Особенности накопления тяжелых металлов в органах и тканях крякв, зимующих на территории Московской области

ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ КРЯКВ,

ЗИМУЮЩИХ НА ТЕРРИТОРИИ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Е.К.ЕськоВ, В.М.Кирьякулов

ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет», г. Балашиха, е-mail: eskov@rgazu.ru

Наличие в центре европейской части России густой речной сети, крупных озер и водохранилищ, некоторая часть которых не замерзает, создает благоприятные условия для гнездования и зимовки кряквы. Однако поверхностные воды этого региона подвергаются интенсивному загрязнению стоками предприятий промышленности, транспорта и жилищно-коммунального хозяйства (Гаранькин и др., 2004). Загрязнение водно-болотных угодий тяжелыми металлами (ТМ) приводит к ухудшению физиологического состояния и снижению жизнеспособности уток и другой водоплавающей дичи (Scheu-hammer, 1987; Добровольская, 2004). Аккумуляция ТМ в организме охотничьих видов птиц повышает токсичность мясо-дичной продукции (Сергеев, Шу-лятьева, 2004).

В задачу настоящей работы входило изучение особенностей накопления ТМ в органах и тканях крякв, зимующих на территории Московской области на водоемах с разной степенью техногенного загрязнения.

Методика исследований. Исследование выполнено на крякве (Anas platyrhynchos). Уток отлавливали в конце зимы на водоемах, отличавшихся по степени техногенного загрязнения. Один из них находился в Рузском районе Московской области, другой - в Ногинском районе и третий - в городской черте вблизи Московской кольцевой дороги на территории Измайловского парка. У отловленных птиц отбирали пробы грудных мышц, желудка и печени массой 1-3 г. Для анализов использовали также дистальные участки средних пальцев, опахала маховых перьев и пух с латеральной части грудного отдела тела. Из водоемов в местах отлова уток брали пробы воды для анализа содержания в ней ТМ.

Процесс подготовки проб к анализу заключался в их высушивании до постоянной массы и минерализации (кровь и воду высушиванию не подвергали). Полная минерализация проб проводилась в герметически закрытых реактивных камерах аналитического автоклава (МКП-04) смесью азотной

кислоты и пероксида водорода в соответствии с МУК 4.1.985-00 и МИ 2221-92. Минерализаты переводили на требуемый объем деионизированной водой. Контрольный раствор (смесь азотной кислоты и пероксида водорода) помещался в реактивную камеру без анализируемой пробы.

Содержание ТМ в пробах воды и минерализатах определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии, основанном на явлении поглощения резонансного излучения свободными атомами элемента. Для этого использовали спектрометр КВАНТ^.ЭТА ЭТА («КОРТЭК»). В анализаторе этого типа перевод пробы в состояние атомного пара производится в графитовой трубчатой электротермической печи, нагреваемой до температуры атомизации анализируемого элемента. Значение массовой концентрации элемента в пробе вычисляется по градуировочной кривой, получаемой в процессе измерения нескольких калибровочных точек с ошибкой, не превышающей 8%. Управление прибором, обработка результатов анализа, отображение и хранение информации производится входящим в комплект спектрометра персональным компьютером с программным обеспечением QUANT ZEEMAN 1.6.

Результаты исследований и их обсуждение. Вода из трех водоемов, в которых были отловлены утки, существенно различались по содержанию пол-лютантов (табл.1). Наибольшим содержанием свинца отличались водоемы Измайловского парка, что в основном связано с близостью сети больших интенсивно загруженных автотрасс. В водоемах Измайловского парка загрязнение свинцом находилось на уровне, близком к ПДК в питьевой воде. Загрязнение свинцом водоемов Ногинского и Рузского районов было меньше «измайловских» соответственно в 8 и 23 раза. Загрязнение водоемов парка кадмием превышало ПДК в питьевой воде более чем вдвое. Это превосходило содержание кадмия в «ногинских» водоемах в 4, а в «рузских» - в 9 раз. Содержание ртути во всех обследованных водоемах было относительно невысоким (многократно ниже ПДК для питьевой воды).

Содержание анализируемых ТМ в мышцах, внутренних органах, перьях и пальцах уток в основном находилось в прямой зависимости от содержания этих элементов в водоемах, на которых были отловлены птицы (табл.2). Наибольшим загрязнением ТМ отличались утки, отловленные на водоемах Измайловского парка. Содержание свинца в мышцах этих уток было больше, чем у птиц из Ногинского и Рузского районов соответственно в 8 и 25 раз, в печени

- в 3 и 8, в желудке - в 7 и 17, в маховых перьях - в 5 и 19, пуховых - в 7 и 10 в когтях - в 13 и 95 раз (Р для всех соотношений не ниже 0,9). Высоким значениям аккумуляции свинца в средних пальцах уток сопутствовала очень высокая вариабельность этих значений, что в наибольшей мере было выражено у уток из наиболее загрязненной зоны. Так, максимальное значение (245 мг/кг) концентрации элемента в пальцах уток из Измайловского парка превышало минимальное (4 мг/кг) более чем в 60 раз. Меньшей вариабельностью отличалась вариабельность содержания свинца в маховых и пуховых перьях - соответственно в 12 и в 28 раз. Его предельные значения в желудке различались в 24, в печени - в 8 раз. У птиц, отловленных в Рузском районе, относительно невысоким значениям аккумуляции свинца соответствовала сравнительно невысокая их вариабельность. В частности, максимальное содержание элемента в пальцах превышало его минимальные значения в 17 раз, в маховом пере - в 26, пуховом - 2, в мышцах - в 2,5, в желудке - в 5, в печени - в 17 раз.

По содержанию кадмия значительно различались утки, отловленные в Измайловском парке и Рузском районе. Этого элемента когти «измайловских» уток содержали больше «рузских» в 4, мышцы и желудок - в 8, печень - в 10, маховые перья - в 13, пуховые - в 9 раз (Р в пределах 0,9-0,99). Вариабельность по загрязнению уток кадмием была значительно ниже по сравнению со свинцом. В самой загрязненной зоне - Измайловском парке - его минималь-

Таблица 1

Содержание ТМ в водоемах, на которых были отловлены утки в Измайловском парке (В), Рузском (А) и Ногинском (Б) районах

Элементы, мкг/л А Б В ПДК для питьевой воды*

Свинец 0.82±0.05 2.3±0.02 47±4.1 30

Кадмий 0.26±0.053 1.2±0.14 2.3±0.01 1.0

Ртуть 0.01±0.005 0.04±0.016 0.03±0.008 0.5

Цинк 107±5.7 374±5.2 258±37 5000

Медь 93±5.9 9.2±1.23 7.8±1.34 1000

* ГОСТ 27384 - 2002

Международная научно-практическая конференция

Таблица 2

Si

(S.

$

£*

a

J

1

с

3S

I

I

1 § s

S.

t

2

§.

2

ж

iS

S'

£

Содержание ТМ и микроэлементов у уток, отловленных в водоемах Рузского

Объекты анализа Места отлова Элементы

свинец, мг/кг кадмий, мкг/кг ртуть, мкг/кг цинк, мг/кг медь, мг/кг

Кровь А 1.22±0.064 6.4±0.66 0.49±0.07 39.4±2.11 4.9±0.74

Б 3.31±0.092 12.5±2.31 2.3±0.22 68.9±7.06 <0.001

Мышцы А 0.21±0.033 4.5±0.41 0.21±0.023 7.6±0.83 3.1±0.03

Б 0.56±0.031 4.6±1.14 0.62±0.073 23.5±5.91 <0.001

В 4.35±0.931 36.4±3.71 0.91±0.146 36.4±1.64 <0.001

Печень А 0.31±0.073 14.1±0.47 0.21±0.023 14.8±3.61 2.6±0.09

Б 0.87±0.133 35.3±6.14 1.13±0.085 60.7±8.43 <0.001

В 5.58±0.026 136.2±6.36 0.95±0.033 56.2±4.27 <0.001

Желудок А 0.24±0.032 6.4±0.24 0.43±0.054 12.5±3.91 3.0±0.29

Б 0.98±0.076 14.2±5.37 1.41±0.223 49.7±5.73 <0.001

В 6.17±0.461 51.3±12.72 1.15±0.452 35.8±1.28 <0.001

Перо А 4.04±0.112 9.3±0.26 1.6±0.11 36.0±3.73 16.3±1.08

Б 10.3±0.41 22.4±6.98 12.1±0.87 114±6.7 <0.001

В 78.8±7.39 119±19.61 8.0±0.84 83.1±5.3 <0.001

Пух А 2.3±0.08 34.9±4.11 3.2±0.19 103±13.7 43.7±3.69

Б 3.4±0.71 88.7±14.6 8.5±0.59 341±16.4 <0.001

В 23.3±1.34 308±9.1 6.0±0.63 254±74.6 <0.001

Средний палец А 3.3±0.11 85.5±084 3.9±0.54 67.0±13.6 29.5±1.70

Б 9.8±0.47 208±6.2 14.6±0.90 281±84 <0.001

В 104±16.9 568±78.7 9.2±0.81 277±79 <0.001

ные и максимальные значения в печени различались в 18, в пальцах - в 12, маховых перьях - в 5, пуховых и желудке - в 2 и мышцах - в 1,5 раза.

С невысоким содержанием ртути в водоемах отлова уток связано невысокое ее накопление во внутренних органах и покровных тканях птиц (табл.2). В основном прослеживалась связь с относительно высоким содержанием ртути в «ногинских» водоемах и в отловленных в них утках. Их печеночные ткани были загрязнены больше «рузских» в 5, желудки- в 3, пальцы - в 4, пуховые перья в - 3 и маховые - в 8 раз (Р > 0,9). Относительно высокое содержание меди соответственно ее наличию в водоемах обнаружено в перьях и пальцах птиц Рузского района. В крови, мышцах, печени и желудке средние значения содержания меди не имели существенных различий. В крови «ногинских» и «рузских» уток содержание цинка, меди, селена и кобальта в значительной мере коррелировало с содержанием этих элементов в водоемах (табл. 2).

Коэффициенты биологического поглощения (КБП) химических элементов в системе вода-птица не имели выраженной связи с их содержанием в водных средах. Но поглощение элементов разными органами, тканями и структурами существенно отличалось. Во внутренних органах и мышечной ткани наивысший КБП имел свинец. Средние значения соотношений между его содержанием в мышечной ткани (ее сухой массе) и воде варьировали в пределах от 229 до 256. Другой поллютант

- кадмий, подобно свинцу, характеризовался высоким поглощением печенью, где КБП достигал 66, а в мышцах

- не превышал 18. По ртути наибольшим КБП отличались желудочные тка-

ни. В них показатель поглощения находился в пределах 116-138, в печени - от 23 до 38 и в мышцах - от 15 до 21.

Покровные ткани поглощали ТМ намного интенсивнее по сравнению с мускулатурой и внутренними органами. КБП пуха варьировал в пределах от 1,22,8, маховых перьев - от 4,1 до 4,9 и пальцев - от 4,0 до 5,4 тыс. Пальцы отличались также высоким поглощением кадмия и ртути. У этих элементов КБП составлял не ниже 284 и 307 соответственно, а максимальные значения достигали 392 и 390. Значения КБП кадмия оперением варьировали в пределах 36 - 52, что близко к таковому у печени. Для ртути этот показатель изменялся от 160 до 302, а для пуха - от 200 до 320.

Заключение. Утки, приспособившиеся к зимовке в антропогенных ландшафтах, подвергаются интенсивному воздействию токсикантов. Аккумуляция ТМ в теле уток находится в прямой зависимости от их содержания в водной среде. При прочих равных условиях разные органы и ткани существенно различаются по КБП одних и тех же элементов. Внутренние органы, оперение и ноги в наибольшем количестве поглощают свинец, в наименьшем - кобальт Для ног характерна высокая индивидуальная изменчивость КБП свинца.

В качестве индикаторных тканей для оценки геохимической ситуации в местах обитания кряквы можно использовать печень и мышцы, а также пальцы ног. Однако проанализировать в них содержание ТМ и микроэлементов невозможно без уничтожения птицы. Поэтому целесообразнее для указанной цели использовать маховые перья. Они, являясь местом выноса из организма поллютантов и эссенциальных элементов, с высокой надежностью отражают насыщение ими водных объектов.

Что касается опасности употребления мяса оседло-зимующих уток, то она не очень велика. Охота на городских водоемах запрещена, однако оседлозимующие утки могут перемещаться за пределы городских агломераций, что нередко происходит в периоды охоты на водоплавающую дичь (Нанкипов, 1973; Авилова и др., 1994 и др.). Среди уток, особенно среди тех, которые отстреливаются в антропогенных ландшафтах, с высокой вероятностью могут встречаться представители оседло-зимующих группировок, загрязненных токсикантами. В мышцах некоторых городских уток содержание свинца может почти на порядок превосходить ПДК (СанПиН 2.1.4.560.96) для мяса промысловой и дикой птицы. Это не опасно для большей части людей, редко употребляющих мясо диких уток, но представляет угрозу здоровью охотников и членам их семей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Авилова К.В., Корбут В.В., Фокин С.Ю. 1994.Урбанизированная популяция водоплавающих (Anas phatyrhynchos) г. Москвы. - М.: МГУ. 175 с.

Гаранькин Н.В., Наполов О.Б., Садов А.В. 2004.Московская область: природные ресурсы, их потенциал. - М.: НИА-Природа. 300 с.

Нанкинов Д.Н. 1973.К вопросу о проникновении кряквы на гнездовья в пригородные парки // Уч. зап. каф. зоологии Пермского пед. инс-та. Т. 113. С. 102-105.