Введение к работе
Актуальность. Российская Федерация располагает самым крупным в мире рыбохозяйственным фондом. Для него характерно многообразие водоемов, расположенных в разных природно-климатических зонах. Это позволяет развивать все направления производства аквакультуры – от пастбищного до индустриального (Киселев, 2006, 2008; Сечин, 2008; Багров, 2008).
Республика Башкортостан обладает значительным фондом рыбохозяйственных водоемов, отличающихся своим видовым разнообразием и большими запасами (Баянов, 1998; Биккинин, 1999; Курамшина, 2007). Использование рыбного потенциала рек составляет 3 %, озер – 29 %, водохранилищ – 73 % и прудов – около 6 % (Гареев, 1979, 2001; Баянов, 1998; Курамшина, Бикташева, Аминева, 2008; Курамшина, 2009).
Стремительное развитие всех отраслей промышленности, энергетики, транспорта, увеличение численности населения и урбанизация, химизация всех сфер деятельности человека привели к определенным изменениям окружающей среды, в том числе и неблагоприятным (Беккер, Агаев, 1989).
Настоящее и особенно будущее внутренних водоемов для рыбохозяйственной деятельности в значительной мере зависит от качества водной среды и определяет состояние водных экосистем и организмов, в первую очередь промысловой ихтиофауны (Винберг, Кобленц-Мицке, 1966; Алабастер, Ллойд 1984; Попов, 2002; Моисеенко, 2005, 2008). Одними из основных загрязнителей поверхностных вод являются нефть и нефтепродукты, пестициды, фенолы, аммонийный и нитридный азот, формальдегид и другие токсичные вещества.
В последнее время в связи с проблемой загрязнения окружающей природной среды продуктами техногенеза объектом пристального внимания экологического мониторинга стали тяжелые металлы. В поверхностные воды они попадают через стоки предприятий нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, энергетической, пищевой, оборонной, целлюлозно-бумажной промышленности, горно-добывающих предприятий, смывами с территорий промышленных предприятий, сельхозугодий, городов и мелких населенных пунктов (Курамшина, 2002; Кашапов, 2003; Сафарова, Шайдуллина, Смирнова, Вдовина, 2008). Тяжелые металлы оказывают наибольшее влияние на качество природных вод, относятся к консервативным загрязняющим веществам, которые не разлагаются в природных водах, а только меняют формы своего существования (Моисеенко, 1999, 2005, 2008). Рыбы, являясь ключевыми видами гидробионтов, и выступающие, как правило, в качестве одного из последнего звена в трофических цепях, обладают способностью накапливать сверхкритические концентрации тяжелых металлов (Грубинко, 1995; Моисеенко, 2006).
В связи с этим возрастает 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 биопродуктивных процессов в естественных водоемах и на разных этапах промышленного рыболовства (Поликарпова, Кудоярова, 1987; Латыпова, 1990; Курамшина, 1997; Александрова, 2000; Моисеенко, 2005, 2008).
Загрязнение большинства используемых человеком водоемов тяжелыми металлами, нарушение в них экологического равновесия, ухудшение товарных качеств добываемой и разводимой рыбы – одна из проблем, имеющая ряд теоретических и практических аспектов, важных для современных рыболовных и рыбоводных хозяйств (Комов, 1994; Моисеенко, 1999, 2005, 2008; Ахмедов, Сладкова, Рыболовлев, Перевозников, 2000; Назыров, 2002; Курамшина, 2005).
Озеро Асылыкуль является самым большим в Башкортостане, имеющим площадь зеркала и водосбора – соответственно 23,5 и 106 км2 (Гареев, 2001). По предложению Комиссии по охране природы Башкирского филиала АН СССР озеро Асылыкуль в 1962 году озеро было включено в список памятников природы общесоюзного значения. В 1965 году Постановлением Совета Министров БАССР озеро было объявлено памятником природы республиканского значения. В настоящее время - это природный парк «Асылыкуль». В прошлом озеро эксплуатировалось как рыбохозяйственный водоем.
В связи с этим проблема рационального использования и охраны природных ресурсов от загрязнения и истощения требует проведения комплекса природоохранных мероприятий и, прежде всего наблюдений, оценки и прогнозирования их состояния. Оптимальное решение вопросов использования и охраны природных ресурсов возможно лишь при наличии объективной информации о состоянии качества воды, водных объектов, научного обоснования антропогенного воздействия на них. Изучение экологического состояния качества водных масс озера Асылыкуль, исследование содержания тяжелых металлов и органических хлорсодержащих токсикантов в организме рыб, донных отложениях и их морфофункционального состояния является актуальным.
Цель и задачи исследования
Цель работы:
Комплексная оценка экотоксикологического состояния представителей ихтиофауны озера Асылыкуль по тяжелым металлам и органическим хлорсодержащим токсикантам.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Изучение и анализ гидрохимической характеристики поверхностной воды озера Асылыкуль.
2. Изучение содержания тяжелых металлов в донных отложениях.
3.Определение тяжелых металлов (Mn, Zn, Cu, Fe, Cd) в жабрах, печени, мышцах, почках и крови представителей ихтиофауны озера Асылыкуль.
4. Изучение содержания диоксинов в представителях ихтиофауны озера Асылыкуль.
5. Определение гематологических, биохимических показателей крови и изучение морфофункционального состояния форменных элементов крови рыб.
7. Гистологическое исследование тканей печени, сердца и почек рыб.
Научная новизна. Работа является первым углубленным исследованием по комплексному изучению экологического состояния качества водных масс озера Асылыкуль. Определено содержание тяжелых металлов (Mn, Cu, Zn, Fe, Cd) в донных отложениях озера Асылыкуль. Установлена биоаккумуляция тяжелых металлов Mn, Cu, Zn, Fe, Cd органами и кровью рыб озера Асылыкуль. Определен уровень содержания органического загрязнения ПХДД/Ф в рыбе озера Асылыкуль. Исследованы гематологические и биохимические показатели крови рыб и дана характеристика морфофункциональному состоянию форменных элементов крови рыб озера Асылыкуль. Впервые проведена оценка на светооптическом уровне состояния тканей печени, сердца, почек щуки и окуня озера Асылыкуль.
Теоретическая и практическая значимость работы. Материалы диссертации вносят определенный вклад в развитие теоретических основ экологии озера Асылыкуль, позволяют оценить влияние факторов среды на организм рыбы. Оценено состояние водоема по неорганическим и органическим токсикантам, и научно обоснована важность экологического мониторинга озера Асылыкуль для оценки данной водной экосистемы.
Результаты научных исследований используются на Естественно-географическом факультете БГПУ им. М. Акмуллы при чтении лекций и проведении лабораторно-практических занятий для студентов 1-4 курсов по предметам: «Общая экология», «Экология РБ», «Экология и природопользование».
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. В поверхностной воде и донных отложениях озера Асылыкуль содержание ряда веществ не превышает ПДК, установленного для водоемов рыбохозяйственного значения. По ряду веществ (марганец, цинк, медь) наблюдается повышенное содержание, что обусловлено физико-географическими условиями территории Башкортостана, оказывающими определяющее влияние на питание, распределение и формирование поверхностных и подземных вод.
2. Содержание тяжелых металлов и органических хлорсодержащих соединений во внутренних органах и тканях рыб не превышает санитарную норму (Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов: СанПиН 2.3.2.1078. М., 2002. – 160 с.), что свидетельствует о нормальной экологической ситуации экосистемы озера Асылыкуль.
3. Гематологические, биохимические показатели; отсутствие морфологических изменений форменных элементов крови, тканей внутренних органов свидетельствует о хорошем физиологическом состоянии представителей ихтиофауны озера Асылыкуль и возможности их использования в качестве пищевых ресурсов.
Апробация результатов исследования. Материалы диссертации доложены на Международной научно-практической конференции «Проблемы устойчивости биоресурсов: теория и практика» (г. Оренбург, ОГАУ, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологического образования в школе и ВУЗе» (г. Бирск, БГСПА, 2007); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках XVIII Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2008» «Интеграция аграрной науки и производства: состояние, проблемы и пути решения» (г. Уфа, БГАУ, 2008); Межрегиональной научно-практической конференции «Чистая вода Башкортостана – 2008» (г. Уфа, Министерство природопользования, лесных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Башкортостан, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Современные достижения ветеринарной медицины и биологии – в сельскохозяйственное производство» (г. Уфа, БГАУ, 2009); Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК» (г.Уфа, БГАУ, 2009); IV Международной научно-практической конференции «Актуальные экологические проблемы» (г. Уфа, БГАУ, 2009); Всероссийской научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности: проблемы и пути их решения в АПК» (г. Уфа, БГАУ, 2010).
Публикации результатов исследований. По теме диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ, из них 5 в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объём. Диссертация изложена на 130 страницах, содержит 18 таблиц, 34 рисунка, состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, практических рекомендаций. Список использованной литературы включает 298 источника, в том числе 61 - на иностранных языках.
