Накопичення важких металів у компонентах гідроекосистеми ставів

УДК 639.31.053.1:556.114:549.28

Н. Л. Колесник

Інститут рибного господарства НААНУ, Київ, Україна, kolesnik_natalia@mail.ru

ACCUMULATION OF HEAVY METALS
IN COMPONENTS OF PONDS’ HYDROECOSYSTEM

N. L. Kolesnik

Institute of Fisheries NAASU, Kyiv, Ukraine

Останнім часом все гостріше постають питання про негативні наслідки забруднення екосистем як накопичувачів токсичних речовин, у першу чергу важких металів (ВМ). При цьому великого значення набувають дослідження взаємозв’язку між накопиченням і розподілом ВМ у компонентах водних екосистем. Дослідження змін у гідроекосистемах за дії ВМ носить комплексний характер, особливо при хронічному забрудненні. Цьому сприяє розподіл важких металів у воді та донних відкладах, а також розподіл у межах трофічних ланцюгів: фітопланктону, зоопланктону, зообентосу, рибі.

Дослідження проводили у повносистемному господарстві ВАТ «Сумирибгосп» протягом 2001–2002 років, що використовує інтенсивну технологію вирощування риби у полікультурі (короп і товстолоб) із трирічним оборотом. У період вирощування риби задіяно вирощувальні стави I і II порядків і нагульний. У період вирощування риби для досягнення оптимальних результатів рибопродуктивності при посадці личинок, однорічок і дворічок обрано оптимальні щільності враховуючи біотехнічні нормативи та особливості росту риби у ставах, що вплинуло на високу рибопродуктивність.

Навесні, влітку та восени проводили дослідження вмісту ВМ (Fe, Zn, Mn, Cu, Ni, Co, Pb і Cd) у компонентах гідроекосистеми ставів (воді, донних відкладах, фіто- та зоопланктоні, зообентосі, органах і тканинах коропових риб). Відбір проб та їх аналіз проводили за загальноприйнятими методиками в гідрохімії, гідробіології та токсикології (Алекин, 1977; Усачев, 1961; Киселев, 1956; Жадин, 1956; Грибовская, 1969; Хавезов, 1980; Львов, 1966).

Залежно від здатності накопичувати важкі метали, компоненти водної екосистеми у порядку зменшення слід розмістити у наступні ряди:

–            Fe – донні відклади → фітопланктон → зоопланктон → зообентос → зябра → нирки → шкіра → печінка → м’язи;

–            Zn – зообентос → фітопланктон → зоопланктон → зябра → печінка → нирки → шкіра → донні відклади → м’язи;

–            Mn – фітопланктон → зоопланктон → донні відклади → зообентос → печінка → зябра → нирки → шкіра → м’язи;

–            Cu – фітопланктон → зоопланктон → зообентос → донні відклади → печінка → шкіра → нирки → зябра → м’язи;

–            Ni – фітопланктон → зоопланктон → зообентос → нирки → донні відклади → шкіра → зябра → печінка → м’язи;

–            Co – фітопланктон → зообентос → зоопланктон → донні відклади → зябра → нирки → шкіра → печінка → м’язи;

–            Pb – фітопланктон → зоопланктон → зообентос → донні відклади → зябра → печінка → шкіра → м’язи → нирки;

–            Cd – фітопланктон → зоопланктон → зообентос → донні відклади → шкіра → зябра → нирки → печінка → м’язи.

Для кількісної оцінки матеріальної кумуляції використовують коефіцієнт накопичення (Кн), який являє собою відношення максимального вмісту речовини у певному компоненті (мг/кг) до його концентрації у воді (мг/дм³) (Врочинский, 1974). Залежно від величини коефіцієнта накопичення (Кн) речовину за класифікацією К. К. Врочинського відносять до відповідної групи ступеня накопичення та коефіцієнта запасу (Кз) (табл. 1). За даними досліджень розраховано Кн (табл. 2).

 

Таблиця 1. Класифікація речовин за ступенем накопичення їх в організмах

 

Таблиця 2. Коефіцієнт накопичення важких металів у компонентах гідроекосистеми ставів

Компоненти	Кн
Донні відклади	18562	621	1949	909	969	789	1595	300
Фітопланктон	42592	39218	57430	38493	25884	9555	57584	12133
Зоопланктон	17595	24747	6043	24704	8760	4142	2590	3200
Зообентос	9128	44734	380	4976	8633	5379	1859	8333
М’язи	70	237	2	124	90	34	35	17
Зябра	503	1920	26	204	318	103	131	83
Печінка	287	1480	72	682	304	58	60	33
Нирки	394	1452	10	253	2005	89	30	50
Шкіра	333	1345	9	347	770	79	51	217

 

Для донних відкладів характерний високий ступінь накопичення Cu, Ni, Co, Cd і Zn при Кз = 4, і надвисокий – Fe, Mn та Pb при Кз = 16. Для природної кормової бази (фітопланктону, зоопланктону, зообентосу) відмічено надвисокий ступінь накопичення майже всіх досліджуваних металів при Кз = 16, винятком був високий ступінь Mn для зообентосу при Кз = 4. Для м’язів коропових визначено коефіцієнти зі слабким ступенем накопичення Mn, Co, Pb і Cd (Кз = 1), помірним – Fe, Cu, Ni (Кз = 2), та високим – Zn (Кз = 4). Зябра коропових мали слабий ступінь накопичення Mn (Кз = 1), помірний – Co, Pb і Cd (Кз = 2), високий – Fe, Cu та Ni (Кз = 4), надвисокий – Zn (Кз = 16). Для печінки коропових характерний слабий ступінь накопичення Cd (Кз = 1), помірний – Mn, Co та Pb (Кз = 2), високий – Fe, Cu та Ni (Кз = 4), а надвисокий – Zn (Кз = 16). Нирки коропових мали слабий ступінь накопичення Mn, Pb та Cd (Кз = 1), помірний – Co (Кз = 2), високий – Fe та Cu (Кз = 4), надвисокий – Zn та Ni (Кз = 16). Для шкіри коропових характерні слабий ступінь накопичення Mn (Кз = 1), помірний – Co та Pb (Кз = 2), високий – Fe, Cu, Ni, Cd (Кз = 4) та надвисокий – Zn (Кз = 16).

Таким чином, для донних відкладів характерні високі та надвисокі ступені накопичення. Вміст майже всіх досліджуваних ВМ мав надвисокі ступені накопичення у природній кормовій базі, причому найвищі концентрації ВМ спостерігались у фітопланктоні. Органи та тканини коропових видів риб мали різні ступені накопичення від слабкого до надвисокого. Особливо важливе визначення вмісту ВМ у м’язах риби, тому що вони є основною їстівною частиною для людини, і безперечно є чинником переходу та накопичення ВМ в організмі людини. У м’язах коропових визначено слабкі та помірні ступені накопичення ВМ, виняток становив високий ступінь накопичення Zn. Слід відмітити важливу роль біотичних складових гідроекосистеми – фітопланктону, зоопланктону та зообентосу. Активно накопичуючи та розподіляючи ВМ по трофічному ланцюгу гідроекосистеми, складові природної кормової бази при раціональному веденні рибництва можуть вагомо сприяти очищенню рибогосподарських ставів.

 

---

Zoocenosis — 2011
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІ Міжнародної наукової конфе­ренції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2011. – С. 87-89.