Содержание кадмия в промысловых рыбах Баренцева моря (по многолетним данным)

Цель работы: исследовать уровень содержания кадмия в мышцах и печени основных промысловых рыб Баренцева моря.
Материалом исследования послужили образцы рыбы, выловленной в ходе экспедиций «ПИНРО» им. Н.М. Книповича в Баренцевом море в период 2009–2021 гг. Изучены пробы мышц и печени трески, пикши, камбалы-ерша, чёрного палтуса, морской камбалы и пёстрой зубатки. Всего исследовано более 1500 проб.
Новизна: впервые на большом объёме материала выполнен сравнительный анализ содержания Cd в шести промысловых рыбах Баренцева моря, определены фоновые уровни его содержания, которые можно рассматривать в качестве допустимых.
Используемые методы: кадмий в пробах определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на атомно-абсорбционном спектрофотометре фирмы «Shimadzu» (Япония). Статистическую обработку данных и построение диаграмм осуществляли в среде MS Excel и прикладном пакете Statistica 13.
Результаты: показано, что среднее содержание кадмия в мышцах и печени исследованных рыб не превышало установленного норматива допустимого содержания 0,2 и 0,7 мг/кг сырой массы соответственно. Каких-либо признаков антропогенного загрязнения исследованных рыб Cd не обнаружено. Содержание Cd в печени рыб в 11–17 раз превышает таковое в мышцах. Отмечено, что уровни содержания Cd в мышцах и печени рыб отличались высокой вариабельностью (дисперсией). Основная причина вариабельности — различия в рационе и характере питания рыбы. Содержанию Cd в мышцах присуща видоспецифичность. Печень способна активно выводить Cd из организма. Показано также, что на уровень содержания Cd могут оказывать влияние видовая принадлежность и региональные особенности (район обитания и вылова рыбы).
Практическая значимость: полученные результаты могут быть использованы для учёта вклада регионального фактора при принятии решений о соответствии уровня безопасности промысловых рыб, выловленных в Баренцевом море, принятым в России нормативным требованиям.

1. Бойцов В.Д., Лебедь Н.И., Пономаренко В.П., Пономаренко И.Я., Терещенко В.В., Третьяк В.Л., Шевелёв М.С., Ярагина Н.А. 2003. Треска Баренцева моря: биология и промысел. Изд. 2-е. Мурманск: Изд-во ПИНРО. 296 с.

2. Васильков Г.В. Грищенко Л.И., Енгашев В.Г. 1989. Болезни рыб. Справочник / В.С. Осетрова ред. М.: Агропромиздат. 288 с.

3. Ветров В.А., Корнакова Э.Ф., Кузнецова А.И., Коробейникова Л.Г. 1989. Содержание металлов в рыбах Байкала // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Т. 12. С. 88–100.

4. Гашкина Н. А., Моисеенко Т. И., Шуман Л. А., Королева И. М. 2022. Роль микроэлементов в адаптации метаболизма рыб к снижению загрязнения (на примере субарктического оз. Имандра) // Геохимия. Т. 67, № 2. С. 119–135. DOI: 10.31857/S0016752522020054

5. Диагностический анализ состояния окружающей среды Арктической зоны Российской Федерации. 2011 / Отв. ред. Б.А. Моргунов. M.: Научный мир. 1260 с.

6. Долгов А.В. 2016. Состав, формирование и трофическая структура ихтиоценозов Баренцева моря. Мурманск: ПИНРО. 336 с.

7. Изучение экосистем рыбохозяйственных водоёмов, сбор и обработка данных о водных биологических ресурсах, техника и технология их добычи и переработки. 2004. Вып. 1. Инструкции и методические рекомендации по сбору и обработке биологической информации в морях Европейского Севера и Северной Атлантики. М.: ВНИРО. 299 с.

8. Ковековдова Л.Т., Кику Д.П., Касьяненко И.С. 2016. Мониторинг водной среды и безопасности промысловых объектов в дальневосточном рыбохозяйственном бассейне (токсичные элементы) // Морские биологические исследования: достижения и перспективы: в 3-х т. Мат. Всеросс. научно-практ. конф. с межд. участием, приуроченной к 145-летию Севастопольской биологической станции. Севастополь: Изд-во ЭКОСИ-Гидрофизика. Т. 3. С. 111–114.

9. Крючков В. Н., Бутаева Н. Б., Омарова Х. Г., Дубовская А. В. 2018. Влияние экспериментальной интоксикации кадмием на морфофункциональные показатели почек рыб // Вестник ДГУ. Серия 1. Естественные науки. Т. 33. Вып. 4. С. 121–128.

10. Метелев В.В., Канаев А.И., Дзасохова Н.Г. 1971. Водная токсикология. М.: Колос. 247 с. Моисеенко Т. И. 2015. Влияние геохимических факторов водной среды на биоаккумуляцию металлов в организме рыб // Геохимия. № 3. С. 222–233.

11. Моисеенко Т.И., Гашкина Н.А. 2018. Биогеохимия кадмия: антропогенное рассеивание, биоаккумуляция и экотоксичность // Геохимия. № 8. С. 759–773. DOI: 10.1134/S001675251808006X

12. Новиков М.А., Горбачева Е.А., Лаптева А.М. 2021. Содержание мышьяка в промысловых рыбах Баренцева моря (по многолетним данным) // Известия ТИНРО. Т. 201, № 4. С. 833–844. DOI: 10.26428/1606-9919-2021-201-833-844

13. Новиков М.А., Горбачева Е.А., Харламова М.Н. 2023. Содержание ртути в промысловых рыбах Баренцева моря (по многолетним данным) // Труды ВНИРО. Т. 191. С. 112–123. DOI: 10.36038/2307-3497-2023-191-112-1

14. Новиков М.А. 2017. К вопросу о фоновых значениях уровней содержания тяжёлых металлов в донных отложениях Баренцева моря // Вестник МГТУ. Т. 20, № 1–2. С. 280–288. DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-1/2-280-288

15. Новиков М.А., Драганов Д.М. 2017. Комплексный методический подход к определению фоновых значений уровней содержания микроэлементов в водных массах Баренцева моря на примере Cd, Co, Cu и Ni // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. Вып. 34, № 2. С. 37–48.

16. Филенко О.Ф., Михеева И.В. 2007. Основы водной токсикологии. М.: Колос. 144 с.

17. Христофорова Н.К. 1989. Биоиндикация и мониторинг загрязнения морских вод тяжёлыми металлами. Л.: Наука. 192 с.

18. Чибисова Н.В., Долгань Е.К. 1998. Экологическая химия. Калининград: КГУ. 113 с.

19. AMAP. 2005. AMAP Assessment 2002: Heavy Metals in the Arctic. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Oslo, Norway. xvi + 265 pp. (first published as electronic document in 2004).

20. Ayyat M.S., Mahmoud H.K., El-Hais A.E.-A.M., Abd El-Latif K.M. 2017. The role of some feed additives in fish fed on diets contaminated with cadmium // Environ. Sci. Pollut. Res. V. 24. P. 23636–23645. DOI: 10.1007/s11356-017-9986-1

21. Bank M. S., Frantzen S., Duinker A., Amouroux D., Tessier E., Nedreaas K., Maage A., Nilsen B.M. 2021. Rapid Temporal Decline of Mercury in Greenland Halibut (Reinhardtius hippoglossoides) // Environ. Pollut. V. 289. Is. 117843. DOI: 10.1016/j.envpol.2021.117843

22. Berntssen M. H.G., Aspholm O. Ø., Hylland K., Wendelaar Bonga S.E., Lundebye A.-K. 2001. Tissue metallothionein, apoptosis and cell proliferation responses in Atlantic salmon (Salmo salar L.) parr fed elevated dietary cadmium // Comp. Biochem. Physiol. Toxicol. Pharmacol. V. 128. P. 299–310. DOI: 10.1016/S1532-0456(00)00204-0

23. Bjerregaard P., Andersen C., Andersen O. 2014. Ecotoxicology of metals — sources, transport, and effects on the ecosystem // Handbook on the Toxicology of Metals / Nordberg G.F., Fowler B.A., Nordberg M. eds. Elsevier Science, Amsterdam. P. 425–459.

24. Dehn L.-A., Follmann E.H. Thomas D.L., Sheffield G.G., Rosa Ch., Duffy L.K., O’Hara T.M. 2006. Trophic relationships in an Arctic food web and implications for trace metal transfer // Sci. Total Environ. V. 362 (1–3). P. 103–123. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2005.11.012

25. Dietz R., Riget F., Johansen P. 1996. Lead, cadmium, mercury and selenium in Greenland marine animals // Sci. Total Environ. V.186. P. 67–93.

26. Ervik H., Finne T.E., Jenssen B.M. 2018. Toxic and essential elements in seafood from Mausund, Norway // Environ. Sci. Pollut. Res. P. 1–9.

27. Fernandes D., Bebianno M.J., Porte C. 2008. Hepatic levels of metal and metallothioneins in two commercial fish species of the Northern Iberian shelf // Sci. Total Environ. V. 391. P. 159–167. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2007.10.057

28. Fernandes D., Porte C., Bebianno M.J. 2007. Chemical residues and biochemical responses in wild and cultured European sea bass (Dicentrarchus labrax L.) // Environ. Res. V. 103. P. 247–256. DOI: 10.1016/j.envres.2006.05.015

29. Gashkina N. A., Moiseenko T. I., Kudryavtseva L. P. 2020. Fish response of metal bioaccumulation to reduced toxic load on long-term contaminated lake Imandra // Ecotoxicology and Environmental Safety. V.191: 110205.

30. Heath A.G. 2002. Water Pollution and Fish Physiology. Lewis Publishers. 506 p.

31. Hinton D. E., Baumann P. C., Gardner G. C., Hawkins W. E., Hendricks J. D., Murchelano R. A., Okihiro M. S. 2017. Histopathologic biomarkers // Biomarkers: Biochemical, Physiological and Histological Markers of Anthropogenic Stress / Huggett R.J., Kimerly R.A. et al. eds. Boca Raton, London, N.Y.: CRC Press. 155–210 p.

32. Hodson P. V. 1988. The effect of metabolism on uptake, disposition and toxicity in fish // Aquatic Toxicology. V. 11. P. 3–18.

33. Julshamn K., Lundebye A.K., Heggstad K., Berntssen M.H., Bøe B. 2004. Norwegian monitoring programme on the inorganic and organic contaminants in fish caught in the Barents Sea, Norwegian Sea and North Sea, 1994–2001 // Food Additives and Contaminants. V. 21. P. 365–376.

34. Julshamn K., Frantzen S., Valdersnes S., Nilsen B., Maage A., Nedreaas K. 2011. Concentrations of mercury, arsenic, cadmium and lead in Greenland halibut (Reinhardtius hippoglossoides) caught off the coast of northern Norway // Marine Biology Research. V. 7 (8). P. 733–745. DOI: 10.1080/17451000.2011.594893

35. Karl H., Kammann U., Aust M.-O., Manthey-Karl M., Lüth A., Kanisch G. 2016. Large scale distribution of dioxins, PCBs, heavy metals, PAH-metabolites and radionuclides in cod (Gadus morhua) from the North Atlantic and its adjacent seas // Chemosphere. V. 149. P. 294–303. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2016.01.052

36. Kim S.-G., Eom K.-H., Kim S.-S., Jin H.-G., Kang J.-C. 2006. Kinetics of Cd accumulation and elimination in tissues of juvenile rockfish (Sebastes schlegeli) exposed to dietary Cd // Mar. Environ. Res. V. 62. P. 327–340. DOI: 10.1016/j.marenvres.2006.05.001

37. Kim S.-G., Jee J.-H., Kang J.-C. 2004. Cadmium accumulation and elimination in tissues of juvenile olive flounder, Paralichthys olivaceus after sub-chronic cadmium exposure // Environ. Pollut. V. 127. P. 117–123. DOI: 10.1016/S0269-7491(03)00254-9

38. Le Croizier G., Lacroix C., Artigaud S., Le Floch S., Raffray J. Penicaud V. Coquillé V., Autiera J., Rouget M.-L., Le Bayond N., Lae R., De Moraisa L.T. 2018. Significance of metallothioneins in differential cadmium accumulation kinetics between two marine fish species // Environ. Pollut. V. 236. P. 462–476. DOI: 10.1016/j.envpol.2018.01.002

39. Liu Y., Chen Q., Li Y., Bi L., Jin L., Peng R. 2022. Toxic Effects of Cadmium on Fish // Toxics. V. 10, 622. 19 p. DOI: 10.3390/toxics10100622

40. Mackenzie Martyniuk A.C., Couture P., Tran L., Beaupré L., Urien N., Power M. 2020. A seasonal comparison of trace metal concentrations in the tissues of Arctic charr (Salvelinus alpinus) in Northern Québec, Canada // Ecotoxicology. V. 29. P. 1327–1346. DOI: 10.1007/s10646-020-02248-7

41. McGeer J.C., Niyogi S., Scott Smith D. 2011. Cadmium // Fish Physiology, Homeostasis and Toxicology of Non-essential Metals. Volume 31B / Wood C.M., Farrell A.P., Brauner C.J. eds. London: Academic Press. P. 125–184.

42. Riget F., Dietz R., Johansen P. 1997. Zinc, cadmium, mercury and selenium in Greenland fish // Bioscience. V. 48. 29 p.

43. Riget F., Dietz R., Johansen P., Asmund G. 2000. Lead, cadmium, mercury and selenium in Greenland marine biota and sediments during AMAP phase 1 // Science of the Total Environment. V.245. P. 3–14.

44. Sierra-Marquez L., Espinosa-Araujo J., Atencio-Garcia V., OliveroVerbel J. 2019. Effects of cadmium exposure on sperm and larvae of the neotropical fish Prochilodus magdalenae // Comparative Biochem. and Physiol., Part C.V. 225:108577. DOI: 10.1016/j.cbpc.2019.108577.

45. Singhal R.N., Jain M. 1997. Cadmium-induced changes in the histology of kidneys in common carp, Cyprinuscarpio (Cyprinidae) // Bull. Environ. Contam. And Toxicol. V. 58, № 3. Р. 456–462.

46. Siscar R., Koenig S., Torreblanca A., Solé M. 2014a. The role of metallothionein and selenium in metal detoxification in the liver of deep-sea fish from the NW Mediterranean Sea // Sci. Total Environ. V. 466–467. P. 898–905. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2013.07.081

47. Siscar R., Torreblanca A., del Ramo J., Solé M. 2014b. Modulation of metallothionein and metal partitioning in liver and kidney of Solea senegalensis after long-term acclimation to two environmental temperatures // Environ. Res., V. 132. P. 197–205. DOI: 10.1016/j.envres.2014.04.020

48. Sylva A.O., Martinez C.B. 2014. Acute effects of cadmium on osmoregulation of the freshwater teleost Prochilodus lineatus: enzymes activity and plasma ions // Aquat Toxicol. V. 156. P. 161–168. DOI: 10.1016/j.aquatox.2014.08.009

49. Thophon S., Kruatrachue M., Upatham E. S., Pokethitiyook P., Sahaphong S., Jaritkhuan S. 2003. Histopathological alterations of white seabass, Lates calcarifer, in acute and subchronic cadmium exposure // Environ. Pollution. V.121. P. 307–320. DOI: 10.1016/S0269-7491(02)00270-1

50. Yeşilbudak B., Erdem C. 2014. Cadmium accumulation in gill, liver, kidney and muscle tissues of Common carp, Cyprinus carpio, and Nile tilapia, Oreochromis niloticus // Bull. Environ. Contam. Toxicol 92, 546–550. DOI: 10.1007/s00128-014-1228-3

51. Zauke G.P., Schmalenbach, I. 2006. Heavy metals in zooplankton and decapod crustaceans from the Barents Sea // Sci. Total Environ. V. 359. P. 283–294. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2005.09.002.