БИОАККУМУЛЯЦИЯ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ТКАНЯХ КАРПА (Cyprinus carpio) В УСЛОВИЯХ ПРУДОВОГО РЫБОВОДСТВА ТАШКЕНТСКОЙ ОБЛАСТИ

АННОТАЦИЯ

Данным исследованием оценивается биоаккумуляция тяжёлых металлов (Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn) в тканях карпа (Cyprinus carpio) из прудов Ташкентской области (источник Салар). Анализировались двухлетние рыбы средней массой 1,5±0,25 кг. Определение концентраций проводилось методом атомно-эмиссионной спектрометрии (Avio 200). Установлено следующее органоспецифическое накопление: наибольшие уровни Fe (11,60 ± 0,32 мг/кг) и Zn (13,27 ± 0,18 мг/кг) — в печени, повышенные Co и Ni — в жабрах, минимальные — в мышцах. Загрязнение связано с сельскохозяйственными и городскими стоками. Результаты подтверждают использование карпа как биоиндикатора состояния водной среды.

ABSTRACT

This study assessed the bioaccumulation of heavy metals (Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn) in tissues of carp (Cyprinus carpio) from pond farms in the Tashkent region using the Salar water source. Two-year-old carp with an average weight of 1.5 ± 0.25 kg were analyzed. Metal concentrations were determined using atomic emission spectrometry (Avio 200). Results showed organ-specific accumulation: highest levels of Fe (11.60 ± 0.32 mg/kg) and Zn (13.27 ± 0.18 mg/kg) in the liver, elevated Co and Ni in the gills, and lowest in muscle tissue. Pollution was linked to agricultural and municipal wastewater inflows. Findings confirm the potential use of carp as a bioindicator of aquatic heavy metal contamination.

Ключевые слова: Cyprinus carpio, тяжёлые металлы, биоаккумуляция, печень, жабры, мышечная ткань.

Keywords: Cyprinus carpio, heavy metals, bioaccumulation, liver, gills, muscle tissue.

Введение. В последние десятилетия проблема загрязнения водных экосистем тяжёлыми металлами приобретает всё большую актуальность в связи с интенсивным развитием промышленности и сельского хозяйства. Тяжёлые металлы характеризуются высокой устойчивостью, токсичностью и способностью к бионакоплению в организмах гидробионтов [3; 7].

Рыбы, в частности карп (Cyprinus carpio), широко используются в качестве биоиндикаторов состояния водной среды благодаря своей способности аккумулировать загрязняющие вещества в различных тканях [9; 10]. Уровень накопления тяжёлых металлов зависит от экологических условий, качества воды, возраста рыб и особенностей метаболизма [4; 6].

Особое внимание уделяется исследованию распределения металлов между органами рыб, поскольку печень, жабры и мышечная ткань выполняют различные физиологические функции и по-разному реагируют на загрязнение [2; 5].

Несмотря на многочисленные исследования, данные по условиям Узбекистана остаются ограниченными, что обусловливает необходимость проведения локальных исследований.

Цель исследования — определить уровень загрязнения мышечной, жаберной и печёночной тканей карпа тяжёлыми металлами в условиях рыбоводных хозяйств Ташкентской области (водный источник Салар).

Материалы и методы

2.1. Объект и условия исследования

Исследования проводились в 2025 году на базе научно-исследовательского института рыбоводства Ташкентской области. Объектом исследования служил карп (Cyprinus carpio), выращенный в прудах площадью 50 соток в полуинтенсивных условиях. В осенний сезон были отобраны двухлетние карпы со средней массой тела 1,5 ± 0,25 кг. Всего было проанализировано 10 рыб (n = 10). Гидрохимические параметры воды поддерживались на стабильном уровне: температура 26–28 °C, растворённый кислород — 5.8 ± 0.2 мг/л, pH — 7.1 ± 0.2, жёсткость — 4.0 мг-экв/л.

2.2. Определение тяжёлых металлов в воде

Отбор проб воды осуществлялся из источника Салар, прудовой воды и воды на выходе. Анализ проводился методом атомно-эмиссионной спектрометрии (Avio 200) согласно методике [8]. Каждая проба анализировалась в трёхкратной повторности (n = 3).

2.3. Отбор и анализ проб тканей

После достижения товарной массы было отобрано 10 особей (n = 10). Образцы мышц, жабр и печени подвергались химическому анализу на содержание тяжёлых металлов с использованием аналогичной методики [8].

2.4. Статистический анализ

Результаты представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения (M ± SD). Статистическая обработка проводилась методом однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA), различия считались достоверными при p < 0,05.

Результаты. Анализ содержания тяжёлых металлов в воде показал их различное распределение между источником водоснабжения (Салар), прудовой водой и выходной водой (Таблица 1). Наиболее высокие концентрации были отмечены для железа (до 1.69 ± 0.17 мг/л) и цинка (до 5.04 ± 0.012 мг/л в выходной воде), что может свидетельствовать о накопительных процессах в системе прудового хозяйства. Повышенные значения кобальта (до 1.28 ± 0.07 мг/л) и кадмия (до 0.55 ± 0.12 мг/л) в выходной воде указывают на возможное поступление загрязняющих веществ из внешних источников или их аккумуляцию в донных отложениях.

Результаты анализа тканей карпа показали чёткую органоспецифичность накопления тяжёлых металлов (Таблица 2). Наиболее высокие концентрации большинства элементов были выявлены в печени. Так, содержание железа в печени составило 11.60 ± 0.32 мг/кг, что достоверно превышало показатели в мышцах (1.70 ± 0.02 мг/кг) и жабрах (1.49 ± 0.02 мг/кг) (p < 0.05). Аналогичная тенденция наблюдалась для цинка, концентрация которого в печени достигала 13.27 ± 0.18 мг/кг.

В жабрах отмечено повышенное накопление кобальта (0.57 ± 0.010 мг/кг) и никеля (0.21 ± 0.002 мг/кг), что связано с их функцией фильтрации воды и постоянным контактом с внешней средой.

Мышечная ткань характеризовалась относительно низким уровнем накопления тяжёлых металлов. Например, содержание кадмия составило 0.015 ± 0.001 мг/кг, что существенно ниже показателей в жабрах и печени, однако различия по данному элементу не были статистически значимыми (p > 0.05).

Таблица 1.

Концентрации тяжёлых металлов в воде различных участков прудовой системы (M ± SD, мг/л)

Примечания. Значения представлены как M ± SD. Концентрации тяжёлых металлов измерены в воде из источника (Салар), пруда и на выходе. Повышенные уровни Co и Cd на выходе указывают на возможное антропогенное загрязнение, изменения Fe и Zn отражают природные и накопительные процессы в водоёме.

Результаты анализа тканей карпа показали чёткую органоспецифичность накопления тяжёлых металлов (Таблица 2). Наиболее высокие концентрации большинства элементов были выявлены в печени. Так, содержание железа в печени составило 11.60 ± 0.32 мг/кг, что достоверно превышало показатели в мышцах (1.70 ± 0.02 мг/кг) и жабрах (1.49 ± 0.02 мг/кг) (p < 0.05). Аналогичная тенденция наблюдалась для цинка, концентрация которого в печени достигала 13.27 ± 0.18 мг/кг.

Таблица 2.

Содержание тяжёлых металлов в тканях карпа (Cyprinus carpio) (M ± SD, мг/кг)

Примечание. Значения представлены как M ± SD. Разные надстрочные буквы (a, b, c) в пределах одной строки указывают на достоверные различия при p < 0,05.

В жабрах отмечено повышенное накопление кобальта (0.57 ± 0.010 мг/кг) и никеля (0.21 ± 0.002 мг/кг), что связано с их функцией фильтрации воды и постоянным контактом с внешней средой.

Мышечная ткань характеризовалась относительно низким уровнем накопления тяжёлых металлов. Например, содержание кадмия составило 0.015 ± 0.001 мг/кг, что существенно ниже показателей в жабрах и печени, однако различия по данному элементу не были статистически значимыми (p > 0.05).

Диаграмма на рисунке 1 показывает, что наибольшая концентрация среди исследованных элементов в мышечной ткани карпа отмечена для железа (Fe — 1,70 мг/кг), за которым следует цинк (Zn — 0,76 мг/кг) и хром (Cr — 0,87 мг/кг). Остальные элементы (Ba, Co, Ni) представлены в значительно меньших концентрациях, тогда как минимальные значения зафиксированы для марганца (Mn — 0,003 мг/кг), кадмия (Cd — 0,015 мг/кг) и меди (Cu — 0,015 мг/кг).

Рисунок 1. Содержание тяжёлых металлов в мышечной ткани карпа (Cyprinus carpio), мг/кг

Примечание. Данные представлены как средние значения (M ± SD), n = 10.

Полученные данные свидетельствуют о низком уровне аккумуляции токсичных металлов в мышечной ткани, что имеет важное значение с точки зрения пищевой безопасности продукции.

Обсуждение. Полученные результаты свидетельствуют о том, что биоаккумуляция тяжёлых металлов у карпа (Cyprinus carpio) носит выраженный тканеспецифический характер, что полностью согласуется с данными ранее опубликованных исследований [4; 9]. Установленная закономерность распределения элементов (печень > жабры > мышцы) обусловлена физиологическими особенностями органов и их функциональной ролью в процессах метаболизма и детоксикации.

Высокие концентрации железа и цинка в печени (11.60 ± 0.32 и 13.27 ± 0.18 мг/кг соответственно) подтверждают её ключевую роль как основного органа биотрансформации и накопления ксенобиотиков. Аналогичные результаты были получены в исследованиях [5; 6], где печень рассматривается как основной депонирующий орган для тяжёлых металлов.

Повышенные уровни кобальта и никеля в жабрах объясняются их морфофункциональными особенностями, включая непосредственный контакт с водной средой и участие в процессах газообмена и ионной регуляции. Данные выводы согласуются с результатами [2], подчёркивающими высокую чувствительность жаберной ткани к загрязнению.

Низкие концентрации тяжёлых металлов в мышечной ткани имеют важное прикладное значение, поскольку именно эта часть рыбы используется в пищевых целях. Сравнение полученных данных с международными нормативами [1] показало, что содержание большинства элементов не превышает допустимых уровней, что свидетельствует об относительной безопасности продукции.

Вместе с тем, выявленные повышенные концентрации отдельных металлов в печени и жабрах указывают на наличие антропогенного загрязнения водной среды. Данный факт обусловлен поступлением сельскохозяйственных стоков (содержащих удобрения и пестициды) и городских сточных вод в систему водоснабжения (источник Салар), что является одним из основных путей поступления тяжёлых металлов в водные экосистемы [8; 10].

Следует также учитывать сезонный фактор: отбор проб в осенний период позволяет выявить накопительный эффект, поскольку в это время наблюдается снижение метаболической активности рыб и уменьшение гидрологического разбавления загрязняющих веществ. Это повышает достоверность оценки хронического загрязнения.

Таким образом, полученные результаты подтверждают, что карп (Cyprinus carpio) может эффективно использоваться в качестве биоиндикатора состояния водных экосистем, а также подчёркивают необходимость систематического экологического мониторинга в условиях прудового рыбоводства.

Заключение. Проведённое исследование позволило установить, что биоаккумуляция тяжёлых металлов в тканях карпа (Cyprinus carpio) характеризуется выраженной органоспецифичностью. Максимальные уровни накопления выявлены в печени, что обусловлено её детоксикационной функцией, тогда как минимальные концентрации зафиксированы в мышечной ткани. Показано, что содержание тяжёлых металлов в мышечной ткани не превышает предельно допустимых значений для пищевой продукции, что свидетельствует о её относительной безопасности для потребления. В то же время повышенные концентрации металлов в жабрах и печени указывают на наличие антропогенной нагрузки, связанной с поступлением сельскохозяйственных и городских сточных вод в водную систему. Полученные результаты подтверждают возможность использования карпа в качестве надёжного биоиндикатора загрязнения водной среды и подчёркивают необходимость регулярного мониторинга качества воды в рыбоводных хозяйствах Ташкентской области.

Список литературы:

1. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://openknowledge.fao.org/handle/20.500.14283/i2330e (дата обращения: 02.03.2026).
2. Authman M.M., Abbas H.H., Abbas W.T. Assessment of metal status in drainage canal water and their bioaccumulation in Oreochromis niloticus fish in relation to human health // Environmental monitoring and assessment. — 2013. — Vol. 185. — Pp. 891—907. https://doi.org/10.1007/s10661-012-2599-8
3. Bharwana S., Ahmad R. Effect of Different Heavy Metal Pollution on Fish // Research Journal of Chemistry and Environment. — 2014. — Vol. 2. — Pp. 74–79.
4. Brázová T., Syrota Y., Oros M., Uhrovič, D. Heavy Metal Accumulation in Freshwater Fish: The Role of Species, Age, Gender, and Parasites // Bulletin of environmental contamination and toxicology. — 2025. — Vol. 114. — Pp. 92. https://doi.org/10.1007/s00128-025-04068-z
5. Liu F., Ni H.G., Chen F., Luo Z.X., Shen H., Liu L., Wu P. Metal accumulation in the tissues of grass carps (Ctenopharyngodon idellus) from fresh water around a copper mine in Southeast China // Environmental monitoring and assessment. — 2012. — Vol.  184. — Pp. 4289–4299. https://doi.org/10.1007/s10661-011-2264-7
6. Malik N., Biswas A.K., Qureshi T.A., Borana K., Virha R. Bioaccumulation of heavy metals in fish tissues of a freshwater lake of Bhopal // Environmental monitoring and assessment. — 2010. — Vol. 160. — Pp. 267–276. https://doi.org/10.1007/s10661-008-0693-8
7. Saha P.N.C. Effect of Heavy Metals on Fishes: Toxicity and Bioaccumulation // Journal of Clinical Toxicology. — 2021.
8. Samad S.U., Ghayyur, S., Ullah R.  Assessment of Heavy Metal Contamination in Water, Soils, and Fish Tissues from Barandu River, Buner, Pakistan: Implications for Food Safety and Human Health Risk // Biological Trace Element Research. — 2026. — Vol. 204. — Pp. 514–537. https://doi.org/10.1007/s12011-025-04693-z
9. Vilizzi L., Tarkan A.S. Bioaccumulation of metals in common carp (Cyprinus carpio L.) from water bodies of Anatolia (Turkey): a review with implications for fisheries and human food consumption //  Environmental monitoring and assessment. — 2016. — Vol. 188. — Pp. 243. https://doi.org/10.1007/s10661-016-5248-9
10. Zhang J.L., Fang L., Song J.Y., Luo X., Fu K.D., Chen L.Q. Health risk assessment of heavy metals in Cyprinus carpio (Cyprinidae) from the upper Mekong River //  Environmental science and pollution research international. — 2019. — Vol. 26. — Pp. 9490–9499. https://doi.org/10.1007/s11356-019-04291-2