Введение к работе
Актуальность темы. В современных условиях водные экосистемы во всех регионах Российской Федерации подвержены техногенному загрязнению. Острота экологической ситуации в Республике Башкортостан в первую очередь затрагивает интересы рыбного хозяйства. Это вносит существенные коррективы в оценке причин и механизмов накопления целого ряда химических токсикантов в организмах гидробионтов и их влияния на физиолого - биохимическое состояние промысловой ихтиофауны (Законнова Л.И., 2005; Курамшина Н.Г. и др., 2008; Прицева Б.Ф., 2009).
Отсутствие адекватных современному уровню экологически обоснованных систем оценки ситуации по отрицательному влиянию тяжелых металлов, дибензодиоксинов и полихлорированных бифенилов, которые относятся к наиболее опасным химическим загрязнителям, влияющим на ихтиоресурсы бассейна реки Белая, снижают роль эколого -физиологических рыбохозяйственных исследований, призванных прогнозировать экологические последствия нарушения качества водной среды.
Физиологические особенности реакции организма рыб при негативном воздействии внешней среды используются для оценки ее состояния. Любой фактор внешней среды, достигнув определенной интенсивности, приводит к нарушению структурно-функциональных характеристик различных органов и тканей рыб, вызывая ряд изменений и прежде всего в крови. Это вызывает необходимость проведения физиолого - биохимических исследований для оценки состояния ихтиофауны бассейна реки Белая в среднем течении. Перечисленный круг нерешенных вопросов определил актуальность настоящей работы.
Цель исследований - изучить физиолого - биохимическое состояние промысловой ихтиофауны (леща, судака и стерляди) в условиях диссеминации ксенобиотиков в бассейне р. Белая в среднем течении.
Задачи исследований:
1) Изучить видовой состав, динамику вылова рыб и экономический
потенциал ихтиоресурсов;
Определить гематологические и физиолого - биохимические показатели леща, судака, стерляди, окуня и других рыб;
Определить гидрохимический состав поверхностных вод;
Изучить содержание ксенобиотиков в организме гидробионтов.
Научная новизна. Впервые в бассейне реки Белая Республики Башкортостан проведены исследования биохимических и гематологических показателей промысловых рыб и биоаккумуляции экотоксикантов представителями ихтиофауны. Отмечены изменения в крови рыб, установлен уровень накопления тяжелых металлов (Си, Pb, Cd, Zn, Ni, Cr, Hg) в
представителях макрофитов (кладофора), в моллюске (перловица), рыбах (лещ, судак), в поверхностных водах. Установлена и дана оценка уровня содержания токсикантов диоксинов и полихлорированных бифенилов в промысловых видах рыб реки Белая в среднем течении.
Научно-практическая значимость. Полученные данные позволяют дать оценку физиолого-биохимического состояния промысловой ихтиофауны в условиях диссеминации ксенобиотиков в бассейне реки Белая, расширяют знания о видовом составе рыб, динамике добычи. Исследования содержат решения актуальных проблем по выяснению особенностей накопления тяжелых металлов и диоксинов в рыбе, их влияние на состояние крови. Полученные данные использованы в работе Министерства природопользования и экологии РБ в мониторинге поступления в организм гидробионтов ТМ и диоксинов. Результаты диссертационной работы включены Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека для промысловых рыб в практику работы ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Башкортостан» в качестве значений для р. Белая. Материалы диссертации используются в учебном процессе БирГСПА при чтении лекций по дисциплинам: «Физиология», «Экология», «Зоология», «Ихтиология».
Основные положения, выносимые на защиту:
1) Видовой состав, динамика вылова рыб и оценка потенциала
ихтиоресурсов р. Белая. Гидрохимическое состояние и токсичность
поверхностных вод р. Белая в районе г. Бирска.
Гематологические и биохимические показатели основных промысловых рыб.
Содержание тяжелых металлов в мышечной ткани промысловых рыб -леща, судака, стерляди, в моллюсках, макрофитах.
Характеристика содержания органических токсикантов - диоксинов и ПХБ в мышечной ткани леща и судака.
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на международной научно-практической конференции «Биологические науки в XXI веке. Проблемы и тенденции развития» (г. Бирск, 2005г.); всероссийской научно-практической конференции «Перспективы агропромышленного производства регионов России в условиях реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК» (г. Уфа, 2006г); II Международной научно-практической конференции «Актуальные экологические проблемы» (г. Уфа, 2007); научной конференции аспирантов и студентов «Наука в школе и вузе» (г. Бирск, 2007); международной научно-практическая конференция «Биологические науки в XXI веке». Проблемы и тенденции развития» (г. Бирск, 2009);
Основные публикации по теме диссертации:
В ведущих рецензируемых изданиях из перечня ВАК
Минобрнауки РФ:
Курамшина Н.Г., Виноградов Г.Д, Матвеева А.Ю. Характеристика промышленного вылова рыб в бассейне реки Белая. - Москва.- Рыбное хозяйство.- 2009. № 4.- С. 103-107.
Курамшина Н.Г., Виноградов Г.Д, Матвеева А.Ю., Богатова О.В. Морфогистологическая оценка состояния печени карпа при использовании минеральной добавки - Баймакские цеолиты. - Оренбург: ГОУ ВПО.- 2011. -С. 123-125.
В других изданиях:
Виноградов Г.Д. Морфология и особенности питания карповых рыб / Л.А. Черных, Г.Д. Виноградов, Т.С. Накарякова //«Биологические науки в XXI веке. Проблемы и тенденции развития».- Бирск, 2005. - С. 144-148.
Виноградов Г.Д. Влияние экологического состояния водоемов Бирского района на биохимические и гематологические показатели рыб / Г.Д.Виноградов, Н.Г. Курамшина // «Биологические науки в XXI веке. Проблемы и тенденции развития».- Бирск, 2005. - С. 308-310.
Виноградов Г.Д., Курамшина Н.Г. Состояние пресноводных экосистем -содержание микроэлементов в макрофитах поверхностных вод Бирского района (р. Белая) /Г.Д.Виноградов, Н.Г. Курамшина //«Биологические науки в XXI веке. Проблемы и тенденции развития».- Бирск, 2005. - С. 156-158.
Виноградов Г.Д. Эколого-биохимические показатели рыб (рациональное рыбоводство в естественных условиях) / Г.Д. Виноградов // «Перспективы агропромышленного производства регионов России в условиях реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК».- Уфа, 2006.- С. 96-98.
Виноградов Г.Д. Содержание микроэлементов в макрофитах поверхностных вод Бирского района (р. Белая) /Г.Д. Виноградов, Н.Г. Курамшина // Сб. науч. трудов междунар. науч.-практ. конф. «Региональные экологические проблемы современности». - Уфа, 2006.- С. 173-177.
Виноградов Г.Д. Особенности питания окуня обыкновенного (Регса fluviatilis) водоемов Бирского района /Г.Д. Виноградов, Л.А. Маслова // Наука в школе и ВУЗе. Материалы научной конференции аспирантов и студентов.- Бирск, 2007.-С. 13-14.
Виноградов Г.Д. Характеристика состояния рыбных ресурсов / Г.Д. Виноградов, А.Д. Назыров// «Актуальные экологические проблемы».-Уфа, 2007. -С. 48-51.
10. Виноградов Г.Д. Фракционный состав крови стерляди р. Белая /Н.Г.
Низкая активность AST у судака, ниже нормы уровень мочевины у судака и стерляди. Отклонение по гематологическим показателям судака и леща существуют по СОЭ и по количеству содержания эритроцитов. У стерляди наблюдается повышенное содержание гемоглобина и пониженная СОЭ. Это свидетельствует об ухудшении физиологического состояния организма рыб, что часто бывает следствием загрязнения среды обитания.
4. Изучен фракционный состав гемоглобина стерляди. Проведено
сопоставление с влиянием токсичных компонентов поверхностных вод в
реке Белая на фракционный состав гемоглобина крови. Установлена
видоспецифичность гемоглобинограммы стерляди реки Белая в районе г.
Бирска в виде шести компонентов с pi 8,0; 8,04; 8,20; 8,31; 8,4; 8,5. Они
определяют около 50% белка гемоглобина основной группы.
Установлено содержание тяжелых металлов в макрофитах реки Белая (кладофора) и показана биоаккумуляция тяжелых металлов: меди (5,9-8,9 мг/кг), свинца (3,0-7,5 мг/кг), кадмия (0,3-0,6 мг/кг), цинка (59,5-86,0 мг/кг), марганца (70,1-180,1 мг/кг), никеля (0,3-0,6 мг/кг), железа (850-1600 мг/кг), ртути (0,25-0,4 мг/кг), хрома (1,2-2,1 мг/кг) [Fe > Mn >Zn > Си > Pb > Cr > Ni > Cd > Hg]. Концентрация тяжелых металлов в кладофоре реки Белая свидетельствует о их высокой биоаккумуляции.
Установлено, что содержание тяжелых металлов в мышечных тканях рыб судака, стерляди и леща не превышает ПДК в среднем течении реки Белая.
Содержание органических токсикантов в мышечной ткани рыб, превышает ПДК по ряду ПХДД/Ф. Наибольшие значения по ПХДД/Ф у судака, а наименьшее у леща, что связано с их положением в пищевой цепи и загрязнением реки.
1. Полученные мониторинговые значения по химическим показателям
(неорганические токсиканты - тяжелые металлы и органические - диоксины
и их изомеры) являются справочным материалом для участка р. Белая в
районе г. Бирска и могут быть использованы для принятия управленческих
решений.
Материалы диссертации рекомендованы к включению в учебный процесс высших учебных заведений по дисциплинам: «Физиология», «Экология», «Зоология», «Ихтиология» к использованию при написании учебной и научной литературы.
На основании проведенных исследований разработаны «Рекомендации по увеличению уловов рыбы в реке Белая района г. Бирска» (утверждены Бирским территориальным управлением природопользования и экологии РБ).
Международной научно-практической конференции «Актуальные экологические проблемы» (г. Уфа, 2009) и IV Международной научной конференции «Актуальные экологические проблемы» (г. Уфа, 2010). Результаты диссертационной работы рассмотрены на расширенном заседании кафедры БЖД и экологии БашГАУ. - 2010 г.
Структура и объем работы: Общий объем составляет 131 страницу машинописного текста, в том числе - 30 таблиц, 16 рисунков и приложения. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, заключения, списка использованной литературы, включающий 262 наименования, в том числе 61 на иностранных языках.
