Нашли неточность, аошибку в тексте?

Выделите текст и нажмите
Ctrl + Enter и напишите вашу версию текста.
Спасибо.

Мы бесплатно разместим статьи, тексты, книги, публикации на Эко портале обращайтесь portaleco.ru@gmail.com

 Под влиянием химического, теплового, кислотного и биогенного загрязнений водоемов происходит резкое изменение абиотических факторов водной среды.
(14 голоса, среднее 4.29 из 5)
Статьи - Экологические аспекты ихтиотоксикологии

Под влиянием химического, теплового, кислотного и биогенного загрязнений водоемов происходит резкое изменение абиотических факторов водной среды.

Таких, как температура, содержание кислорода, концентрация водородных ионов, определяющих нормальную жизнедеятельность рыб и других гидробионтов. Эти измененйя представляют особую опасность по двум причинам. Во-первых, резкие перепады температуры, дефицит кислорода или закисление воды сами по себе оказывают мощное отрицательное влияние на рост и развитие, численность и продуктивность различных видов рыб и их кормовых организмов. Во-вторых, отклонение экологических факторов водной среды от оптимума в ту или иную сторону вызывает нарушение нормального хода многих физиологических и биохимических процессов в организме рыб, вследствие чего снижается их общая резистентность, в том числе токсикорезистентность и устойчивость к инфекционным и инвазионным заболеваниям. Отсюда следует необходимость активизации исследований по двум направлениям: экспериментальный анализ характера влияния изменяющихся абиотических факторов водной среды на устойчивость различных групп рыб к разным токсикантам и учет этих влияний при экспериментальном обосновании ПДК отдельных токсикантов, а также разработка экологических критериев качества воды рыбохозяйственных водоемов с помощью экологических ПДК — предельно допустимых колебаний абиотических факторов водной среды.

Имеющиеся экспериментальные данные однозначно свидетельствуют о том, что экологические факторы водной среды абиотической природы (температура, рН, содержание кислорода) играют важную роль в определении исхода контакта рыб с токсическими веществами. Именно поэтому всесторонний учет этих факторов приобретает первостепенное значение в связи с планированием экспериментов, направленных на выявление минимальных летальных и предельно допустимых концентраций различных токсикантов для рыб, обитающих в том или ином конкретном водоеме с его особым гидрохимическим и гидрологическим режимом. В основе неспецифического влияния факторов водной среды на исход контакта рыб с ядами лежит изменение их устойчивости, обусловленное сдвигами в уровне метаболизма и нормального функционирования различных физиологических систем организма. Концентрация кислорода в воде, температура, величина рН, оказывая влияние на интенсивность потребления кислорода, изменяют тем самым деятельность важнейших функциональных систем, определяющих компенсаторные возможности организма рыб в ответ на стрессорное воздействие токсикантов. Оптимальный уровень каждого из этих факторов в момент оценки токсичности той или иной группы токсикантов, обеспечивая нормальную жизнедеятельность подопытных рыб и соответствующий ему уровень устойчивости, может привести к тому, что полученные в условиях кратковременного опыта величины летальных и предельно допустимых концентраций токсических веществ будут завышенными и при неблагоприятном уровне кислородного насыщения или температуры воды могут проявить свое токсическое действие. Из этого следует, сколь важно при описании экспериментальных данных по токсичности различных групп веществ указывать условия проведения опытов, включающие в себя температуру, величину рН, жесткость, содержание кислорода в токсическом растворе. К сожалению, в большинстве работ эти данные не приводятся, чем в значительной мере обесценивается научная и практическая значимость полученных результатов.

Другой путь неспецифического влияния факторов водной среды на исход контакта рыб с ядами и тем самым на величину предельно допустимых концентраций заключается в изменении токсичности исследуемых веществ путем химических превращений и возникновении веществ с иной токсичностью (более высокой или более низкой), чем токсичность исходных веществ. Кроме того, растворимость различных групп веществ в водах с различной минерализацией неодинакова, что ведет к изменению концентрации действующего токсического агента. Мы имеем в виду при этом в первую очередь влияние жесткости и величины рН.

Поскольку различные абиотические факторы водной среды оказывают свое влияние на величину пороговой и предельно допустимой концентрации неодинаковым путем, роль каждого из них различна.

Значение и удельный вес конкретного фактора или их комбинации будут существенно меняться в зависимости от химической природы исследуемого токсического вещества и эколого-физиологических особенностей испытуемых видов рыб. Так, например, токсичность солей тяжелых металлов в большей степени зависит от жесткости воды, а токсичность ядов органического ряда — от температуры воды. Дефицит кислорода в воде снижает устойчивость рыб к токсикантам независимо от их химической природы.

Наконец, и это очень важно, при планировании экспериментов по определению минимальной летальной и предельно допустимой концентрации веществ следует избирать не оптимальные для жизни подопытных рыб уровни факторов водной среды, а их пороговые величины, т. е. нижние уровни, при которых в поведении рыб не отмечается видимых изменений. Во-первых, это позволит в наиболее короткий срок выявить степень токсичности веществ. Во-вторых, такой методический прием (своего рода метод функциональных нагрузок) позволит получить более надежные данные о ПДК исследуемого вещества, позволяющих предусмотреть возможные влияния колебаний факторов водной среды в естественном водоеме (в сторону их ухудшения) на устойчивость рыб к различным токсикантам.

Имеющиеся в нашем распоряжении экспериментальные данные по влиянию абиотических факторов водной среды на токсичность различных групп веществ и устойчивость рыб к токсикантам ставят перед необходимостью сформулировать дополнительное требование к рыбохозяйственным ПДК токсических веществ: указывать против каждой ПДК того или иного вещества температуру, содержание кислорода, жесткость и величину рН воды, для которой предназначены эти ПДК. Это очень важно, поскольку изменение даже одного из этих физико-химических параметров воды в водоеме может вызвать токсическое действие веществ даже при их содержании в воде на уровне, близком к ПДК.

Наконец, и это необходимо особо подчеркнуть, в результате многофакторного антропогенного воздействия на водоемы резко ухудшаются экологические условия обитания рыб. Эти изменения сами по себе, т. е. без дополнительного влияния токсического фактора, вызывают многочисленные отрицательные воздействия на жизнедеятельность рыб, их рост и развитие, а в конечном счете — на их численность и биологическую продуктивность. В связи с этим во весь рост встает вопрос об экологическом нормировании и экологических критериях качества воды рыбохозяйственных водоемов, которому до настоящего времени не уделялось должного внимания. Основным инструментом экологического нормирования должны быть экологические ПДК, т. е. предельно допустимые колебания экологических факторов водной среды, таких, как температура воды, содержание в ней кислорода, жесткость воды и величина рН. Сегодня уже не приходится сомневаться в том, что ухудшение любого из этих основных экологических факторов водной среды абиотической природы оказывает отрицательное воздействие на ихтиофауну рыбохозяйственных водоемов.

В современной литературе появляются попытки оценить значение отдельных факторов, в частности кислородного режима водоема, в определении его потенциальной рыбопродуктивности и степень благополучия ихтиофауны при разном уровне кислорода в воде.

При этом, однако, не учитывают, что чувствительность и устойчивость рыб к содержанию кислорода в воде определяется и другими физико-химическими параметрами воды (температурой, величиной рН), а также видовыми, экологическими, возрастными и другими особенностями исходного физиологического состояния рыб. Точно так же, чувствительность и устойчивость рыб к другим абиотическим факторам водной среды (температуре, величине рН) зависит от уровня содержания кислорода в воде и исходного физиологического состояния рыб.

Во второй, центральной, части этой книги обобщены материалы по влиянию экстремальных значений абиотических факторов водной среды на различные функциональные системы и биохимический статус рыб. Накопленные к настоящему времени экспериментальные данные показывают, что рыбы обладают мощными физиолого-биохимическими механизмами адаптации к резким кратковременным изменениям этих факторов и к довольно длительному обитанию в экстремальных условиях. Однако длительное воздействие неблагоприятных условий или кратковременные, но чрезвычайно резкие изменения абиотических факторов внешней среды ведут к поломке механизмов защиты, проявлением которой служат многочисленные физиолого-биохимические изменения в организме, завершающиеся угнетением основных жизненных процессов, таких, как рост, развитие и размножение рыб. Отсюда становится очевидной необходимость развертывания целенаправленных работ по экологическому нормированию предельно допустимых колебаний основных абиотических факторов водной среды, в первую очередь колебаний температуры, содержания кислорода и концентрации водородных ионов для разных по экологии групп рыб. Амплитуда колебаний абиотических факторов водной среды в естественных условиях в водоемах различного типа (лососевых, карповых, окуневых) неодинакова, равно как и неодинакова устойчивость различных групп рыб, обитающих в этих водоемах. Поэтому легко себе представить, что верхние и нижние границы допустимых изменений температурного или кислородного режима в лососевых или карповых водоемах при антропогенных нагрузках неодинаковы. В этом одно из существенных отличий экологических ПДК для рыбохозяйственных водоемов от токсикологических ПДК, которые, как известно, в настоящее время одинаковы для водоемов, расположенных в различных географических регионах, с характерными для них особенностями жесткости и величины рН, колебаниями температуры и содержания кислорода в воде. Не приходится, однако, сомневаться в том, что со временем, по мере развертывания работ по экологическому нормированию качества воды в рыбохозяйственных водоемах, будут внесены необходимые коррективы и в токсикологические ПДК, которые будут учитывать особенности физико-химического фона рыбохозяйственных водоемов, расположенных в разных климатических зонах.

Хотя работы по экологическому нормированию качества воды с помощью предельно допустимых колебаний абиотических факторов водной среды еще только начинаются и в этом отношении резко уступают работам по регламентации поступления токсических веществ в рыбохозяйственные водоемы с помощью токсикологических ПДК, однако они могут быть развернуты весьма быстро, поскольку ясны принципы и методы ведения этих работ, критерии оценки неблагоприятного влияния экстремальных значений и резких перепадов абиотических факторов водной среды на рыб. Ведущую роль здесь по праву займет физиолого-биохимический подход в выявлении пороговых и критических эффектов при отклонении абиотических факторов водной среды от оптимального уровня, необходимого для нормальной жизнедеятельности той или иной экологической группы рыб.

Следует особо отметить, что экологические предельно допустимые колебания абиотических факторов водной среды не подменяют токсикологические ПДК, а дополняют их и служат как бы основой регламентации антропогенных нагрузок на рыбохозяйственные водоемы.

 Они должны стать составной частью действующих ныне рыбохозяйственных ПДК, основного инструмента охраны рыбохозяйственных водоемов от загрязнений. Иными словами, при оценке качества воды в рыбохозяйственных водоемах нужно прежде всего определить степень изменения экологического фона, а затем уже уровень содержания в ней токсических веществ.

Разумеется, основным объектом работ по экологическому нормированию, как и по токсикологической регламентации с помощью ПДК, должны быть различные по экологии виды рыб. К сожалению, в последние годы появилось мнение, что рыбы как объект токсикологических работ (в частности, биотестирования) отходят на задний план. Рыб стали подменять водорослями, простейшими, беспозвоночными, особенно планктонными ракообразными, которых дескать легче культивировать в лабораторных условиях и которые якобы превосходят рыб по чувствительности реагирования на токсические факторы среды. Критический анализ подобного рода аргументов представлен нами в монографии "Общая ихтиотоксикология"  и здесь следует только подчеркнуть, что совокупность огромного фактического материала, собранного в лабораториях различных стран, однозначно свидетельствует о том, что рыбы были, есть и будут основным объектом токсикологических исследований как с целью биотестирования (изучение острой токсичности) и разработки токсикологических предельно допустимых концентраций (изучение хронической токсичности), так и экологического нормирования. Иначе и быть не может, ибо рыба является непосредственным объектом охраны от загрязнений и как биологический вид, и как важнейший и наиболее чувствительный компонент водных экосистем, и как продукт питания человека.

Среди ихтиотоксикологов различных стран растет понимание того, что токсикологические исследования на рыбах не могут проводиться в отрыве от классической токсикологии, а точнее, от общей и сравнительной токсикологии. Это тем более отрадно, что еще совсем недавно бытовало мнение о некой специфичности и исключительности так называемой водной токсикологии, которая дескать не имеет ничего общего с медицинской токсикологией и не может опираться ни на ее методы, ни на ее методологию. Многочисленными экспериментальными данными, полученными в строгих методических условиях, показано, что общие закономерности и механизмы развития токсического процесса у рыб, вызванного той или иной группой веществ, сходны или идентичны с теми, что имеют место у других групп позвоночных животных, в том числе и у теплокровных, которых используют в качестве модельных объектов для оценки потенциальной токсичности веществ, поступающих в питьевые водоемы, для человека. В связи с этим необходимо еще раз подчеркнуть, что рыбы являются идеальным объектом для оценки токсичности веществ, поступающих в водоемы многоцелевого использования, для экологического нормирования и рыбохозяйственной регламентации сбрасываемых в водоемы токсических веществ.


Похожие статьи:

Добавить статью в закладки

 
Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Полное или частичное копирование материалов сайта разрешается только при указании активной ссылки на экологический портал!
Материалы размещены и подготовлены для образовательных и некоммерческих целей.
ООО "Новая Экология" © 2010 - 2016