РЕЗЮМЕ.
Тяжелые металлы могут накапливаться в тканях рыб и других водных организмов, что увеличивает
риск биоаккумуляции и биомагнификации в органах и тканях наземных и водных видов, создавая высокую степень
опасности и токсичности. Проанализированы результаты содержания тяжелых металлов в толще воды, донных отложениях и накопление этих металлов в печени земноводных. Исследуемые образцы были отобраны в трех точках:
вблизи населенных пунктов Аксу, Пугачево и Аралтал, а также в месте впадения р. Караоба. Во всех трех точках обнаружены превышения ПДК кадмия в толще воды, однако наибольшая концентрация была в точке возле поселка
Аксу – 0,0033 мг/кг. Установлено, что наибольшие концентрации кадмия встречаются у особей Pelophylax ridibundus
с этого участка. Исследование аккумуляции металлов показало, что несмотря на высокую концентрацию цинка в воде и донных отложениях, наибольшую способность к накоплению в организме проявляет медь.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: тяжелые металлы, донные отложения, река Урал, биоаккумуляция, печень, Pelophylax ridibundus.
Для цитирования: Полякова В.С., Сизова Е.А. Концентрация тяжелых металлов в печени земноводных в зависимости от их местообитания. Микроэлементы в медицине. 2024;25(2):76−79. DOI: 10.19112/2413-6174-2024-25-2-34.
ВВЕДЕНИЕ
Загрязнение водоемов тяжелыми металлами представляет собой одну из основных экологических проблем. Высокая токсичность этих химических элементов негативно влияет на растительный и
животный мир, здоровье человека, а также на окружающую среду в целом. Тяжелые металлы, такие
как медь, свинец, кадмий, ртуть и другие, могут накапливаться в тканях рыб и других водных организмов, что в конечном итоге приводит к попаданию их в пищевую цепь, что увеличивает риск биоаккумуляции и биомагнификации в органах и тканях наземных и водных видов, создавая высокую
степень опасности и токсичности (Leyte-Vidal et al., 2019). Водные бассейны принимают на себя антропогенные выбросы, что приводит к отложению тяжелых металлов в речном грунте, делая эти реки
основными путями перемещения химических элементов. Для реки Урал (Жайык) и её бассейна на
территории Российской Федерации характерно систематическое загрязнение медью: концентрация
меди превышает допустимую норму в два и более раза во всех исследованных участках. Кроме того,
на территории различных регионов отмечены превышения ПДК: марганца в Челябинской области,
сульфатов, ХПК и БПК5 в Оренбургской области, азота нитритного и фенолов в Западно-Казахстанской области, а также магния в Атырауской области. В донных отложениях отмечены высокие
концентрации тяжелых металлов и нефтепродуктов (Полякова, Сизова, 2023).
Ц е л ь р а б о т ы – исследование наличия взаимосвязи между содержанием тяжелых металлов в воде и донных отложениях реки Шынгырлау и их накоплением в тканях печени особей озерной
лягушки (Pelophylax ridibundus; син. Rana ridibunda (Pallas, 1771)).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Для изучения уровня биоаккумуляции тяжелых металлов в организмах были выбраны особи
озерной лягушки (Pelophylax ridibundus), которые являются пластичными, чувствительными к загрязнению среды и толерантными даже к высокому уровню антропогенной нагрузки (Zhelev et al., 2020).
Отбор проб проводился летом 2023 г. в пойме р. Шынгырлау на территории Бурлинского района, Западно-Казахстанской области (рис. 1): вблизи населенных пунктов Аксу (№ 1), Пугачево и Аралтал
(№ 2), в месте впадения р. Караоба (№ 3) (см. рис. 1. "Точки, выбранные для отбора проб" во вложении).
Отлов особей P. ridibundus и отбор проб проводили в соответствии со стандартными методиками. Исследовали содержание тяжелых металлов, таких как медь (Cu), цинк (Zn), свинец (Pb) и кадмий
(Cd). Пробы анализировали на базе Испытательного центра ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН методом атомной
абсорбции. Статистическую обработку выполняли при помощи корреляционного анализа.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Анализ содержания тяжелых металлов в воде показал, что самые высокие значения концентрации Cu наблюдаются в точке № 2 (0,046 мг/кг), Zn – в точке № 3 (0,020 мг/кг), а Cd – в точке № 1
(0,0033 мг/кг). Превышение ПДК Cd отмечено в точке № 1 – в 3,3 раза, в точке № 2 – в 1,8 раза, в
точке № 3 – в 2 раза.
Наибольшие значения содержания Cu (5,95 мг/кг) и Zn (17,59 мг/кг) в донных отложениях зафиксированы в точке № 1, а содержание Cd в точке № 3 – 0,303 мг/кг. Ряд накопления металлов, как в
толще воды, так и в донных отложениях, выглядит следующим образом: в точке № 1 –
Zn>Cd>Cu>Pb; в точках № 2 и № 3 – Zn>Cu>Cd>Pb. Pb находился в очень низких концентрациях, что
затруднило его изучение в водоеме.
Изучение печени P. ridibundus выявило наивысшую концентрацию меди – 45,28 мг/кг и цинка –
27,29 мг/кг у особей, обитающих в точке № 2, в то время как свинец (0,05 мг/кг) и кадмий (0,08 мг/кг)
достигли пиковой концентрации в точке № 1. Аккумулирующая способность исследуемых металлов
во всех точках изменялась в следующем порядке: Cu>Zn>Cd>Pb. Проведенный анализ показал существование тесной связи (r=0,751) между содержанием меди в донных осадках и уровнем меди в печени P. ridibundus. Отмечается положительная корреляция между содержанием цинка и кадмия
(r=0,336 и r=0,897 соответственно) и концентрацией тяжелых металлов в воде.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследование показало, что точка в месте впадения р. Караоба, является наиболее чистым
участком по сравнению с другими, в то время как участки возле поселка Аксу и близ поселков Пугачево и Аралтал демонстрируют схожие результаты загрязнения среды. Во всех трех точках обнаружены превышения ПДК кадмия в толще воды, однако наибольшая концентрация была в точке возле
поселка Аксу – 0,0033 мг/кг. Одновременно с этим выявлены наибольшие концентрации кадмия у
особей P. ridibundus с этого участка. Также стоит отметить, что при анализе донных отложений наибольшие концентрации меди и цинка наблюдались возле поселка Аксу, но наибольших значений
в печени земноводных они достигали в районе поселков Пугачево и Аралтал. Исследование аккумуляции металлов показало, что несмотря на высокую концентрацию цинка в воде и донных отложениях, наибольшую способность к накоплению в организме проявляет медь.
Таким образом, тяжелые металлы могут биоаккумулироваться в организмах и биомагнироваться
по всей пищевой цепи. Поэтому необходимы меры по контролю и уменьшению загрязнения водоемов
тяжелыми металлами, чтобы обеспечить сохранение здоровья окружающей среды и общества в целом.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
Leyte-Vidal J.J.P., González-Fernández L.A., Gutiérrez-Artiles O., et al. Caracterización de tres bioindicadores de contaminación por metales pesados. Revista Cubana de Química. 2019; 31(2): 293–308.
Полякова В.С., Сизова Е.А. Мониторинг состояния водных ресурсов реки Жайык (Урал) в период с 2018 по 2022 год. Теория и практика инновационных исследований в области естественных наук: сборник материалов II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Оренбург: Оренбургский государственный университет. 2023; 70–73.
[Polyakova V.S., Sizova E.A. Monitoring sostoyaniya vodnyh resursov reki Zhajyk (Ural) v period s 2018 po 2022 god. Teoriya i praktika
innovacionnyh issledovanij v oblasti estestvennyh nauk sbornik materialov II Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Orenburg: Orenburgskij gosudarstvennyj universitet. 2023; 70–73. (In Russ.)].
Zhelev Z.M., Arnaudova D.N., Popgeorgiev G.S., Tsonev S.V. In situ assessment of health status and heavy metal bioaccumulation of adult Pelophylax ridibundus (Anura: Ranidae) individuals inhabiting polluted area in southern Bulgaria. Ecological Indicators. 2020; 115: 106413.