Трансформация экосистем (), 79-105

Содержание ртути в мышцах речного окуня Perca fluviatilis L., 1758 разного возраста из водоемов и водотоков Окского заповедника

Котиков Д.Э. , Гремячих В.А., Камшилова Т.Б., Иванчева Е.Ю. , Иванчев В.П. , Комов В.Т. 

Изучено содержание общей ртути (Hg) в мышцах речного окуня разного возраста из водоемов и водотоков Окского заповедника. Материал собран в 2006–2016 гг. Проанализировано 222 особи из пяти групп водоемов: р. Пра, другие реки, пойменные озера, внепойменные озера и мелиоративная канава. Концентрации Hg определяли атомно-абсорбционным методом, возраст – по жаберным крышкам. Выявлена значительная вариабельность содержания Hg (от 0.02 до 0.68 мг/кг сырой массы). Наиболее высокие средние концентрации отмечены в р. Пра (0.30 мг/кг) и мелиоративной канаве (0.24 мг/кг), наиболее низкие – в других реках (0.14 мг/кг). Интенсивность накопления Hg максимальна в первые два года жизни, что совпадает с переходом окуня на хищное питание. Выявлены различия в динамике накопления Hg между группами водоемов. Установлено, что средние концентрации в р. Пра находятся на предельно допустимом уровне, максимальные превышают его. Результаты подчеркивают важность учета возрастной структуры популяции при оценке загрязнений водных экосистем ртутью.

Д. Э. Котиков
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
152742, Россия, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 109

daniil-kotikov@mail.ru

Вера Алексеевна Гремячих
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, старший научный сотрудник
152742, Россия, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 109

Кандидат биологических наук

Т. Б. Камшилова
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
152742, Россия, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 109


Елена Юрьевна Иванчева
Окский государственный природный биосферный заповедник, ведущий научный сотрудник
391072, Россия, Рязанская обл., Спасский р-н, пос. Брыкин Бор, д. 51

Кандидат биологических наук
eivancheva@mail.ru

Виктор Павлович Иванчев
Окский государственный природный биосферный заповедник, заместитель директора по научной работе
391072, Россия, Рязанская обл., Спасский р-н, пос. Брыкин Бор, д. 51

Кандидат биологических наук
ivanchev.obz@mail.ru

Виктор Трофимович Комов
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, главный научный сотрудник
152742, Российская Федерация, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 109

Череповецкий государственный университет
162600, Россия, Вологодская обл., г. Череповец, пр-т Луначарского, д. 5

Доктор биологических наук, профессор
vkomov@ibiw.yaroslavl.ru

Гремячих, В.А., Комов, В.Т., Базаров, М.И., Иванова, Е.С., Баженова, Д.Е., 2024. Пространственная вариабельность интенсивности накопления ртути в мышцах разноразмерного окуня Рыбинского водохранилища. Труды института Биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН 108 (111), 7–19.
Гремячих, В.А., Комов, В.Т., Иванчев, В.П., Иванчева, Е.Ю., Камшилова, Т.Б., 2012. Содержание ртути в мышцах рыб из водоемов Окского заповедника и окрестных территорий. Труды Окского государственного природного биосферного заповедника 27, 377–391.
Гриб, А.В., Степанова, В.С., 1943. Дополнительные исследования Сяберских озер и некоторые данные о характере их рыбного населения. Труды Ленинградского общества естествоиспытателей 63 (3), 32–38.
Гробова, О.В., 2008. Краткая гидрохимическая характеристика реки Пры в нижнем течении (по данным регулярных наблюдений в районе пос. Брыкин Бор в 1996–2006 гг.). Труды Окского государственного природного биосферного заповедника 26,188–195.
Дгебуадзе, Ю.Ю., 2001. Экологические закономерности изменчивости роста рыб. Наука, Москва, Россия, 276 с.
Иванчева, Е.Ю., Лычковская, И.Ю., Иванчев, В.П., 2023. Рыбное население и макрозообентос центральной озерно-речной системы Мещерской низменности. Рязанская областная типография, Рязань, Россия, 128 с.
Ильмаст, Н.В., 2005. Введение в ихтиологию. Карельский научный центр РАН, Петрозаводск, Россия, 148 с.
Камшилова, Т.Б., Комов, В.Т., Гремячих, В.А., 2011. Сравнительный анализ темпа роста и накопления ртути в организме окуня Perca fluviatilis L. из озер Дарвинского, Рдейского и Полистовского заповедников. В: Комов, В.Т. (ред.), Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы. TP-Принт, Москва, Россия, 15–19.
Камшилова, Т.Б., Комов, В.Т., Гремячих, В.А., 2013. Накопление ртути в мышцах и темпы роста окуня (Perca fluviatilis Linnaeus) из озер Полистово-Ловатского верхового болотного массива. Вода: Химия и Экология 12, 58–66.
Комов, В.Т., Гремячих, В.А., Камшилова, Т.Б., Лобус, Н.В., 2009. Содержание ртути в мышцах окуня из озер Полистово-Ловатского верхового болотного массива. Труды государственного природного заповедника «Рдейский» 1, 102–115.
Макарова, Н.П., 1979. Эколого-физиологическая характеристика окуня оз. Селигер и Угличского водохранилища. В: Решетников, Ю.С. (ред.), Изменчивость рыб пресноводных экосистем, Наука, Москва, СССР, 180–194.
Мина, М.В., Клевезаль, Г.А., 1976. Рост животных. Наука, Москва, СССР, 291 с.
Павлов, Д.С., Крылов, А.В., Дгебуадзе, Ю.Ю., 2007. Гидробиологические и ихтиологические исследования на базе заповедников их направления и перспективы. Труды Центрально-лесного заповедника 5, 48–59.
Попова, О.А., 1971. Биологические показатели щуки и окуня в водоемах с различным гидрологическим режимом и кормностью. В: Решетников, Ю.С. (ред.), Закономерности роста и созревания рыб. Наука, Москва, СССР, 102–152.
Попова, О.А., 1979. Питание и пищевые взаимоотношения судака, окуня и ерша в водоемах разных широт. В: Решетников, Ю.С. (ред.), Изменчивость рыб пресноводных экосистем. Наука, Москва, СССР, 93–112.
Попова, О.А., Андреев, В.Л., Макарова, Н.П., Решетников, Ю.С., 1993. Изменчивость морфометрических показателей у речного окуня Perca fluviatilis L. в пределах ареала. В: Шатуновский, М.И. (ред.), Биология речного окуня. Наука, Москва, Россия, 4–55.
Правдин, И.Ф., 1966. Руководство по изучению рыб. Пищевая промышленность, Москва, СССР, 376 с.
Решетников, Ю.С., Попова, О.А., Стерлигова, О.П., Титова, Б.Ф., 1982. Рост, созревание и численность рыб в новых условиях. В: Шатуновский, М.И. (ред.), Изменение структуры рыбного населения эвтрофируемого водоема. Наука, Москва, СССР, 176–218.
Степанова, И.К., Комов, В.Т., 1996. Ртуть в абиотических и биотических компонентах озер Северо-Запада России. Экология 27 (3), 198–203.
Стерлигова, О.П., 2016. Методы определения возраста рыб и его практическое значение. Карельский научный центр РАН, Петрозаводск, Россия, 57 с.
Тобратов, С.А., Железнова, О.С., Водорезов, А.В., 2018. Зарастание заброшенных земель как фактор геохимической устойчивости ландшафтов к антропогенному поступлению ртути. Вестник РГУ 59, 97–124.
Тропин, Н.Ю., Борисов, М.Я., Угрюмова, Е.В., Комарова, Е.С., Иванова, Е.С., 2019. Содержание ртути в мышечной ткани речного окуня (Perca fluviatilis (L.)) крупных водоемов Вологодской области. Токсикологический вестник 2 (155), 53–58.
Amundsen, P.-A., Knudsen, R., Klemetsen, A., 2008. Seasonal and ontogenetic variations in resource use by two sympatric Arctic charr morphs. Environmental Biology of Fishes 83 (4), 45–55. https://doi.org/10.1007/s10641-007-9262-1
Backstrom, C.H., Buckman, K., Molden, E., Chen, C.Y., 2020. Mercury levels in freshwater fish: Estimating concentration with fish length to determine exposures through fish consumption. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 78, 604–621. http://www.doi.org/10.1007/s00244-020-00717-y
Bashkin, V.N., 2006. Modern biogeochemistry: environmental risk assessment. Springer Publishers, Netherlands, 444 p.
Belger, L., Forsberg, B.R., 2006. Factors controlling mercury levels in two predatory fish species in the Negro river basin, Brazilian Amazon. Science of the Total Environment 367 (1), 451–459. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2006.03.033
Bravo, A.G., Cosio, C., Amouroux, D., Zopfi, J., Chevally, P.-A. et al., 2014. Extremely elevated methyl mercury levels in water, sediment and organisms in a Romanian reservoir affected by release of mercury from a chlor-alkali plant. Environmental Science & Technology 48 (24), 14289–14297. https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.10.024
Burger, J., Gochfeld, M., 2011. Mercury and selenium levels in 19 species of saltwater fish from New Jersey as a function of species, size, and season. The Science of the Total Environment 409 (8), 1418–1429. http://www.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2010.12.034
Chételat, J., Ackerman, J.T., Eagles-Smith, C.A., Hebert, C.E., 2020. Methylmercury exposure in wildlife: A review of the ecological and physiological processes affecting contaminant concentrations and their interpretation. Science of the Total Environment 711, 135117. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135117
Chumchal, M.M., Hambright, K.D., 2009. Ecological factors regulating mercury contamination of fish from Caddo Lake, Texas, USA. Environmental Toxicology and Chemistry 28 (5), 962–972. http://www.doi.org/10.1897/08-197.1
Cizdziel, J.V., Hinners, T.A., Pollard, J.E., Heithmar, E.M., Cross, C.L., 2002. Mercury concentrations in fish from Lake Mead, USA, related to fish size, condition, trophic level, location, and consumption risk. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 43 (3), 309–317. http://www.doi.org/10.1007/s00244-002-1191-6
Driscoll, C.T., Mason, R.P., Chan, H.M., Jacob, D.J., Pirrone, N., 2013. Mercury as a global pollutant: sources, pathways, and effects. Environmental Science and Technology 47 (10), 4967–4983. https://doi.org/10.1021/es305071v
Eagles-Smith, C.A., Silbergeld, E.K., Basu, N., Bustos, D., Campbell, L.M., 2009. Factors influencing mercury concentrations in small fish in the Sacramento-San Joaquin Delta, California, USA. Environmental Toxicology and Chemistry 27 (12), 2373–2383.
Eckley, C.S., Luxton, T.P., McKernan, J., Goetz, J., 2020. Water-level fluctuations influence sediment porewater chemistry and methylmercury production in a flood-control reservoir. Environmental Pollution 222, 32–41. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.01.010
Gabriel, M.C., Kolka, R., Wickman, T., Nater, E., Woodruff, L., 2009. Evaluating the spatial variation of total mercury in young-of-year yellow perch (Perca flavescens), surface water and upland soil for watershed–lake systems within the southern Boreal Shield. The Science of The Total Environment 407 (13), 4117–4126. http://www.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2009.03.019
Gantner, N., Muir, D.C.G., Power, M., Iqaluk, D., Reist, J.D. et al., 2010. Mercury concentrations in landlocked Arctic char (Salvelinus alpinus) from the Canadian Arctic. Part II: Influence of lake biotic and abiotic characteristics on geographic trends in the Northwest Territories. Environmental Toxicology and Chemistry 29 (3), 633–643. https://doi.org/10.1002/etc.96
Gedig, D.P., Hauger, M., Armstrong, D.A., Jeffries, K.M., 2023. Mercury contamination of an introduced generalist fish of intermediate trophic level. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 85, 13–24. https://doi.org/10.1007/s00244-023-01004-2
Greenfield, B.K., Hrabik, T.R., Harvey, C.J., Carpenter, C.J., 2001. Predicting mercury levels in yellow perch: use of water chemistry. trophic ecology. and spatial traits. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 58 (7), 1419–1429. https://doi.org/10.1139/F01-088
Greib, T.M., Driscoll, C.T., Gloss, S.P., Schofield, C.L., Bowie, G.I., Porcella, D.B., 1990. Factors affecting mercury accumulation in fish in the upper Michigan peninsula. Environmental Toxicology and Chemistry 9, 919–930. https://doi.org/10.1002/etc.5620090710
Haines, T.A., 1981. Acidic precipitation and its consequences for aquatic ecosystems: A Review. Transactions of the American Fisheries Society 110 (6), 669–707. https://doi.org/10.1577/1548-8659(1981)110<669:APAICF>2.0.CO;2
Haines, T.A., Komov, V.T., Jagoe, C.H., 1992. Lake acidity and mercury content of fish in Darwin National Reserve, Russia. Environmental Pollution 78 (1–3), 107–112. https://doi.org/10.1016/0269-7491(92)90017-5
Hakanson, L., Andersson, T., Nilsson, A., 1990. Mercury in fish in Swedish lakes – linkages to domestic and European sources of emissions. Water Air Soil Pollution 50 (1), 171–191. https://doi.org/10.1007/BF00284791
Höhne, L., Palmer, M., Monk, T.C., Matern, S., Nikolaus, R., Trudeau, A., Arlinghaus, R., 2019. Environmental determinants of perch (Perca fluviatilis) growth in gravel pit lakes and the relative performance of simple versus complex ecological predictors. Ecology of Freshwater Fish 29 (962), 557–573. https://doi.org/10.1111/eff.12532
Jardine, T.D., Kidd, K.A., Fisk, A.T., 2006. Applications, considerations, and sources of uncertainty when using stable isotope analysis in ecotoxicology. Environmental Science and Technology 40 (24), 7517–7524.
Kamman, N.C., Lorey, P.M., Driscoll, C.T., Estabrook, R., Major, A., Pientka, B., Glassford, E., 2004. Assessment of mercury in waters, sediments, and biota of New Hampshire and Vermont Lakes, USA, sampled using a geographically randomized design. Environmental Toxicology and Chemistry 23 (5), 1172–1186. https://doi.org/10.1897/03-170
Karagas, M.R., Choi, A.L., Oken, E., Horvat, M., Schoeny, R. et al., 2012. Evidence on the human health effects of low level methylmercury exposure. Environmental Health Perspectives 120 (6), 799–806. https://doi.org/10.1289/ehp.1104494
Karimi, R., Chen, C.Y., Folt, C.L., 2007a. Biogeochemical and ecological controls of mercury accumulation in aquatic food webs. Environmental Pollution 150 (3), 338–347.
Karimi, R., Chen, C.Y., Pickhardt, P.C., Fisher, N.S., Folt, C.L., 2007b. Stoichiometric controls of mercury dilution by growth. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 104 (18), 7477–7482. https://doi.org/10.1073/pnas.0611261104
Lavoie, R.A., Jardine, T.D., Chumchal, M.M., Kidd, K.A., Campbell, L.M., 2013. Biomagnification of mercury in aquatic food webs: a worldwide meta-analysis. Environmental Science and Technology 47 (13), 13385–13394. https://doi.org/doi: 10.1021/es403103t
Lavoie, R.A., Bouffard, A., Maranger, R., Amyot, M., 2018. Mercury transport and human exposure from global marine fisheries. Scientific Reports 8 (1), 6705. https://doi.org/10.1038/s41598-018-24938-3
Lea, E., 1910. Contribution to the methodics in herring investigations. Journal du Conseil 1 (53), 7–33. https://doi.org/10.1093/icesjms/s1.53.7
Lester, N.P., Shuter, B.J., Abrams, P.A., 2004. Interpreting the von Bertalanffy model of somatic growth in fishes: the cost of reproduction. Proceedings. Biological Sciences 271 (1548), 1625–1633. https://doi.org/10.1098/rspb.2004.2778
McMurty, M., Wales, D., Scheider, W., 1989. Relationship of mercury concentration in lake trout (Salvelinus namaycush) and smallmouth bass (Micropterus dolomieui) to the physical and chemical characteristics of Ontario lakes. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 46 (46), 426–570. https://doi.org/10.1139/f89-057
Mergler, D., Anderson, H.A., Chan, L.H., Mahaffey, R.K., Murray, M., Sakamoto, M., Stern, A.H., 2007. Methylmercury exposure and health effects in humans: a worldwide concern. AMBIO: A Journal of the Human Environment 36 (1), 3–11. https://doi.org/10.1579/0044-7447(2007)36[3:meahei]2.0.co;2
Miller, E.K., Chen, C., Kamman, N., Shanley, J., Chalmers, A. et al., 2012. Mercury in the pelagic food web of Lake Champlain. Ecotoxicology 21 (3), 705–718. https://doi.org/10.1007/s10646-011-0829-4
Pickhardt, P.C., Folt, C.L., Chen, C.Y., Klaue, B., Blum, J.D. et al., 2002. Algal blooms reduce the uptake of toxic methylmercury in freshwater food webs. Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America 99 (7), 4419–4423. https://doi.org/10.1073/pnas.072531099
Piraino, M.N., Taylor, D.L., 2009. Bioaccumulation and trophic transfer of mercury in striped bass (Morone saxatilis) and tautog (Tautoga onitis) from the Narragansett Bay (Rhode Island, USA). Marine Environmental Research 67 (3), 117–128. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2008.12.006
Poste, A.E., Ozkan, K., Henriksen, T.V., 2022. Food web structure and habitat connectivity influence mercury accumulation in fish in small Arctic lakes. Science of The Total Environment 806 (4), 150699.
Scheuhammer, A.M., Meyer, M.W., Sandheinrich, M.B., Murray, M.W., 2007. Effects of environmental methylmercury on the health of wild birds, mammals, and fish. Ambio 36 (1), 12–18. https://doi.org/10.1579/0044-7447(2007)36[12:eoemot]2.0.co;2
Sonesten, L., 2003. Fish mercury levels in lakes – adjusting for Hg and fish-size covariation. Environmental Pollution 125 (1), 255–265. https://doi.org/10.1016/s0269-7491(03)00051-4
Ullrich, S.M., Tanton, T.W., Abdrashitova, S.A., 2001. Mercury in the aquatic environment: a review of factors affecting methylation. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 31 (3), 241–293. https://doi.org/10.1080/20016491089226
Verta, M., 1990. Changes in fish mercury concentrations in an intensively fished lake. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 47 (10), 1888–1897. https://doi.org/10.1139/f90-213
Waite, D.T., Snihura, A.D., Huang, G.H., 2002. Uptake of atmospheric mercury by deionized water and aqueous solution of inorganic salts at acidic, neutral and alkaline pH. Chemosphere 49 (3), 341–351. https://doi.org/10.1016/s0045-6535(02)00278-3
Ward, D.M., Nislow, K.H., Chen, C.Y., Folt, C.L., 2010a. Reduced trace element concentrations in fast-growing juvenile Atlantic salmon in natural streams. Environmental Science and Technology 44 (9), 3245–3251. https://doi.org/10.1021/es902639a
Ward, D.M., Nislow, K.H., Folt, C.L., 2010b. Bioaccumulation syndrome: identifying factors that make some stream food webs prone to elevated mercury bioaccumulation. Annals of the New York Academy of Sciences 1195, 62–83. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2010.05456.x
Ward, D.M., Mayes, B., Sturup, S., Folt, C.L., Chen, C.Y., 2012. Assessing element-specific patterns of bioaccumulation across New England lakes. The Science of the Total Environment 421–422, 230–237. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2012.01.058
Wiener, J.G., 2013. Mercury exposed: advances in environmental analysis and ecotoxicology of a highly toxic metal. Environmental Toxicology and Chemistry 32 (10), 2175–2178. https://doi.org/10.1002/etc.2333
Wootton, R.J., 1998. Ecology of teleost fishes. Chapman and Hall, New York, USA, 424 p.