, 1986.-д P. 341 -354.

134. Calamari, D., Marchetti R., Vailati G. Influence of water hardness on cadmium toxicity to Salmo gairdmeri Rich. // Water Research. V. 14, 1980.-P. 1421-1426.

135. Carpeni E, Gumiero B, Fedrizzi G, Serra R. Trace elements in fish from rearing poinds of Emilia-Romagna region (Italy). Sci Total Environ 1994; 141: 139-46.

136. Cleveland, L., Little E. E., Brumbaugh W. G. Survival, sublethal responses, and tissue residues of Atlantic salmon exposed to acidic pH and aluminum // Aquatic toxicology.-V. 31, 1995.-P. 203-216.

137. Cooley, H. M., Evans R. E., Klavercamp J. F., Baseline measurements of indicators for sublethal effects of metals in lake whitefish (Coregonus clupeaformis) II Arch. Environ. Contam. Toxicol. V. 43, 2002. - P. 418424.

138. Eastwood, S., Couture P. Seasonal variations in condition and liver metal concentrations of yellow perch (Perca flavescens) from a metal-contaminated environment // Aquatic Toxicology. V. 58, 2002. - P. 43-56.

139. Eisenreich, S. J., Atmospheric input of trace metals to Lake Michigan // Water, Air, and Soil Pollution. V. 13, 1980. - P. 287-301.

140. Eisler, R., Gardner G. R. Acute toxicology to an estuarine teleost of mixtures of cadmium, copper, and zinc salts // Journal of Fish Biology. V. 5, 1973.-P. 131-142.

141. Ellis, S. J., Oliver W. S. Influence of hardness constituents on the acute toxicity of cadmium to brook trout (Salvalinus fontinalis) // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicicology. V. 22, 1979. - P. 575581.

142. Farkas A, Salanki J, Specziar A. Age- and sizespecific patterns of heavy metals in the organs of freshwater Abramis brama L. populating a low-contaminated size. Water Res 2003; 37: 959-64.

143. Gregurek, D., Reimann C., Stumpfl E. F. Trace elements and precious metals in snow samples from the immediate vicinity of nickel processing plants, Kola Peninsula, northwest Russia // Environmental pollution. V. 102, 1998.-P. 221-232.

144. Grosell, M. N., Hogstrand C., Wood С. M. Renal Cu and Na excretion and hepatic Cu metabolism in both г acclimate and non acclimated rainbow trout (iOncorhinchus mykiss) II Aquat. Toxicol. V. 40, 1998. - P. 275-291.

145. Hakanson, L. An ecological risk index for aquatic pollution control a sedimentological approach // Water Res. - V. 14, 1980. - P. 975-1001.

146. Hansen, J.A., Welsh P.G., Lipton J., Suedkamp M.J. The effects of long-term cadmium exposure on the growth and survival of juvenile bull trout (Salvelinus confluentus) // Aquatic Toxicology. V. 58, 2002. - P. 165-174.

147. Howell, G. D. Seasonal patterns of mineral and organic acidification in two streams in southwestern Nova Scotia // Water, Air, and Soil Pollution. V. 46, 1989.-P. 165-175.

148. Johnson, D. W., Simonin H. A., Colquhoun J. R., Flack F. M. In situ toxicity tests offishes in acid waters//Biogeochemistry. V. 3, 1987.-P. 181-208.

149. Karadede H, Concentrations of some heavy metals in the water, sediment and fish species from the Atatbrk Dam Lake (Euphrates), Turkey. Chemosphere 2000; 41: 1371-6.

150. Kargin F. Metal concentrations in tissues of the freshwater fish Capoeta barroisi from the Seyhan river (Turkey). Bull Environ Contain Toxicol 1998; 60: 822-8.

151. Klavins, M., Rodinov V., Vereskuns G., Metals and organochlorine compounds in fish from Latvian lakes // Bull. Envir. Comtam. Toxicol. V. 60, 1998.-P. 538-545.

152. Koclc, G., Triendl M., Hofer R. Seasonal patterns of metal contamination in Artie charr (salvelinus alpinus) from an oligotrophic Alpine lake related to temperature // Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 53,1996. - P. 80-91.

153. Копе, В. C., Brenner R. M., Gullams S. R., Sulfhydrylreactive heavy metalsf" 2+incease cell membrane К and Ca transport in renal proximal tubule // J. Membr. Biol. V. 113, 1990.-P. 1-12.

154. Liang Y, Cheung RYH, Wong MH. Reclamation of wastewater from polyculture of freshwater fish: bioaccumulation of trace metals in fish. Water Res 1999; 33(11): 2690-700.

155. Mansour SA, Sidky MM. Ecotoxicological studies. 3. Heavy metals contaminating water and fish from Fayoum Governorate, Egypt. Food Chem 2002; 78: 15-22.

156. Moiseenko, Т. I., Kudryavtseva L. P. Trace metals accumulation and fish pathologies in areas affected by mining and metallurgical enterprises in the Kola region, Russia // Environmental pollution. V. 114, 2001. - P. 295297.

157. Olsson, P-E., Haux C., Forlin L. Variations in hepatic metallothionein, zinc and copper levels during an annual reproductive cycle in rainbow trout, Salmo gairdneri H Fish Physiol. Biochem. V. 3, 1987. - P. 39-47.

158. Olsvik PA, Gundersen P, Andersen RA, Zachariassen KE. Metal accumulation and metallothionein in two populations of brown trout, Salmo trutta, exposed to different natural water environments during a run-off episode. Aquat Toxicol 2000; 50: 301-16.

159. Olsvik PA, Gundersen P, Andersen RA, Zachariassen KE. Metal accumulation and metallothionein in brown trout, Salmo trutta, from two Norwegian rivers differently contaminated with Cd, Cu and Zn. Comp Biochem Physiol С 2001; 128: 189-201.

160. Overnell, J., Mcintosh R., Fletcher T.C. The levels of liver metallothionein and zinc in plaice, Pleuronectes platessa L., during the breeding season, and the effect of oestradiol injection // J. Fish Biol. V. 30, 1987. - P. 539-546.

161. Pickering, Q.H., Henderson C. The acute toxicity of some heavy metals to different species of warmwater fishes // Air and Water Pollition International Journal. V. 10,1966. - P. 453-463.

162. Povz M, Sket B. Nase sladkovodne ribe. Ljubljana: Mladinska knjiga, 1990: 86-178.

163. Ptashynski, M.D., Kleverkamp J. F. Accumulation and distribution of dietary nickel in lake whitefish (Coregonus clupeaformis) II Aquatic toxicology. V. 58, 2002. -P. 249-256.

164. Reshetnikov, Yu.S., Popova O. A., Kashulin N. A., Likin A. A., Amundsen P- A. Development of an index to assess the effect of heavy metal pollutionon fish populations // Arch. Hydrobiol. Spec. Issues Advanc. Limnol. V. 57, 2002.-P. 221-231.

165. Shepard K.L. The use of bioindicators for assessing the effects of pollutant stress in fish / K. L. Shepard., M. S.Greely Jr, M. G. Ryon, B. D. Jimenez, L. R Shugart., J. F. McCarthy, D. E. Hinton // Mar. Environ. Res. V. 28, 1989.-P. 459-464.

166. Sorensen, E.M. Metal poisoning in fish. U.S.A. Texas: CRC Press, 1992. -362 p.

167. Standard method for examination for water and wastewater. USA, 1975. -1195 p.

168. Teh, S. J., Adams S. M., Hinton D. E. Histopathologic biomarkers in feral freshwater fish populations exposed to different types of contaminant stress //Aquat. Toxicol. -V. 37, 1997. P. 51-70.

169. Van der Pute, L, Brinkhorst M. A., Koeman J. H. Effect of pH on the acute toxicity of nexavalent chromium to rainbow trout (Salmo gairdner) // Aquatic Toxicology. V. 1, 1981.-P. 129-142.

170. Wigington, P. J., Davices T. D., Tranter M., Eshleman K. N., Episodic acidification of surface water due to acidic deposition // Environmental Pollution. V. 78, 1990. -P. 29 - 32.

171. Wright, D. A. Heavy metals in animals from the north-east coast // Marine Pollution Bulletin. -V. 7, 1976. P. 36 - 38.

172. Yoo, J. L., Janz D. M. Tissue-Specific HSP70 Levels and Reproductive Physiological Responses in Fishes Inhabiting a Metal-Contaminated Creek // Arch. Environ. Contam. Toxicol. V. 45, 2003. - P. 110-120.

Информация о работе

Салтыкова, Светлана Александровна
кандидата биологических наук
Петрозаводск, 2006
ВАК 03.00.16

Диссертация

Сравнительный анализ особенностей накопления тяжелых металлов в рыбах и их паразитах - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы