ВВЕДЕНИЕ
Острота экологической ситуации в стране в первую очередь затрагивает интересы рыбного хозяйства, поскольку водоемы и водотоки являются местом обитания промысловой ихтиофауны и находятся под мощным антропогенным прессом, аккумулируя плохо очищенные промышленные и бытовые стоки, содержащие загрязняющие вещества различной природы и происхождения. В этих условиях возрастают роль и значение токсикологических и эколого-физиологических рыбохозяйственных исследований, призванных не только оценивать и прогнозировать экологические и рыбохозяйственные последствия нарушения качества водной среды, но и разрабатывать новые методы подхода для оптимизации биопродукционных процессов в естественных водоемах и на разных этапах промышленного рыболовства (Николишин И.Д., 1978 и др.; Васильев А.С., 1986; Воробьев В.И., 1993; Евтушенко Н.Ю., 1996; Гриценко Л.И. и др., 1999; Бескровная Н.И., 2001; Курамшина Н.Г. и др., 1994, 1997, 2001).
Для оценки экологического состояния водных экосистем и их загрязнения тяжелыми металлами, органическими веществами в качестве тест-объектов рекомендуется использовать гидробионты (планктон, бентос, макрофиты, органы и ткани рыб). Рыбы - перемещающиеся животные, результаты их обследования информируют об усредненной токсичности всего района их обитания. Они представляют верхнее звено пищевой цепи водоема. Токсиканты, передающиеся по ней, накапливаются в рыбах. Разрушение биоценоза водоема начинается с конца пищевой цепи и рыбы страдают первыми. Они - более интегральный показатель загрязнения, чем организмы нижних звеньев — пищевой цепи. Среди биоиндикаторов уровня загрязнения поверхностных вод рыбы являются самыми подходящими объектами для суждения о характере возможного действия на людей веществ антропогенного происхождения, присутствующих в воде.
Цель и задачи исследований. Целью является изучение биоаккумуляции тяжелых металлов, диоксинов и влияние на гематологические, биохимические показатели стерляди (Acipenser Ruthenus) и других гидробионтов р. Уфы. Для достижения данной цели в процессе работ решались следующие задачи:
1. Исследование гидрохимического состава и биотоксичности природных вод р. Уфы;
2. Изучение содержания микроэлементов в донных отложениях р. Уфы;
3. Определение концентрации микроэлементов в макрофитах р. Уфы;
4. Исследование биоаккумуляции микроэлементов моллюсками (Dreis-sena polymorpha) p. Уфы;
5. Определение содержания микроэлементов в органах и тканях стерляди (Acipenser Ruthenus) р. Уфы;
6. Установление гематологических и биохимических показателей крови стерляди (Acipenser Ruthenus) p. Уфы.
Научная новизна. Впервые подробно рассмотрена биоаккумуляция микроэлементов Си, Zn, Mn, Fe и диоксинов органами и тканями стерляди р. Уфы, найдено, что концентрации меди и цинка в мышцах стерляди близки к значениям ПДК, принятым для рыб, построены убывающие ряды концентраций микроэлементов в органах и тканях стерляди. Установлено наличие высоких концентраций диоксинов в стерляди р. Уфы.
Изучен комплекс гематологических и биохимических показателей крови стерляди р. Уфы. При переходе от тест-объектов (стерляди) условно чистой территории к аналогам загрязненной территории наблюдается уменьшение . числа эритроцитов, замедление СОЭ, понижение гемоглобина, общего белка, холестерина, глюкозы, кортизола; имеет место увеличение числа лейкоцитов и креатинина, свидетельствующие о патологических изменениях в организме стерляди.
Осуществлено биотестирование проб поверхностных вод р. Уфы с использованием инфузорий-стилонихий в местах выпуска в реку дождевой канализации, загрязненной условно-чистыми стоками городских предприятий, установлен индекс токсичности проб.
Проведен анализ концентрации микроэлементов (Си, Ph, Cd, Zn, Mn,Co, Ni) в донных отложениях р. Уфы в зоне влияния городской территории, установлено превышение предельных норм, предложенных для пресноводных донных осадков, по содержанию меди, марганца, цинка.
Впервые исследовано содержание микроэлементов (Си, Pb, Cd, Zn, Ni, Hg, Cr) в макрофитах (кладофора) р. Уфы, найдено, что кладофора является активным концентратом Zn, Fe, Mn, Cu.
Установлена концентрация микроэлементов (Fe, Cu, Cr, Pb, Cd, Zn, Mn, Ni, Hg) в моллюсках (речная дрейссена) р.Уфы, обнаружена повышенная аккумулирующая способность по отношению к железу, марганцу, меди и цинку.
Практическая значимость работы. Промысловые гидробионты (стерлядь) выступают источниками ценной белковой пищи, что обусловливает необходимость тщательного исследования и контроля уровней загрязнения, особенно в районах, подверженных техногенному воздействию. С эколого-физиологической точки зрения изучение обмена и концентрирования токсичных микроэлементов в гидробионтах (стерляди) является исключительно важным аспектом для понимания переноса токсикантов по пищевым цепям.
Результаты исследований дают возможность судить о прохождении супертоксикантов в растительные и животные организмы для выработки региональных нормативов содержания их в воде и использования полученных данных в экомониторинге РБ, а также разрабатывать мероприятия по снижению биоаккумуляции загрязняющих веществ. Основные положения, выносимые на защиту.
• Характеристика биоаккумуляции тяжелых металлов и диоксинов гидробионтами и стерлядью (Acipenser Ruthenus).
• Гидрохимический состав и биотоксичность природных вод р. Уфа в зоне городского влияния.
• Содержание микроэлементов в донных отложениях р. Уфа.
• Гематологические и биохимические показатели крови стерляди (Acipenser Ruthenus) для р. Уфа.
Приведенные данные по биоаккумуляции тяжелых металлов в комплексе с гематологическими и биохимическими показателями крови необходимы для адекватной оценки физиологического состояния стерляди в оценке и прогнозировании рыбохозяйственных последствий.
Результаты, полученные в работе также могут быть использованы при проведении лекционных и практических занятий по курсу «Экология» со студентами факультетов ветеринарной медицины и технологии производства и переработки продукции животноводства и факультета пищевых технологий^
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на конференции молодых ученых РАНУрО (Институт экологии растений и животных) (г. Екатеринбург, 2002 г.); Международной научно-практической конференции «Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО» (г. Уфа, 2003 г.); Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития производства продовольственных ресурсов и рынка продуктов питания» (г. Уфа, 2002 г.).
Результаты диссертационной работы апробирована на расширенном заседании кафедры общей биологии Башкирского государственного аграрного университета 23.05.2003 г.
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора, описания методов исследования, собственных данных и их обсуждения, выводов, содержит 175 ссылок в библиографии. В работе содержится 46 таблиц и 18 рисунков.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Увеличение антропогенной нагрузки на водные экосистемы влияет на химический состав поверхностных вод, вызывая увеличение содержания тяжелых металлов, продуктов нефтепереработки и нефтехимии, пестицидов, и тем самым приводит к нарушению экологического состояния водотоков.
Тяжелые металлы, нефтепродукты и пестициды характеризуются высокой стабильностью и токсичностью для гидробионтов, выраженной способностью мигрировать в водных экосистемах, накапливаться в донных отложениях, водных организмах, длительно в них сохраняться и нарушать устойчивость водных биоценозов.
Знание особенностей депонирования загрязняющих веществ в живых организмах позволяет оценить степень влияния загрязнителя на биоту экосистем, так как именно депонирующие органы и ткани становятся «мишенью» поражения и показателем их устойчивости к действию негативных факторов.
Для оценки экологического состояния водных экосистем и степени их загрязнения тяжелыми металлами, органическими соединениями широко используются гидробионты (планктон, бентос, макрофиты, рыбы). Разрушение биоценоза водоема начинается с конца пищевой цепи и рыбы, представляющие верхнее звено пищевой цепи, страдают первыми. Любой фактор внешней среды, достигнув определенной интенсивности, оказывает влияние на организм рыб, вызывая изменения морфо-физиологических и биохимических показателей.
В настоящем литературном обзоре рассмотрены звенья трофической цепи в природных водах, данные о химическом составе природных вод; сведения об органических соединениях, загрязняющих водотоки; результаты исследования содержания микроэлементов в природных водах, донных отложениях, планктоне, бентосе, макрофитах и рыбе; представлены гематологические и биохимические характеристики рыб.
1.1. Звенья трофической (пищевой) цепи в природных водах^
В биоценозе естественных водоемов различные гидробионты прочно связаны по типу питания, т. е. в них образуется трофическая (пищевая) цепь. В общем виде она состоит из трех основных звеньев:
• фитопланктон, водные растения, детрит, образующие первичную продукцию;
• зоопланктон, зообентос, образующие промежуточную первичную продукцию при потреблении организмов первого звена;
• рыбы мирные и хищные, образующие конечную продукцию при потреблении организмов второго и частично первого звена.
Фитопланктон состоит из низших водорослей ¦ — диатомовых, зеленых, сине-зеленых и других. Водоросли используют для своего развития органические и минеральные соединения растворимые в воде соли азота, фосфора, калия, кальция, железа и другие. Отмирающие водоросли служат пищей для микроорганизмов и простейших, которые разлагают их до более простых органических и минеральных соединений.
К фитобентосу также относятся представители высшей водной растительности, такие как рогоз, камыш, тростник, осока, кладофора. Кладофора относится к литореофильным организмам, населяющим каменистый грунт на участках с быстрым течением. Кладофора - однолетняя пресноводная водоросль, образующая на подводных предметах плотные заросли в виде жесткой на ощупь тины. Слоевище нитчато-кустистое, однорядное, темно-зеленого цвета. Водоросль кладофора при рН=7,2 прекращает вегетативное размножение и образует зооспоры (Алексеев Ю.А и др., 1989).
В состав зоопланктона входят инфузории, коловратки и ракообразные (веслоусые и веслоногие рачки). Инфузории (тип простейших) представлены парамециями, инфузориями-туфельками и другими. Коловратки -мельчайшие из многоклеточных организмов - весьма разнообразны и многочисленны в пресных водоемах, они имеют большое значение как живой
8
корм мальков рыб. Мельчайшие водоросли и бактерии недостаточны для их питания, им нужны животные корма. Мелкие рачки - циклопы и дафнии им не доступны по величине, личинки циклопов по причине их быстрого движения не могут быть схвачены медленно двигающимися рыбками. Ракообразные принадлежат к числу естественных кормов для питания рыб. Низшие ракообразные представлены в пресных водах отрядами вет-вистоусых рачков, или кладоцер, веслоногих рачков - копепод и ракушко-вых рачков (Зенкевич Л.А., 1968; Брень Н.В., 1991; ).
Зообентос включает в себя организмы, относящиеся к разным систематическим группам - членистоногим, моллюскам, червям.
Из членистоногих основное население донной фауны составляют разнообразные личинки насекомых (стрекоз, поденок, веснянок, ручейников, комаров, мошек). Питаются личинки детритом, бактериями, растительностью, они живут в воде 2-3 месяца. Заметное место занимают и малощетинковые черви (олигохеты), они, питаясь детритом, служат пищей для рыб. Из олигохет чаще встречается трубочник (Бурдин К.С., 1985; Варенко Н.И. и др., 1991).
Моллюски. Небольшие пресноводные моллюски дрейссены (Dreissena polymorpha) относится к отряду настоящих пластинчатожаберных, они имеют зеленовато-желтую очень изменчивой формы раковину до 3-5 см длиной. Дрейссена живет до 7-8 лет. Половые продукты у неё созревают в апреле, после чего начинается порциальное икрометание, которое продолжается все лето, благодаря чему ее личинки (велигер) наблюдаются в планктоне водоемов с конца мая до глубокой осени.
В р. Уфе очень сильно развиты поселения дрейссены, где она обрастает остатки затопленных деревьев, кустарников, сваи и различные гидротехнические сооружения. Местами дрейссена сплошь покрывает камни, различную подводную растительность, она характеризуется большой жизнестойкостью и высокой плодовитостью (Зенкевич Л.А., 1968; Баянов М.Б., Кучеров Е.В., 1995).
Рыбы. В зависимости от хозяйственного использования рыб делят на промысловые, прудовые (Грищенко Л.И. и др., 1999). Основу промысловых рыб составляют морские проходные и в меньшем количестве пресноводные рыбы. Важное место среди них принадлежит семейству осетровых, включающих 4 рода: Белуги, Осетры, Лопатоносы и Лжелопатоносы. Наиболее ценные из них - представители родов Белуги и Осетры (Моисеев П.А., Азизова Н.А., Куранова И.И., 1981; Васильев А.С., 1986; Лукьяненко В.И., 2001).
Род Осетры включает 16 видов, из которых наибольшее хозяйственное значение имеют осетры, севрюга, шип и стерлядь. Стерлядь - пресноводная рыба, обитающая в Волге и ее притоках (р. Уфа и др.). Промысловые размеры стерляди: длина 30-65 см, масса 0,5-2 кг. Половая зрелость у стерляди наступает у самцов в 4-5 лет, у самок с 7-9 года. Плодовитость составляет 6-140 тыс. икринок. Нерест проходит в мае при быстром течении на галечном грунте один раз в 2 года. Стерлядь является типичным бентософагом и питается беспозвоночными, преимущественно личинками насекомых, сидящими на затонувших корягах, пожирает личинок хи-рономид и других гидробионтов (Зенкевич Л.А., 1968).
Вода вместе в грунтом, флорой и фауной водоемов составляет внешнюю среду для рыб. Сложные и многообразные взаимоотношения рыб с окружающей средой определяются абиотическими и биотическими факторами. К абиотическим относятся факторы неживой природы: температура, соленость, содержание растворимых в воде газов, неорганических солей, органических соединений, взвешенных веществ и другие (Израэль Ю.А., 1984; Дмитриев В.В., 2000; Балашов СП. и др., 2001). К биотическим относятся факторы взаимоотношений рыб с объектами биоценоза водоемов, с окружающей их флорой и фауной (Макрушин А.В.., 1999).
10
1.2. Химический состав и загрязнение тяжелыми металлами природных вод/7
В водоемах содержатся практически все химические элементы, но только немногие из них, так называемые биогенные, присутствуют в больших количествах (азот, фосфор, калий, кальций, магний, кремний, железо), остальные являются микроэлементами. Определенные концентрации и правильное их соотношение, играют важную положительную роль в жизни водоемов (Линник Г.Н., 1986; Жулидов А.В., 1989; Воробьев В.И., 1993; Евтушенко Н.Ю., 1996). Биогенные элементы напрямую способствуют развитию фитопланктона, а косвенно на животных (зоопланктон и зообентос), служащих пищей для рыб. Фосфор, кальций, натрий, калий, хлор, железо и другие элементы, проникая через жабры, кожу и слизистую оболочку в организм рыб, включаются в обмен веществ и тем самым необходимы для их роста и развития. Однако слишком большое поступление в водоем биогенных элементов и других минеральных солей может привести большой вред и поэтому рассматривается как загрязнение водоемов. Для оценки качества воды по ее химическому составу применяют как общие показатели - содержание кислорода, рН, жесткость, ХПК, БПК, так и специфические гидрохимические показатели: азот аммонийных, нитритный, нитратный; хлориды, сульфаты, фосфаты и другие (Комаровский Ф.Я., Полищук Л.Р., 1981; Абакумов В.А., 1983; Линник П.Н., 1986; Жулидов А.В., 1989; Жулидов А.В., Вимазал Я., Дубова Н.А., 1989; Варенко., Загубиженко Н.И., Гайдаш Ю.К., 1991; Евтушенко Н.Ю., 1996; Евтушенко Н.Ю., Данил-ко О.В., 1996; Киричук Г.Е., 2002).
Кислород. Обязательным условием для поддержания жизни в водоеме является наличие в воде кислорода. Кислород постоянно расходуется на дыхание гидробионтов, окисление органических и минеральных веществ. Оптимальное содержание кислорода составляет 6-11 мг/дм3, нижний предел - 4-5 мг/дм3 (Никаноров A.M., 1989; Новиков Ю.В. и др., 1990).
И
Водородный показатель рН. В кислой и щелочной среде у рыб нарушается дыхание и газообмен (Моисеев П.А., и др., 1981; Воробьев В.И., 1993; Грищенко Л.И. и др. 1999). Поэтому оптимальными условиями существования гидробионтов является нейтральная, слабокислая и слабощелочная среда. Для пресноводных рыб принята норма, равная рН=6-9, а для максимальной продуктивности водоемов требуется рН=6,5-8,5 (Ribeiro R., Lopes I., Pereira A.M., 2000).
Окисляемость воды. Интегральный показатель окисляемости воды отражает уровень загрязнения водоемов органическими веществами. Он выражается количеством кислорода (мгО/дм3 Н2О), необходимого для окисления органических веществ и определяется по бихроматной окисляемости (химическое потребление кислорода, ХПК). В качестве дополнительной характеристики используется показатель биохимического потребления кислорода (БПК), это количество кислорода (мгО/дм Н2О), пошедшее на дыхание микроорганизмов и простейших, а также на окисление легкоокисляю-щихся веществ до начала нитрификации. С увеличением количества органических веществ в воде повышается количество микроорганизмов, и преимущественно за счет этого увеличивается БПК. Расход кислорода за определенный промежуток времени (1;5;20сут.) в исследуемой пробе определяют по разности между' содержанием до и после инкубации воды в стандартных условиях. Содержащиеся в воде органические соединения в оптимальных концентрациях благоприятствуют поддержанию жизни в воде, так как являются источником питания для огромного количества мелких гидробионтов. При этом значение БПК не превышает 8-10 мгО/дм3 Н2О и в воде устанавливается равновесие, кислорода достаточно для дыхания гидробионтов и окисления органических веществ.
Жесткость воды. Под жесткостью воды понимают общее содержание растворимых солей магния, кальция и других щелочноземельных металлов. По жесткости различают следующие типы воды: мягкая - 4 мг-экв/ дм3, среднежесткая - 4-8 мг-экв/ дм3, жесткая - 8-12 мг-экв/ дм3. Для пре-
12
сноводных рыб благоприятна мягкая и среднежесткая вода (Моисеев П.А. и др., 1981; Воробьев В.И., 1993). Слишком мягкая вода нежелательная из-за недостатка в ней солей кальция, магния и других элементов, поэтому рыбы недополучают эти .биогенные элементы через воду. Соли кальция и магния регулируют буферные свойства воды, связывают многие токсические вещества (тяжелые металлы), переводят их в нерастворимые осадки, а также положительно влияют на резистентность организма гидробио-нтов к некоторым болезням (Линник Г.Н., Набиванец Ю.Б., 1986; Линник П.Н., 1986; Жулидов А.В., Вимазал Я., Дубовва Н.А., 1989; Новиков Ю.В., Ластикина К.О., Болдина З.Н., 1990; Penttinen Sari, Kostano Auli, Kykkonen Jussi V.K., 1998; Грищенко Л.И., Акбаев М.Ш., Васильков Т.В., 1999; Jackson B.P., Lasier P.J., Miller W.P., 2000; Красногорская Н.Н., Фащевская Т.Б., 2001).
Соединения азота. В воде водоемов азот находится в нескольких формах: растворенного молекулярного азота и в виде различных органических и минеральных соединений - азота альбуминоидного, аммиачного и аммонийного, нитритов и нитратов (Воробьев В.И., 1993). Поскольку азот является одним из основных биогенных элементов, входящих в состав растительных и животных организмов, все эти формы присутствуют в водоемах и проходят определенный цикл превращений (круговорот) по схеме
Растение ------*" Животное —> Продукты распада
NH4+ ------>NOj" —>NOa" —>Растения
Для гидробионтов наиболее опасен аммиак, он намного токсичнее, чем ионы аммония, содержание которого не должно превышать 0,5 мг/дм3 (Новиков Ю.В., 1990).
Нитриты - промежуточные продукты биохимического окисления аммиака. В незагрязненной воде они присутствуют в небольших количест-
13
вах, их содержание не должно превышать 0,08 мг/дм3 (Новиков Ю.В., 1990).
Нитраты встречаются практически во всех водоемах. При органическом загрязнении водоема повышенное содержание нитратов сочетается с высокими уровнями нитритов и аммонийного азота. Повышенные концентрации только нитратов свидетельствуют о полной минерализации органических веществ, загрязняющих водоем в прошлом, или могут указывать на поступление их со сточными водами. Для нормальной жизнедеятельности рыб содержание нитратов не должно превышать 40 мг/дм3 (Бауер О.Н. и др., 1977; Воробьев В.И., 1993).
Хлориды. Их содержание в пресных водоемах редко превышает 40 мг/дм3. Увеличение содержания хлоридов указывает на их загрязнение промышленными и бытовыми стоками. Предельно допустимая концентрация хлоридов в водоемах рыбохозяйственного назначения составляет 300 мг/дм3 (Новиков Ю.В., 1990).
Сульфаты. Для оценки качества воды большое значение имеют сульфаты органического происхождения, образующиеся в процессе разложения серосодержащих органических веществ через последовательное выделение сероводорода, сульфидов и окисления их до сульфатов. Учитывая слабую токсичность сульфатов для рыб, допустимые их нормативы составляют 100 мг/дм3 (Новиков Ю.В., 1990).
Фосфаты. Обмен фосфора между его неорганическими формами с одной стороны, и живыми организмами, с другой, является основным фактором, определяющим его концентрации. Он осуществляется при двух противоположно направленных процессах - фотосинтезе и разложении органического вещества. Круговорот фосфора несколько проще, чем азота, и осуществляется в соответствии со следующей схемой:
Р - неорганический р-р ------------^Р - органический р-р
'----------- Р -живые организмы '----------1
14
Фосфаты активно потребляются фитопланктоном, фитобентосом и высшими водными растениями, поэтому при резком снижении концентрации фосфатов, наблюдаемом при интенсивном фотосинтезе, росте и развитии растений падают. Содержание соединений фосфора в природных водах обычно составляет десятые и сотые доли миллиграмма на литр (ПДК= 0,05 мг/дм3) (Новиков Ю.В., 1990).
Железо. Соединения железа поступают в поверхностные воды за счет процессов вымывания из почв, горных пород. Железо является важным питательным элементом для водорослей, высших водных растений и многих других представителей гидробионтов. Соединение трехвалентного железа (гидрооксид) выпадает в виде бурого осадка на дно водоема и растения, оседает на оболочке икры, засоряет жабры гидробионтов, приводя к нарушению дыхания (Щербань Э.П., 1977; Бауер О.Н. и др., 1977; Воробьев В.И., 1993; Грищенко Л.И., и др., 1999; Чернавская Н.М., Пле-скачева Т.Б., Рудяк А.Ю. и др., 1999; Guhathakurta Himadri, Kavira Anilava, 2000; Griscom Sarah., Fisher Nicholas S., Luoma Samuel N., 2000; Wepener V., Van Vuren J.Y.J., Du Preez Y.Y., 2001; Леонова Г.А., 2001; Zurayk R., Sukkariyan В., Baalbaki R., 2001). Поэтому допустимая концентрация железа для водоемов рыбохозяйственного назначения составляет 0,1 мг/дм3.
Марганец. Основным источником поступления его в поверхностные воды являются железомарганцевые руды, сточные воды металлургических заводов, предприятий нефтехимической промышленности. Значительное количество марганца поступает в процессе отмирания и разложения гидробионтов, в особенности сине-зеленых водорослей, а также высших водных растений. Марганец принадлежит к числу важнейших питательных элементов для растений и животных. Он принимает участие в процессах фотосинтеза, в реакциях фотолиза воды и выделения кислорода. В природных водах содержание марганца колеблется от единиц до десятков и даже сотен микрограммов в литре. Предельно-допустимая концентрация марганца составляет 0,1 мг/дм3. (Бауер О.Н. и др., 1977; Воробьев В.И., 1993; Ohta
15
Kiyohisa, Uegomori Hiroya, Kaneco Satoshi, 1999; Futianos K., Evgenidou E., Tchariadis G., 1999; Nussey. G., Van Vuren J.Y.J., Du Preez Y.Y., 2000; Griscon Sarah В., Fisher Nicholas S., Luoma Samuel N., 2000; Roditi Hudson A., Fisher Nicholas S., Sanudo-Wilhelmy Sergio A., 2000).
Никель. Этот элемент в почти всегда присутствует в природных водах. В речных водах никеля в среднем содержится 3 мкг/дм3, причем концентрация никеля колеблется обычно от 0,8 до 10,0 мкг/л в зависимости от условий. В подземных водах, омывающих никелесодержащие горные породы, концентрация никеля иногда возрастает до 20 мг/л.
Одним из наиболее серьезных источников загрязнения никелем являются сточные воды цехов никелирования, никелевых обогатительных фабрик. Огромные выбросы никеля сопровождают сжигание ископаемого топлива. В результате этого в атмосферу ежегодно переходит до 70 тыс. т никеля. Никель принадлежит к числу канцерогенных элементов (Воробьев В.И., 1993; Грищенко Л.И. и др., 1999; Nussey G., Van Vuren J.Y.J., Du Preez Y.Y., 2000; KrishnamurtiAshaJyothi,NairVijayalakshmi, 1991; Koshkina V.S., Cherchintsev V.D., 1999; Islam M.D.Riajul, Salminen Reijo, Lahermo Pertti W., 2000).
Предельно-допустимая концентрация никеля в рыбохозяйственных водоемах составляет 0,01 мг/дм3 (Атлас по ТМ).
Кобальт. В природных водах кобальт обнаруживается реже, чем никель, что объясняется меньшей его миграционной способностью и низким содержанием кобальта в горных породах. По имеющим данным, содержание кобальта в речных водах бывшего СССР изменяется в пределах 0,04-8,0 мкг/дм3 (Воробьев В.И.., 1993; Грищенко Л.И. и др., 1999). Соединения кобальта попадают в природные воды в результате процессов выщелачивания медноколчеданных руд, из почв при разложении организмов и растений. В последние годы в условия интенсивного применения этого металла в промышленности опасным источником их поступления становятся сточные воды нефтеперерабатывающих и химических производств
16
(Koshkina V.S., Cherchintsev V.D., 1999; Линник Т.Н.," Набиванец Ю.Б., 1986; Мур Д.В.Б Рамамурти С, 1987; Балашов СП., Самонов А.Е., Еремин В.Н. и др., 2001).
Кобальт относится к числу биологически активных элементов и всегда содержится в организме животных и в растениях. Входя в состав витамина В12, кобальт весьма активно влияет на поступление азотистых веществ, увеличение содержания хлорофилла и аскорбиновой кислоты, активизирует биосинтез и повышает содержание белкового азота в растениях. Вместе с тем, повышенные концентрации соединений кобальта являются токсичными.
Соединения никеля и кобальта наименее токсичны для рыб. Летальные концентрации при остром отравлении для разных видов рыб составляют (в пересчете на катионы) хлориды никеля 30-60 мг/дм3, хлорида кобальта 35-125 мг/дм3 (Атлас по ТМ) (Никаноров A.M., 1989).
Медь. Концентрация меди в воде лимитируется значением рН. Медь становится неустойчивой и выпадает из раствора уже при рН=5,3. Поэтому в водах, имеющих нейтральную или близкую к нейтральной реакцию, содержание меди невелико (1-100 мкг/дм3). В кислых водах количество меди может составлять до сотен миллиграммов на'литр. Характерной особенностью поведения меди в природных водах является ярко выраженная ее способность сорбироваться высокодисперсными частицами почв и пород (Воробьев В.И., 1993).
Среднесмертельные концентрации сульфата меди (по катиону меди) при остром отравлении для разных видов рыб составляют 0,1-1,0 мг/дм. Токсичность нитратов и хлоридов меди находится примерно на том же уровне (Линник Г.Н., Набиванец Ю.Б., 1986; Линник П.Н., 1986; Мур Д.В., Рамамурти С, 1987; Воробьев В .И., 1993; Koshkina V.S., Cherchintsev V.D., 1999; Жане З.К., Фоменко Е.Н., Белоглазова М.А., 2000; Балашов СП., Самонов А.Е., Еремин В.Н. и др., 2001). Предельно-допустимая кон-
17 |
