|
УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК
ІНСТИТУТ РИБНОГО ГОСПОДАРСТВА
АХМАД Ашфак
УДК 574.64:597.08
ВПЛИВ ТОКСИКАНТІВ ( Cr,6+ Ni,2+ Pb 2+ )
НА БІОПРОДУКЦІЙНІ ПАРАМЕТРИ МОЛОДІ РИБ
03.00.10 – іхтіологія
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
КИЇВ - 1999
Дисертацією є рукопис
Роботу виконано на кафедрі зоології біологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка
Науковий керівник - кандидат біологічних наук, доцент ГАНДЗЮРА ВОЛОДИМИР ПЕТРОВИЧ, докторант кафедри зоології біологічного факультету Київського університету імені Тараса Шевченка
Офіційні опоненти: - член-кореспондент НАН України, доктор біологічних наук, професор ЄВТУШЕНКО МИКОЛА ЮРІЙОВИЧ, завідувач відділу іхтіології Інституту гідробіології НАНУ;
- кандидат сільськогосподарських наук СИДОРОВ МИКОЛА АНДРІЙОВИЧ, старший науковий співробітник лабораторії аквакультури Інституту рибного господарства УААН
Провідна установа - Білоцерківський державний аграрний університет
Захист дисертації відбудеться “ 20 ”_січня 1999 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К.26.364.01 при Інституті рибного господарства Української академії аграрних наук за адресою: 252164, м. Київ, вул. Обухівська, 135.
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту рибного господарства УААН за адресою: 252164, м. Київ, вул. Обухівська, 135
Автореферат розісланий “21”_грудня_1998 року
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
кандидат біологічних наук С.А. Кражан
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. В комплексі іхтіологічних досліджень відчувається нагальна потреба всебічного врахування впливу якості води на процеси життєдіяльності риб. В основі таких досліджень має лежати іхтіо-токсикологічний моніторинг, що передбачає, поряд з традиційними гідробіологічними методами оцінки якості поверхневих вод, включення інтегральних біологічних показників, що адекватно віддзеркалюють нега-тивний вплив забруднюючих речовин на організм риб (Євтушенко, 1991). Серед таких інтегральних параметрів чільне місце мають посісти продукційно-біологічні параметри, що в інтегральній формі відображують умови існування риб та інших гідробіонтів. Проте ці два фундаментальні напрямки досліджень – біопродукційні та екотоксикологічні до останнього часу розвивалися майже незалежно один від одного (Брагинский, 1988). В умовах вкрай напруженого екотоксикологічного стану переважної більшості водойм України гостро постає проблема їх біоіндикації та екологічного оздоровлення (Євтушенко, 1997; Романенко, 1997).
Особлива актуальність проблеми впливу важких металів на рибне населення Пакистану обумовлена високим рівнем їхнього забруднення промисловими стічними водами (Al-Akel, 1996).
Водночас вкрай обмежена інформація з питань впливу важких металів на найважливіші біопродукційні параметри риб - питому швидкість росту, ефективність використання їжі на ріст з одного боку унеможливлює коректні розрахунки рибопродуктиності водойм без урахування ступеня їх забруднення, а з іншого -- позбавляє екотоксикологічні дослідження багатющої інформаційної бази з біопродукційних параметрів риб, які можна використовувати для діагностики екотоксикологічної ситуації.
Цим і обумовлений вибір теми дисертаційної роботи.
Зв*язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана на кафедрі зоології біологічного факультету Київського університету імені Тараса Шевченка згідно тематичного плану наукових досліджень кафедри по темі № 97/091 “Дослідження тваринного світу України як складової частини світової фауни, морфо-фізіологічних ї екологічних особливостей тварин та регуляції деяких параметрів їх популяцій в умовах якісних змін довкілля”, яка входить до комплексної наукової програми Київського університету “Охорона навколишнього середовища”.
Мета і задачі дослідження: Метою роботи було з*ясування впливу найбільш поширених токсикантів – хрому, нікелю і свинцю на найважливіші біопродукційні параметри молоді риб і на елементи їх фосфорного обміну.
Для цього треба було вирішити такі задачі:
--вивчити вплив різних концентрацій токсикантів на питому швидкість росту і ефективність використання їжі на ріст;
-- встановити вплив хрому і нікелю на рівень екскреції фосфору у риб і хрому – на відносний вміст фосфору у тілі риб;
-- дослідити вплив величини добового раціону на досліджувані параметри;
-- встановити відносну чутливість досліджених параметрів до наявності токсикантів у середовищі;
-- розглянути можливість використання досліджених параметрів для діагностики токсикантів у воді і якості середовища в цілому та доцільність застосування з цією метою індекса оптимальності середовища (ІОС) (Гандзюра, 1993).
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше на значному матеріалі досліджено вплив шестивалентного хрому, свинцю і нікелю на найважливіші біопродукційні параметри молоді риб – питому швидкість росту, валову ефективність використання їжі на ріст. Встановлено відносну чутливість біопродукційних параметрів до наявності токсикантів у воді. Показано, що найбільшою чутливістю з досліджених показників відрізняється індекс оптимальності середовища. Вперше встановлено, що хром і нікель у концентраціях від 1 ГПК (для хрому від 0,001мг/л; для нікелю - від 0,01 мг/л) і вище викликають істотні порушення фосфорного обміну риб—значне зростання екскреції фосфору, що врешті призводить до зменшення його відносного вмісту в тілі риб. Таким чином започатковано широкомаштабне вивчення кількісних характеристик біопродукційних параметрів риб в умовах антропогенного навантаження.
Практичне значення отриманих результатів. Показана можливість і доцільність за-стосування біопродукційних параметрів риб для діагностики екотоксикологічної ситуації. Встановлена можливість використання рівня екскреції фосфору для діагностики ток-сикантів у воді. Зроблено висновок про неможливість коректного вивчення біопро-дукційних параметрів риб і недоцільність застосування розрахункових методів визна-чення рибопродуктивності водойм без урахування ступеня їх забруднення. Запропоновано попередні рекомендації щодо використання досліджених параметрів для діагностики якості води.
Особистий внесок здобувача. Автором власноручно виконано весь обсяг експери-ментальних робіт, хімічний аналіз проб, статистична обробка результатів, аналіз літера-тури. Автором сформульовані висновки і запропоновані попередні рекомендації за ре-зультатами проведених досліджень.
Апробація результатів дисертації.. Результати роботи доповідалися на наукових семінарах кафедри зоології, на науково-методичній конференції біологічного факультету Київського університету (1997), на Другому з*їзді гідроекологічногго товариства України (Київ, 1997), на Всеукраїнській науково-методичній конференції з проблем природничих наук, присвяченій пам*яті А.П.Каришина (Полтава, 1998), на Всеукраїнській науково-практичній конференції (Кам*янець-Подільський, 1998).
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 праць.
Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, 4 розділів, 20 підроз-ділів, включає 14 таблиць та 20 рисунків. Роботу викладено на 115 сторінках машинопис-ного тексту. Список літератури нараховує 243 джерела.
МАТЕРІАЛ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Досліди проводили головним чином на молоді гупі Poecilia reticulata і золотої рибки Carassius auratus auratus. Цих риб використовують як тест-об*єкти в токсикологічних екс-периментах в США, Японії, Індії, Голандії, країнах СНД (Лукьяненко,1985; Васьковец и др., 1991). При дослідженні складових фосфорного обміну використовували також молодь плітки (Rutilus rutilus), лина (Tinca tinca) і окуня (Perca fluviatilis). Досліди проводили в 10 - ти літрових акваріумах з органічного скла. Температура води утримувалася в межах 20±1 0С за допомогою терморегуляторів, цілодобова аерація забезпечувалася мікрокомп-ресорами. В кожній серії дослідів використовували молодь з одного помету, одержану в лабораторних умовах. Молодь плітки, лина і окуня відловлювали на мілководдях Канівського водосховища. Відбирали однорозмірних особин, які добре себе почували і не виявляли ознак стурбованості. Аклімація до умов експерименту тривала 2 - 3 тижні. Потім в кожний акваріум поміщали по кілька (близько 10) однорозмірних особин кожного виду. 2 акваріуми слугували контролем – риб в них утримували без токсикантів. По кожній концентрації токсиканту закладали 3 паралельні досліди. Концентрацію токсиканту вибирали, виходячи з його рибогосподарської ГПК (гранично припустимої концентрації) і до концентрацій, які істотно впливали на досліджувані параметри. Це складало: для шестивалентного хрому - від 0,001 до 50 мг/л; для нікелю - від 0,01 до 50 мг/л; для свинцю - від 0,1 до 10 мг/л. Токсиканти вносили у вигляді біхромату калію K2Cr2O7, сульфату нікелю NiSO4 і нітрату свинцю PbNO3. Щодня воду в акваріумах повністю змінювали на відстояну протягом трьох діб водопровідну. При цьому щоразу вносили необхідну кількість токсиканту для підтримання його постійної концентрації у воді. Тривалість кожного експерименту складала 28 діб. Годували риб трубочником Tubifex tubifex і личинками хірономід. Щотижня риб зважували на торсійних або на аптекарських терезах (в залежності від їх розміру). Дихання визначали в замкнених респірометрах тричі на добу, експозиція кожного - година, кисень визначали за методом Вінклера (Алекин и др.,1973).
Питому швидкість росту розраховували за формулою (Биоэнергетика и рост рыб, 1983):
ln m2/m1
g = --------- ;
t2 - t1
де g - питома швидкість росту; m1 - маса тіла в момент часу t1; m2 - маса тіла в момент часу t 2.
Валову ефективність використання їжі на ріст (К1) розраховували як відношення приросту маси тіла риб до маси спожитої за час досліджень їжі (Заика, 1983; Щербина, 1983).
На основі питомої швидкості росту і ефективності використання їжі на ріст розраховували показник оптимамальності продукційного процесу – (ПО) за формулою (Гандзюра, 1991):
ПО = g x К1 ;
де g - питома швидкість росту; К1 - валова ефективність використання їжі на ріст. Цей параметр (ПО) запропоновано у зв*язку з тим, що в одних випадках значна питома швидкість росту супроводжується неефективним використанням їжі, в інших - на тлі незначних темпів росту спостерігається досить висока ефективність використання їжі, і тому часом неможливо визначити, які умови більш сприятливі для продукційного про-цесу. А за показником оптимальності можна визначити ті умови, за яких має місце значна питома швидкість росту і висока ефективність конвертування їжі. Це дозволяє порівнювати між собою якість води одночасно за інтенсивністю та ефективністю біопродукційного процесу. Для цього використовували індекс оптимальності середовища для біопродукційного процесу – ІОС ( Гандзюра, 1993):
ІОС = (ПОі / ПОе) х 100%;
де: ПОi - показник оптимальності в i-тому середовищі (в кожному конкретному досліді); ПОе - в еталонному середовищі (у контролі).
Для більш повної характеристики біопродукційних процесів риб в умовах впливу важких металів вивчали також рівень екскреції фосфору - з огляду на високу чутливість цього параметру до змін у стані водного середовища (Романенко, Евтушенко, Коцарь, 1980) та важливу роль фосфору в процесах пластичного і енергетичного обміну ( Рома-ненко, Арсан, Соломатина, 1982), а також вміст загального фосфору у тілі риб, що протягом 45 діб утримувалися в умовах наявності шестивалентного хрому у воді.
Екскрецію фосфору визначали шляхом проведення балансових дослідів (Руководство по методике исследований физиологии рыб, 1962) в акваріумах, один з яких лишався без риб і слугував контролем, у двох інших була риба (по кілька екземплярів у кожному), величину екскретованого фосфору визначали за різницею його вмісту в експеримен-тальних акваріумах і у контрольному після добової експозиції. Фосфор визначали колориметричним молібдатно-сурьмяновим методом з аскорбіновою кислотою (Goltеrman, 1969) з наступною екстракцією гексанолом (Stephens, 1963). Вплив живлення на обмінні процеси вивчали таким чином. Риб витримували 3 доби без корму, після чого вимірювали рівень їхнього дихання та екскреції фосфору. Потім в дослідні акваріуми вносили їжу (трубочник або личинок хірономід), масу якої визначали шляхом зважування на торсійних терезах з точністю до 1 мг. Причому корм вносили з надлишком. Через 24 години визначали масу нез*їденого корму шляхом зважування його залишку і таким чином розраховували величину спожитого раціону. У цьому випадку величину раціону вважали за максимальну. Протягом наступних трьох діб вносили щодня половину від величини максимального раціону і знову вимірювали рівень метаболічних процесів. Статистична обробка результатів проведена за загальноприйнятими методами ( Лакин, 1980 ).
Експерименти проведено з 10 листопада 1995 року по 5 березня 1998 року. Всього проведено 124 визначення вмісту загального фосфору в тілі 4 видів риб; 16 серій 28-ми добових дослідів по вивченню впливу токсикантів на біопродукційні параметери риб; всього 2786 визначень маси тіла риб в процесі росту, 458 респіраторних дослідів, 198 визначень рівня екскреції фосфору у трьох видів риб.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Вплив хрому на біопродукційні параметри риб
Дослідження ефективності конвертування їжі та питомої швидкості росту у золотої рибки віком від 1 до 2 місяців показали, що прирости маси тіла за концентрації хрому у воді від 0,001 до 0,1 мг/л істотно не відрізнялися між собою (табл.1).
Таблиця 1. Маса тіла і кількість спожитої їжі у двомісячної золотої рибки після 28-ми добового досліду у контролі та за різних концентрацій хрому у воді (маса тіла 1 екз. на початку досліду складала 148±7 мг). n = 10
від контролю, в той час як ефективність використання їжі на ріст була максимальною за концентрації хрому 0,01 мг/л (табл.1). Водночас слід відзначити, що у контролі риби споживали їжі більше, ніж за будь-якої концентрації хрому у воді. Таким чином, наявність хрому навіть у кількості 0,001 мг/л (що складає 1 рибогосподарську ГПК) негативно впливає на інтенсивність споживання їжі. За концентрації хрому у воді 10 і 50 мг/л прирости маси тіла і ефективність використання їжі на ріст знижуються досить істотно. На основі даних табл.1 були розраховані питома швидкість росту і індекс оптимальності середовища для продукційного процесу. Для зручності параметри дані у % від контролю (рис.1). Схожу картину спостерігали і у дослідах з молоддю гупі (рис.2).
У гупі в умовах контролю питома швидкість росту складала 3,86±0,18 %; ефективність використання їжі на ріст становила 18,67±0,39 %. За умов концентрації хрому від 0,001 до 0,05 мг/л питома швидкість росту і ефективність використання їжі на ріст дещо зроста-ють, а за концентрації хрому 1 мг/л спостерігається значне зниженния даних параметрів (рис.2). Причому в діапазоні концентрацій від 1 до 50 мг Cr6+/л вони змінюються не однозначно (мають місце коливання цих величин). А індекс оптимальності середовища знижується прямо пропорційно концентрації токсиканту (рис.2).
При порівнянні дослідів з впливу хрому на молодь золотої рибки і гупі однакового віку можна зробити висновок, що гупі значно чутливіші до наявності хрому у воді (рис. 1-2). Так, за концентрації хрому 1 мг/л у золотих рибок біопродукційні параметри були близькими до контрольних значень, в той час як у гупі вони складали лише невелику частку від їх контрольних значень.
Звертає на себе увагу і та обставина, що в умовах контролю питома швидкість росту і ефективність використання їжі на ріст мало змінювались протягом 28 діб. Водночас за умов різних концентрацій хрому динаміка цих параметрів була досить складною (рис.3 - 4). Значні коливання біопродукційних параметрів у часі свідчать, з одного боку, про ступінчатий характер пристосування риб до умов токсичного середовища, а з іншого – про розбалансування метаболічних процесів під впливом шестивалентного хрому.
Таким чином, біопродукційні параметри досить чутливо реагують на наявність хрому у
воді, і за відхиленням їхніх значень від контролю можна визначити наявність токсиканту.
Порівнюючи між собою біопродукційні параметри та ІОС за їх відносною чутливістю до наявності хрому у воді (рис.5) можна дійти висновку, що ІОС найчутливіший з цих по-
сить чутливими показниками, що істотно змінюються в умовах токсичного впливу.
Вплив нікелю на біопродукційні параметри риб.
В дослідах на гупі в умовах контролю питома швидкість росту складала 3,74± 0,21; ефективність використанння їжі на ріст становила 22,03±0,47%. За наявності у воді нікелю у концентраціях до 0,05 мг/л спостерігається стимуляція досліджуваних біопродукційних параметрів, причому це відмічено і у дослідах з золотою рибкою (рис.6 - 7).
У контролі питома швидкість росту золотої рибки складала 5,19±0,22%; ефективність використання їжі становила 17,83±0,71%. Стимулюючий ефект присутності нікелю у воді виявлявся при його концентрації до 2,5 мг/л. Подальше зростання концентрації нікелю викликає зниження біопродукційних параметрів. В усіх варіантах дослідів з вивчення впливу нікелю на біопродукційні параметри риб максимальною амплітудою відхилень від контролю відрізнявся індекс оптимальності середовища. Йому притаманна також ще одна властивість – він змінюється найбільш пропорційно концентрації нікелю у воді і тому найповніше віддзеркалює ступінь забруднення води. Причому важливо підкреслити, що необхідно враховувати будь-яке його відхилення від контролю – як зростання, так і зниження. Питома швидкість росту і ефективність конвертування корму зі зростанням концентрації нікелю змінюються ступінчато (рис.6 - 7).
Вплив свинцю на біопродукційні параметри риб.
Досліди з золотою рибкою показали, що свинець у концентраціях від 0,1 до 5 мг/л істотно не впливає на питому швидкість росту (за результатами 28-ми добового експе-рименту (табл.2). Але за умов наявності у воді свинцю питома швидкість росту істотно коливається в часі. Аналогічна закономірність притаманна і ефективності використання їж У контролі питома швидкість росту і ефективність використання їжі на ріст мало змінювалися протягом 28 діб, у той час як за різних концентрацій свинцю спостерігаються значні коливання обох параметрів. І хоч в кінці експерименту питома швидкість росту і ефективність використання їжі на ріст мало відрізнялися від контрольних значень (за винятком концентрації свинцю 10 мг/л, за якої в кінці другого і на початку третього тижня спостерігалася елімінація більшості особин), значні коливання
Таблиця 2. Динаміка питомої швидкості росту у золотої рибки (віком від 2 до 3 місяців) у контролі та за різних концентрацій свинцю у воді (в %). n=16
Таблиця 3.Ефективність використання їжі у контролі та за різних концентрацій свин-цю (в %) у золотої рибки (віком від 2 до 3 місяців). n = 16.
цих параметрів в умовах наявності свинцю у воді свідчать про токсичність середовища (рис.8).В цілому за 28 діб експерименту виявлено, що за різних концентрацій свинцю досліджені параметри змінювалися досить скачкоподібно (рис.9) і за концентрації свинцю10 мг/л відбувалася елімінація риб. Таким чином, досліджені біопродукційні параметри мають значну динаміку у часі за умов впливу різних концентрацій свинцю. Те ж явище ми спостерігали і у випадку впливу шестивалентного хрому і нікелю. Тобто ми можемо вже говорити про загальні закономірності токсичного впливу трьох досліджених нами токсикантів. Але вплив свинцю має і свої особливості. З вивчених нами важких металів його вплив досить своєрідний: істотного зниження біопродукційних параметрів він не викликав у діапазоні досліджених нами концентрацій аж до 5 мг/л і лише за його вмісту у воді 10 мг/л спостерігалася загибель більшості піддослідних риб. В той час як хром і нікель навіть у концентраціях до 50 мг/л практично не призводили до елімінації ні
гупі, ні золотої рибки, але викликали істотне зниження біопродукційних параметрів.
ВПЛИВ ХРОМУ І НІКЕЛЮ НА ЕЛЕМЕНТИ ФОСФОРНОГО ОБМІНУ У РИБ
Вплив хрому на рівень екскреції фосфору Встановлено, що інтенсивність екскреції фосфору значною мірою залежить від величини добового раціону риб (Гандзюра, 1986). Тому вивчення екскреції ми проводили при різних величинах раціонів.
В наших експериментах при живленні досхочу всі досліджені види риб поглинали фосфор з води.
А в умовах концентрації Cr6+ 1 мг/л (при живленні досхочу) золоті рибки екскре-тували фосфор з інтенсивністю 0,59 мкг/г на добу, у той час як у контролі риби поглинали фосфор з води з інтенсивнісю 0,66 мкг/г на добу ( рис.12). Аналогічну картину спостерігали і у дослідах з гупі.
Таким чином, в усіх випадках досліджені концентрації хрому викликали значні порушення фосфорного обміну риб, що знаходило свій прояв у значному зростанні рівнів екскреції фосфору та до зміни його абсорбції на екскрецію при живленні риб досхочу (рис.10 - 12).
При порівнянні змін в екскреції фосфору і в рівнях дихання в умовах впливу хрому звертає на себе увагу кілька фактів. По-перше, вплив хрому призводить до значного зростання ек-скреції фосфору. При живленні досхочу абсорбція фосфору не спостерігається: натомість має місце його екскреція. По-друге, в умовах впливу хрому рівень дихання знижується. Причому найістотніші зміни спостерігаються за умов живлення риб досхочу (табл. 4). Доречно відзначити, що рівень екскреції фосфору в умовах наявності хрому у воді має найсутєвіші відхилення від коньролю за умов живлення риб досхочу. У цьому випадку спостерігається явище, діаметрально протилежне контролю (поглинання змінюється екскрецією.
Таблиця 4 . Інтенсивність дихання, екскреції і абсорбції фосфору у лина в контролі та за умов впливу шестивалентного хрому у концентрації 1 мг/л. (маса тіла однієї особини складала 13,64 г) при різних значеннях величини добового раціону. n=6
Схожі результаи отримані нами і у дослідах з пліткою.
Вплив хрому на вміст фосфору в тілі риб.
У зв*язку з встановленими нами істотними порушеннями фосфорного обміну риб в умовах тосичного впливу шестивалентного хрому були проведені досліди по з*ясуванню впливу хрому на вміст фосфору в тілі піддослідних риб. Протягом 45 діб риб тримали в умовах концентрації хрому 0,05 мг/л.. Результати були досить однозначними (табл.5).
Таким чином нами встановлено статистично достовірне зниження рівня загального фосфору в тілі всіх досліджених нами видів риб в умовах утримання їх у воді з концентрацією хрому 0,05 мг/л. (Р <0,01) Причому в середньому це зниження складало 9,05 % (в порівнянні з контролем). А відтак можна зробити висновок, що рівень загального фосфору в тілі риб також до певної міри є відображенням ступеня забруднення води.
Таблиця 5. Вміст сухої речовини і фосфору в тілі риб в кінці 45-ти добового досліду в контролі та за концентрації 0,05 мг Cr6+ /л
Вплив нікелю на екскрецію фосфору.
Встановлені нами істотні зміни в рівнях екскретції фосфору під впливом шестивалентного хрому спонукали нас до дослідження впливу нікелю на цей параметр. Досліди, проведені на молоді золотої рибки свідчать про суттєвий вплив нікелю на рівень екскреції фосфору (рис.13)
За умов концентрації нікелю 0,01 мг/л, що складає 1 рибогосподарську ГПК. При голодуванні у золотої рибки в контролі рівень екскреції фосфору складав 2,78 мкг/г за добу, в той час як у досліді він був 3,67 мкг/г ( що становить 131 % від контролю). При живленні досхочу в контролі абсорбція фосфору складала 1,29 мкг/г на добу, а у досліді золоті рибки екскретували фосфор з інтенсивністю 1,52 мкг/г на добу.
При наявності нікелю у воді в діапазоні досліджених нами концентрацій в жодному варіанті не спостерігалося абсорбції фосфору з води (при живленні досхочу). Натомість мала місце його екскреція, інтенсивність якої зростала з зростанням концентрації токсиканту у воді.
Таким чином рівень екскреції фосфору досить чутливо реагує на наявність токсикантів у воді, а тому значне зростання екскреції фосфору може свідчити про токсичність середовища. Звичайно, вивчення цього питання потребує про-ведення подальших досліджень.
Таким чином, з досліджених нами параметрів за чутливістю до наявності у воді токсикантів можна виділити два – індекс оптимальності середовища, який дає найбільш однозначну картину стану якості води (змінюється найбільш пропорційно концентрації токсикантів), і рівень екскреції фосфору, який дуже чутливо реагує на наявність у воді токсикантів (хрому і нікелю).
Щодо чутливості різних параметрів до наявності в середовищі токсикантів, то рівень екскреції фосфору характеризувався максимальною амплітудою, яка значно перевищувала коливання рівнів дихання. Так, у дослідах з впливом сантоксикологічної концентрації хрому (0,05 мг/л) у тримісячної молоді золотої рибки при голодуванні інтенсивність дихання зменшувалась на 20%, а рівень екскреції фосфору зростав на 144%. У дослідах з впливом хрому у концентрації 0,001 мг/л ( що складає 1 рибогосподарську ГПК ) рівень екскреції фосфору перевищував контрольні значення на 160%; за раціону 0,5 від максимального екскреція фосфору в умовах впливу хрому (10 мг/л) перевищувала рівень його екскреції у контролі в 4,5 рази.
Важливо відзначити, що встановлені нами істотні порушення фосфорного обміну у риб (значне зростання екскреції фосфору, зменшення його вмісту в тілі) в умовах впливу тих концентрацій хрому і нікелю, які викликають певну стимуляцію питомої швидкості росту і ефективності використання їжі на ріст. Таким чином, певна стимуляція продукційних параметрів токсикантами не може розглядатися як позитивний вплив на організм риб. Тому, використовуючи біопродукційні параметри для діагностики якості води, важливо встановлювати будь-яке відхилення іх значень від контрольних і проведення ретельного аналізу цих змін.
ВИСНОВКИ:
- Шестивалентий хром, нікель і свинець у діапазоні досліджених нами концентрацій (0,001 - 50,0 мг/л для хрому; 0,01 - 50,0 мг/л для нікелю і 0,1 - 10,0 мг/л для свинцю) істотно впливали на питому швидкість росту, ефективність використання їжі на ріст і рівень дихання риб. З біопродукційних параметрів найістотніше змінювалася в токсичному середовищі питома швидкість росту.
- Наявність свинцю у воді у концентраціях від 0,1 до 5 мг/л практично не викликала зниження ні темпів росту, ні ефективності використання їжі на ріст (за 28 діб досліду) і лише у концентраціях, близьких до летальних ( 5,0 - 10,0 мг/л) пригнічувала біо-продукційні параметри. Однак присутність свинцю у середовищі викликала значні коливання досліджених параметрів, що свідчить про наявність токсичного ефекту.
- За чутливістю до наявності у воді токсикантів молодь гупі значно перевершує молодь золотої рибки. У обох видів старші вікові групи менш чутливі, ніж молодші.
- Встановлені особливості впливу досліджених токсикантів на біопродукційні параметри. Хром і нікель подібні за своїм впливом: за концентрації до 0,05 для нікелю і до 0,1 мг/л для хрому вони у деяких випадках викликають певне зростання питомої швидкості росту і ефективності використання їжі (протягом 28 -ми добового досліду): більш високі концентрації призводять до закономірного їх зменшення. Свинець відзначався найвищою токсичністю і вже за концентрації 10 мг/л призводив до загибелі піддослідних риб.
- Хром у концентрації 0,001 мг/л (що відповідає 1 ГПК ) і вище і нікель за концентрації від 0,01 мг/л і вище викликають істотні порушення фосфорного обміну у риб, що знаходить свій прояв у значному зростанні його екскреції. За умов живлення риб досхочу вони, на відміну від контролю, не поглинали фосфор з води, а лише екскре-тували його, що призводило до зниження відносного його вмісту в тілі риб.
- В усіх випадках найбільш чутливим (до наявності токсикантів у воді) з досліджених показників виявився індекс оптимальності середовища. Він мав максимальні відхилен-ня від контрольних значень у всіх варіантах дослідів, причому змінювався найбільш пропорційно до зміни концентрації токсикантів.
- Досліджені показники в порядку чутливості до наявності токсикантів розташовані (у порядку зменшення) таким чином: рівень екскреції фосфору – індекс оптимальності середовища – питома швидкість росту – валова ефективність використання їжі на ріст – рівень дихання.
- Біопродукційні параметри риб та індекс оптимальності середовища можуть використо-уватися для діагностики екотоксикологічної ситуації. При цьому важливо враховувати будь-яке відхилення їх значень від контрольних.
- При дослідженні біопродукційних параметрів риб необхідно враховувати екотоксико-логічну ситуацію у водоймі, яка істотно впливає як на продукційні, так і на інші мета-болічні процеси у риб. Тому використання розрахункових методів визначення рибопро-дуктивності водойм має грунтуватися також і на результатах їх екотоксикологічних досліджень.
ПОПЕРЕДНІ ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
Отримані результати дозволяють запропонувати попередні рекомендації щодо засто-сування біопродукційних параметрів риб для діагностики якості води та корекції раціону риб в умовах впливу токсикантів.
1. Біопродукційні параметри риб і індекс оптимальності можуть успішно використовуватися для діагностики якості води. При цьому найточнішу оцінку можна отримати, використовуючи ІОС. Якщо ж визначення добового раціону викликає труднощі, доцільно використовувати з цією метою питому швидкість росту риб. При цьому необхідно враховувати будь-яке відхилення параметрів від їх значень у контролі, що може бути сигналом про зміну токсикологічної ситуації і якості води в цілому.
2.При використанні рівня екскреції фосфору для встановлення наявності токсикантів у воді необхідно враховувати істотний вплив величини добового раціону на інтенсивність екскреції фосфору. Це вимагає ретельного дотримання режиму годівлі. Можна рекомен-дувати два варіанти - використання риб, що голодують протягом 2 - 3 діб – у цьому випадку можна досягти досить постійного рівня екскреторних процесів. Однак більш надійні і однозначні результати можна отримати на рибах, що живляться досхочу. В цьому варіанті зміна абсорбції фосфору на його екскрецію однозначно вкаже на наявність токсикантів у воді.
3.При вирощуванні риб в умовах токсичного забруднення вод хромом і нікелем доцільно особливу увагу звернути на підвищений вміст фосфору в раціоні для компенсації його втрат в результаті порушення екскреторно-абсорбційних процесів риб.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1.Гандзюра В.П., Ашфак Ахмад. Оцінка якості води за біопродукційними параметрами риб //Вісник Київського університету.—Біологія.—1998.—Вип. 28.-- С. 51—52.
2.Гандзюра В.П., Ашфак Ахмад. Вплив хрому і нікелю на екскрецію фосфору рибами //Вісник Київського університету.—Біологія.—1998.—Вип. 28.--С. 53—55.
3.Гандзюра В.П., Ашфак Ахмад Вплив Cr6+, Ni2+, Pb2+ на біопродукційні параметри риб //Вісник Київського університету.—Біологія.—1998.—Вип. 28.—С. 55—57.
4.Гандзюра В.П., Ашфак Ахмад. Діагностика якості водного середовища за продукційно-біологічними параметрами молоді риб //Екологічна освіта та виховання учнівської моло-ді /Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції, м. Кам*янець-Поділь-ський, 25—26 лютого 1998 р.—Кам*янець-Подільський, 1998.—С. 82—85.
5.Гандзюра В.В., Ашфак Ахмад. Вплив токсикантів на екскрецію фосфору у риб.—там же.—С. 85—86.
6.Гандзюра В.П., Ашфак Ахмад, Вплив токсикантів на біопродукційні параметри риб.—там же.—С. 86—88.
7.Гандзюра В.П., Ашфак Ахмад. Вплив токсикантів на екскрецію фосфору у риб //Чет-верті Каришинські читання.—Всеукраїнська міжвузівська науково-метод.конф.—Збірник статей.—Полтава, 1998.—Частина 1.—С. 113—116.
8.Гандзюра В.П., Ашфак Ахмад. Вплив токсикантів на екскрецію фосфору рибами //Другий з*їзд гідроекологічного товариства України.—Київ, 27-31 жовтня 1997 р..--Тези доп.—Т.2.—С. 116.
Ахмад Ашфак Вплив токсикантів ( Cr,6+ Ni,2+ Pb2+ ) на біопродукційні параметри молоді риб. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.10 - Іхтіологія. - Інститут рибного господарства УААН, Київ, 1999.
Вперше на значному експериментальному матеріалі встановлені кількісні значення біопродукційних параметрів та рівнів екскреції фосфору у молоді риб в умовах впливу різних концентрацій шестивалентного хрому, нікелю і свинцю. Встановлено відносну чутливість біопродукційних параметрів риб до наявності у воді токсикантів. Показано, що найчутливішим з досліджених показників до наявності у воді токсикантів є індекс оптимальності середовища, потім (у порядку зменшення чутливості) - питома швидкість росту, ефективність використання їжі на ріст і рівень дихання. Запропоновано викорис-товувати індекс оптимальності середовища, питому швидкість росту і рівень екскреції фосфору для діагностики токсикантів у воді та дані попередні рекомендації щодо засто-сування біопродукційних параметрів риб для діагностики токсикантів у воді; встановлена необхідність підвищеного вмісту фосфору в раціоні риб при вирощуванні їх за умов забруднення вод хромом і нікелем.
Ключові слова: молодь риб, токсиканти, біопродукційні параметри, екскреція фосфору, якість води.
Ахмад Ашфак Влияние токсикантов ( Cr,6+ Ni,2+ Pb2+ ) на биопродукционные параметры молоди рыб. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.10 - Ихтиология.-Институт рыбного хозяйства УААН, Киев, 1999.
Впервые на обширном экспериментальном материале установлены количественные значения биопродукционных параметров и уровня экскреции фосфора у молоди рыб в условиях влияния различных концентраций шестивалентного хрома, никеля и свинца. Установлена относительная чувствительность биопродукционных параметров рыб к нали-чию в воде токсикантов. Показано, что наиболее чувствительным из исследованных пока-зателей к наличию в воде токсикантов является индекс оптимальности среды, затем (в порядке уменьшения чувствительности) - удельная скорость роста, эффективность ис-пользования пищи на рост и уровень дыхания. Предложено использовать индекс оптимальности среды, удельную скорость роста и уровень экскреции фосфора для диагностики токсикантов в воде и даны предварительные рекомендации по исполь-зованию биопродукционных параметров рыб для диагностики токсикантов в воде; установлена необходимость повышенного содержания фосфора в рационе рыб при выращивании их в условиях токсического загрязнения вод хромом и никелем.
Ключевые слова: молодь рыб, токсиканты, биопродукционные параметры, экскреция фосфора, качество воды.
Ahmed Ishfaq. Effects of Toxicants ( Cr,6+ Ni,2+ Pb2+ ) on Bioproductional Parameters of Young Fishes. Manuscript.
Thesis for a candidates degree (biology) by speciality 03.00.10 - Ichthyology.—Fish farmer institute, Kyiv, 1999.
For the first time the quantitive significance of bioproductive parametres and the level of phosphorus excretion of young fishes has been stated in the vast experimental material. Comparitive sensitiveness of fishs bioproductive parametres to the availability of toxicants in the water also has been stated. It has been demonstrated that the most sensitive parameter to the availability of the toxicants in the water is an optimum environment index, then ( in the decreasing order ) specific velocity of growth, the effectiiveness of food convertation and the respiration level. It has been proposed to use an index of an optimum environment, specific speed of grovth and the level of phosphorus txcretion for diagnosis of toxicants in the water and preliminary recomendations of utilizations of fishis bioproductive parametres for diagnosis of the toxicants in the water. A neccessity of the high phosphorus content in the fish*s ration while growing them in the conditions of high chromium and nickel pollution has been proved.
Key words: young fishes, toxicants, bioproductional parameters, phosphorus excretion, water quality.
| 
