Sunkiųjų metalų kaupimosi lašišų Salmo salar l. audiniuose

VILNIAUS GEDIMINO TECHNIKOS UNIVERSITETAS

APLINKOS INŽINERIJOS FAKULTETAS

APLINKOS APSAUGOS KATEDRA

Gintarė Sauliutė

SUNKIŲJŲ METALŲ KAUPIMOSI LAŠIŠŲ Salmo salar L. AUDINIUOSE

EKSPERIMENTINIAI TYRIMAI

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF HEAVY METALS

ACCUMULATION TISSUES OF SALMON Salmo salar L.

Baigiamasis magistro darbas

Aplinkos inžinerijos studijų programa, valstybinis kodas 621H17004

Aplinkos apsaugos technologijų specializacija

Bendroji inžinerijos studijų kryptis

Vilnius, 2013

VILNIAUS GEDIMINO TECHNIKOS UNIVERSITETAS

APLINKOS INŽINERIJOS FAKULTETAS

APLINKOS APSAUGOS KATEDRA

TVIRTINU

Katedros vedėjas

(Parašas)

habil. dr. prof. P. Baltrėnas (vardas, pavardė)

2013-

Gintarė Sauliutė

SUNKIŲJŲ METALŲ KAUPIMOSI LAŠIŠŲ Salmo salar L. AUDINIUOSE

EKSPERIMENTINIAI TYRIMAI

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF HEAVY METALS

ACCUMULATION TISSUES OF SALMON Salmo salar L.

Baigiamasis magistro darbas

Aplinkos inžinerijos studijų programa, valstybinis kodas 621H17004

Aplinkos apsaugos technologijų specializacija

Bendroji inžinerijos studijų kryptis

Vadovas doc. dr. Raimondas Leopoldas Idzelis (Moksl. laipsnis, vardas, pavardė) (Parašas) (Data)

Konsultantas dr. Gintaras Svecevičius (Moksl. laipsnis, vardas, pavardė) (Parašas) (Data)

Konsultantas dr. prof. Jonas Kleiza (Moksl. laipsnis, vardas, pavardė) (Parašas) (Data)

Lietuvių kalbos konsultantas lekt. Regina Žukienė (Moksl. laipsnis, vardas, pavardė) (Parašas) (Data)

Vilnius, 2013

3

Vilniaus Gedimino technikos universitetas

Aplinkos inžinerijos fakultetas

Aplinkos apsaugos katedra

ISBN ISSN

Egz. sk. ........

Data ....... - ... - ...

Aplinkos inžinerijos studijų programos baigiamasis magistro darbas

Pavadinimas: Sunkiųjų metalų kaupimosi lašišų Salmo salar L. audiniuose eksperimentiniai

tyrimai

Autorė Gintarė Sauliutė Vadovas doc. dr. Raimondas Leopoldas Idzelis

Kalba

lietuvių

užsienio

Anotacija

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamas sunkiųjų metalų (toliau – SM) keliamas

pavojus biotinei ir abiotinei aplinkai, vertinamas eksperimento aktualumas, užsienio šalių bei

Lietuvos patirtis šioje srityje. Darbo tikslas – nustatyti SM (Cu, Zn, Ni, Cr, Pb, Cd, Pb) mišinio

kaupimosi dėsningumus atlantinių lašišų Salmo salar L. audiniuose (inkstuose, žiaunose,

raumenyse, kepenyse) eksperimentinėmis sąlygomis. Gauti rezultatai palyginami su ankstesniųjų

metų tyrimų duomenimis, kur analogiškomis bandymo sąlygomis buvo tirtos penkios žuvų rūšys.

Nustatyta, kad skirtingos žuvų rūšys skirtingai kaupia SM audiniuose. Lašišoje SM kaupėsi tokia

mažėjančia seka: raumenys > žiaunos > inkstai > kepenys. Nustatyti Ni DLK viršijimai

raumenyse ir žiaunose, o Pb leistinas kiekis viršytas net 3 audiniuose: raumenyse, žiaunose ir

kepenyse.

Parengto matematinio modeliavimo rezultatai parodė, kad SM kaupimasis lašišų audiniuose

yra specifinis metalui ir audiniui, t. y., skirtingi audiniai parodė skirtingą gebėjimą kaupti SM.

Darbo pabaigoje pateikiamos išvados ir rekomendacijos.

Darbą sudaro 6 dalys: įvadas, literatūros apžvalga, metodikos aprašymas ir rezultatų

analizė, matematinis modeliavimas, išvados ir rekomendacijos, literatūros sąrašas.

Darbo apimtis – 90 p., 48 iliustr., 16 lent., 73 bibliografiniai šaltiniai.

Prasminiai žodžiai: mitybinė grandinė, sunkieji metalai, bioakumuliacija, vandens tarša, žuvys,

atlantinė lašiša, didžiausi leistini kiekiai (DLK).

4

Vilnius Gediminas Technical University

Environmental Engineering faculty

Environment Protection department

ISBN ISSN

Copies No.2

Date 2013 - ... - ...

Environmental Engineering study programme master thesis.

Title: Experimental investigation of heavy metals accumulation tissues of salmon Salmo

salar L.

Author Gintare Sauliute Academic supervisor doc. dr. Raimondas Leopoldas Idzelis

Raimondas Leopoldas Idzelis

Kalba

lietuvių

užsienio

Annotation

The final master thesis discusses potential risks of heavy metals (hereinafter referred to as

HM) to the biotic and abiotic environment, relevance of the experimental investigation,

experience of Lithuania and foreign countries in this field. Aim of the work is to evaluate the

accumulation patterns of heavy metal mixture (Cu, Zn, Ni, Cr, Pb, Cd) in the tissues of Atlantic

salmon Salmo salar L. (kidneys, gills, muscles, liver) in experimental conditions. Results of the

work are compared with previous studies, where five species were investigated in the same

conditions. It was found that different species accumulate different amounts of HM in the tissues.

Salmon accumulate HM in the following descending order: muscles > gills > kidneys > liver.

Maximum permissible amount of Ni was exceeded in muscles and gills, while amount of Pb was

exceeded even in the three tissues: muscles, gills and liver.

Results of the mathematical model showed that the HM accumulation in salmon is specific

for metal and for tissue, i.e. different tissues showed a different ability to accumulate HM.

At the end of the work general conclusions and recommendations are presented.

Structure: introduction, review of literary sources, description of methodology and analysis

of results, mathematical modelling, conclusions and recommendations, references.

Thesis consists of: 90 p., 48 pictures, 16 tables, 73 bibliographical entries.

Keywords: food chain, heavy metals, bioaccumulation, water pollution, fish, Atlantic salmon,

maximum-permissible-amount (MPA).

5

TURINYS

PAVEIKSLŲ SĄRAŠAS ................................................................................................................... 7

LENTELIŲ SĄRAŠAS ...................................................................................................................... 9

SANTRUMPOS ................................................................................................................................ 10

ĮVADAS ............................................................................................................................................. 11

1. SUNKIŲJŲ METALŲ PAPLITIMAS EKOSISTEMOJE ..................................................... 13

1.1. Sunkiųjų metalų patekimas į atmosferą ............................................................................. 14

1.2. Sunkiųjų metalų patekimas į vandens ekosistemas ........................................................... 16

1.3. Sunkiųjų metalų patekimas į dirvožemį ............................................................................ 18

1.4. Pagrindinės sunkiųjų metalų toksinės savybės .................................................................. 20

1.5. Sunkiųjų metalų poveikis gyviesiems organizmams ir augalams ..................................... 23

1.6. Sunkiųjų metalų migracija mitybos grandinėje ................................................................. 25

1.7. Veiksniai nulemiantys bioakumuliaciją ............................................................................. 27

1.8. Lašiša – jos bendra charakteristika .................................................................................... 28

1.9. Sunkiųjų metalų tyrimai vandens ekosistemoje ................................................................ 30

1.9.1. Valstybinis paviršinio vandens monitoringas .......................................................... 31

1.9.2. Valstybinė aplinkos monitoringo programa ............................................................. 32

1.10. Sunkiųjų metalų bioakumuliacijos žuvyse tyrimų apžvalga Lietuvoje ............................. 33

1.10.1. SM kaupimasis žuvyse ir dugno nuosėdose gamtinėmis sąlygomis ........................ 34

1.10.2. SM kaupimosi ypatumai žuvų audiniuose eksperimentinėmis sąlygomis ............... 38

1.11. Sunkiųjų metalų kaupimosi žuvų audiniuose apžvalga užsienyje ..................................... 41

SKYRIAUS IŠVADOS .................................................................................................................... 45

2. SUNKIŲJŲ METALŲ NUSTATYMO LAŠIŠŲ Salmo salar L. AUDINIUOSE

METODIKA ..................................................................................................................................... 46

2.1. Tyrimo objektas ................................................................................................................. 46

2.2. Žuvų paruošimas eksperimentui ........................................................................................ 46

2.3. Žuvų morfometrinė analizė ................................................................................................ 48

2.4. Bandinių paėmimas ........................................................................................................... 50

2.5. Laboratorinė įranga sunkiesiems metalams nustatyti ........................................................ 53

3. EKSPERIMENTINIO TYRIMO REZULTATAI ................................................................... 57

3.1. Sunkiųjų metalų koncentracijos lašišų audiniuose ............................................................ 57

3.2. Biokoncentracijos indeksas ............................................................................................... 62

3.3. Eksperimento rezultatų palyginimas su kitų žuvų tyrimų rezultatais ................................ 64

6

3.4. Eksperimentinių tyrimų rezultatų įvertinimas ................................................................... 67


4. SUNKIŲJŲ METALŲ PASISKIRSTYMO LAŠIŠOS AUDINIUOSE MATEMATINIS

MODELIAVIMAS ........................................................................................................................... 69

4.1. Modeliavimo samprata ...................................................................................................... 69

4.2. Modeliai nagrinėjantys sunkiųjų metalų bioakumuliaciją žuvyse ..................................... 69

4.3. SM kiekio pasiskirstymo lašišos audiniuose sklaidos modeliavimas ................................ 73


BENDROSIOS IŠVADOS ............................................................................................................... 83

REKOMENDACIJOS ..................................................................................................................... 84

LITERATŪRA ................................................................................................................................. 85

AUTORĖS PASKELBTI DARBAI ................................................................................................ 90

PRIEDAI ........................................................................................................................................... 91

7

PAVEIKSLŲ SĄRAŠAS

1.1 pav. SM (Cd, Hg, Pb) emisijų kitimo tendencijos atmosferoje 1990 – 2009 m................. 15

1.2 pav. Gyvsidabrio (HG) migracija ekosistemoje ................................................................. 17

1.3 pav. Sunkiųjų metalų patekimas į žmogaus organizmą per mitybos grandinę .................. 26

1.4 pav. Bioakumuliacijos schema ........................................................................................... 27

1.5 pav. Lašiša (Salmo salar L.) ............................................................................................... 29

1.6 pav. SM kiekiai 2 metų upėtakių raumenyse 2003 m. ....................................................... 36

1.7 pav. SM kiekiai ežerų žuvų (kuojos ir ešerio) audiniuose 2003 m. .................................. 36

1.8 pav. SM kiekiai upių žuvų audiniuose 2003 m. ................................................................. 37

1.9 pav. SM kiekiai upių dugno nuosėdose 2003 m. ................................................................ 37

1.10 pav. SM kiekiai ežerų dugno nuosėdose 2003 m. ............................................................ 38

1.11 pav. Bendras SM kiekis skirtingų žuvų rūšių raumenyse bandinio ir kontrolės grupėje . 39

1.12 pav. Bendras SM kiekis skirtingų žuvų rūšių žiaunose bandinio ir kontrolės grupėje .... 40

1.13 pav. Bendras SM kiekis skirtingų žuvų rūšių kepenyse bandinio ir kontrolės grupėje .... 40

1.14 pav. Cinko (Zn) koncentracija skirtingose žuvų rūšyse ................................................... 42

1.15 pav. Sunkiųjų metalų koncentracija skirtingose žuvų rūšyse ........................................... 42

2.1 pav. Žeimenos lašišinių žuvų veislynas ............................................................................. 46

2.2 pav. Akvariumai, kuriuose laikomos bandymo lašišos ...................................................... 47

2.3 pav. Aeruojamas akvariumas ............................................................................................. 47

2.4 pav. Žuvies morfometrinės analizės parametrai ................................................................. 49

2.5 pav. Nustatomas lašišos svoris ........................................................................................... 50

2.6 pav. Elektroninės svarstyklės ............................................................................................. 50

2.7 pav. Bandymo žuvys, paruoštos audinių paėmimui ........................................................... 51

2.8 pav. Eksperimentui paimti reikalingi audiniai ................................................................... 51

2.9 pav. Kontrolinės grupės vidutinės audinių reikšmės, % .................................................... 52

2.10 pav. SM modeliniu mišiniu paveiktos grupės vidutinės audinių reikšmės, % ................. 53

2.11 pav. Milestone firmos mineralizatorius ETHOS .............................................................. 54

2.12 pav. Atominis absorbcinis spektrometras „Buck Scientific" 210 .................................... 55

2.13 pav. Atominio absorbcinio spektrometro schema ............................................................ 56

3.1 pav. Bendras SM kiekis atlantinių lašišų audiniuose (inkstuose, žiaunose, kepenyse,

raumenyse) .................................................................................................................. 58

3.2 pav. Zn koncentracija lašišų audiniuose (inkstuose, žiaunose, kepenyse, raumenyse) ...... 59

3.3 pav. SM koncentracija lašišų inkstuose (A) ....................................................................... 59

3.4 pav. SM koncentracija lašišų žiaunose (B) ........................................................................ 60

3.5 pav. SM koncentracija lašišų kepenyse (C) ........................................................................ 61

8

3.6 pav. SM koncentracija lašišų raumenyse (D) ..................................................................... 61

3.7 pav. SM BI lašišos audiniuose ........................................................................................... 63

3.8 pav. Zn BI lašišos audiniuose ............................................................................................. 63

3.9 pav. Bendras SM kiekis skirtingų žuvų rūšių audiniuose ................................................. 65

4.1 pav. Vienos talpos biokoncentracijos modelio schema ...................................................... 71

4.2 pav. Teršalo koncentracijos priklausomybė nuo laiko ....................................................... 71

4.3 pav. Cheminės medžiagos šalinimas iš organizmo ............................................................ 72

4.4 pav. Dviejų talpų biokoncentracijos modelis ..................................................................... 73

4.5 pav. SM kaupimosi audiniuose matematinio modelio schema .......................................... 74

4.6 pav. Cu pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo šalinimo iš

audinių greičio (kd = ml/(g val.)) ............................................................................... 76

4.7 pav. Zn pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo šalinimo iš


4.8 pav. Ni pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo šalinimo iš


4.9 pav. Cd pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo šalinimo iš


4.10 pav. Pb pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo šalinimo iš


4.11 pav. Cr pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo šalinimo iš


9

LENTELIŲ SĄRAŠAS

1.1 lentelė. Vandens aplinkai pavojingų medžiagų didžiausios leidžiamos koncentracijos

(DLK) ..................................................................................................................... 17

1.2 lentelė. SM kaupimasis pramoninių ir kitų taršos šaltinių poveikio zonų dirvožemyje..... 19

1.3 lentelė. Didžiausios leidžiamos SM koncentracijos ir jų foniniai kiekiai dirvožemyje ..... 19

1.4 lentelė. Pavojingos ir prioritetinės pavojingos medžiagos 2005–2010 m. Valstybinėje

aplinkos monitoringo programoje .......................................................................... 32

1.5 lentelė. Paviršinių vandens telkinių, kuriose gali gyventi ir veistis gėlavandenės žuvys,

vandens kokybės rodiklių ribinės vertės ................................................................ 33

1.6 lentelė. SM didžiausi leistina koncentracija (DLK) (mg/kg žalios masės) žuvims ir jų

produktams ............................................................................................................. 34

1.7 lentelė. Bendras SM (Pb, Ni, Cr, Pb, Zn, Cd) kiekis skirtingų žuvų rūšių bandinio ir

kontrolės audiniuose .............................................................................................. 39

1.8 lentelė. Vidutinė SM koncentracija (µg/g) skirtingose žuvų rūšyse .................................. 42

2.1 lentelė. SM koncentracijos modeliniame mišinyje ............................................................. 48

2.2 lentelė. Kontrolinių žuvų morfometriniai duomenys ......................................................... 49

2.3 lentelė. Bandymo žuvų morfometriniai duomenys ............................................................. 49

2.4 lentelė. Mėginių masės (g) naudotos tyrime ...................................................................... 52

3.1 lentelė. Sunkiųjų metalų kiekiai (mg/kg) lašišos audiniuose ............................................. 57

3.2 lentelė. SM biokoncentracijos indeksas (BI) lašišos audiniuose ........................................ 62

3.3 lentelė. SM koncentracija (mg/kg) skirtingų žuvų rūšių organuose ................................... 65

4.1 lentelė. Sunkiųjų metalų šalinimo iš audinių greičio konstantų reikšmės kd, ml/(g val.) . 75

10

SANTRUMPOS

SM – sunkieji metalai;

SMMM – sunkiųjų metalų modelinis mišinys;

DLK – didžiausia leistina koncentracija, mg/kg;

LTL – leistinas taršos lygis, mg/kg;

BI – biokoncentracijos indeksas;

A – sunkiųjų metalų koncentracija bandymo žuvų audiniuose, mg/kg;

B – sunkiųjų metalų koncentracija kontrolinių žuvų audiniuose, mg/kg;

C – bandomoji koncentracija, mg/l;

BDS7 – biocheminis deguonies sunaudojimas per 7 dienas, mg/l O2;

AAS – atominės absorbcijos spektrofotometras;

ΣSM – suminė sunkiųjų metalų koncentracija audinyje, mg/kg;

OHC2

− cheminės medžiagos koncentracija vandenyje, µg/ml;

CORG. − cheminės medžiagos koncentracija organizme, µg/g;

t – laikas, val.;

ku – sunkiojo metalo pasisavinimo greičio konstanta, ml/g val.;

kd – sunkiojo metalo šalinimo greičio konstanta, ml/g val.;

CLKOP – liekamoji koncentracija organizme esant pusiausvyrai;

BCFPUS – biokoncentracijos faktorius esant pusiausvyrai;

L – žuvies bendras ilgis, cm;

l – standartinis ilgis, cm;

Q – bendras svoris, g;

q – svoris be vidurių, g;

ab – visas žuvies ilgis, cm;

ac – žuvies kūno ilgis iki uodegos peleko vidurio, cm;

ad – žuvies kūno ilgis be uodegos peleko, cm;

od – žuvies liemens ilgis, cm.

11

ĮVADAS

Tiriamoji problema

Pasaulyje nuolatos įvyksta neigiamų gamtinių procesų, kurių atsiradimo priežastis – Žmogus

ir kiti gyvieji organizmai. Daugybė antropogeninių faktorių – pramonė, transportas, žemės ūkis,

urbanizacija veikia biotinę ir abiotinę aplinką. Technogeninė tarša ne tik neigiamai veikia

atmosferą, hidrosferą, dirvožemį, tačiau destabilizuoja joje vykstančius natūralius procesus.

Daugelis pavojingų cheminių junginių, patekusių iš taršos židinių į aplinką, kaupiasi

dirvožemyje ar vandens telkinio dugno nuosėdose. Vieni pagrindinių tokių teršalų – sunkieji

metalai, kurie šiomis dienomis yra pagrindinė antropogeninės kilmės problema. Didelis

susidomėjimas sunkiaisiais metalais atsirado todėl, kad metalai gamtoje turi savybę kauptis,

migruodami iš vienos gamtinės sistemos į kitą. Šie, pagal plitimo biosferoje greitį ir didėjančią

koncentraciją, yra pavojingiausi teršalai, kurie įvairiais būdais patekę į aplinką įsijungia į medžiagų

apykaitos ratą, tampa toksiški ir sutrikdo organizmų fiziologines funkcijas.

Greičiausią metalų migraciją gamtoje užtikrina vandens terpė, nes dauguma šių cheminių

junginių yra tirpūs, didelės jų paplitimo ribos. Sunkieji metalai vandenyje dažniausiai būna sudėtinė

suspenduotų nuosėdų dalimi, kuri sukelia žalingą poveikį organizmams. Patekę į organizmus, juos

veikia kancerogeniškai ir yra mutageniški. Todėl paskutiniaisiais dešimtmečiais, vandens

ekosistemų tarša šiais teršalais pradėjo kelti didelį susirūpinimą

Darbo aktualumas

Dėl savo toksinių savybių, metalai yra pavojingi žmogui ir gyvajai gamtai, todėl yra labai

svarbūs jų sklidimo ir nusėdimo procesų tyrimai.

Į sunkiųjų metalų sąrašą patenka daug elementų, kurie yra būtini gyviesiems organizmams:

geležis, kobaltas, cinkas, varis, manganas, molibdenas ir kt., tačiau didelės jų koncentracijos

gyviesiems organizmams yra pavojingos.

Žuvys yra plačiai naudojamos įvairiems tyrimams atlikti, norint įvertinti vandens ekosistemos

taršą, teršalų didėjimą trofinėse grandyse, žuvų mirtingumą. Skirtingai nei kiti gyvūnai, žuvys

negali pasprukti nuo žalingo taršos poveikio, nes jų judėjimas ribotas. Dėl savo biologinių savybių,

jos yra puikus indikatorius sunkiųjų metalų bioakumuliacijai įvertinti. Sunkieji metalai žuvų

audiniuose akumuliuojasi selektyviai. Atlikus taršos analizę, galima įvertinti susikaupusių metalų

kiekius tam tikruose organuose ir audiniuose.

Rūpinantis žuvų, kaip maisto produktų kokybe, reikia nuolat stebėti taršą audiniuose,

naujausiais tyrimo metodais analizuoti bei vertinti SM kiekį. Žuvų užterštumo SM lygis priklauso

nuo faktorių visumos: vandens telkinio geografinės padėties, gylio, nuotolio nuo magistralinių

12

kelių, ūkinės veiklos intensyvumo, SM koncentracijos vandenyje, jų sankaupos žuvų pašariniuose

organizmuose hidrobiontuose, vandens temperatūros, kietumo, pH dydžio.

Nors SM bioakumuliacija žuvų audiniuose yra plačiai tiriama užsienio šalyse, Lietuvoje šie

tyrimai buvo atliekami daugiausia kaip aplinkos monitoringo dalis. Tuo tarpu eksperimentiniai

sunkiųjų metalų kaupimosi žuvyse tyrimai dar tik pradėti.

Tyrimo objektas – atlantinė lašiša Salmo salar L.

Darbo tikslas – nustatyti sunkiųjų metalų (Cu, Zn, Ni, Cr, Pb, Cd, Pb) mišinio kaupimosi

dėsningumus lašišų Salmo salar L. audiniuose eksperimentinėmis sąlygomis.

Darbo uždaviniai:

1. Ištirti sunkiųjų metalų (Cu, Zn, Ni, Cr, Cd, Pb) mišinio kaupimosi lašišų Salmo salar L.

audiniuose ypatumus;

2. Išanalizuoti eksperimentinio tyrimo rezultatus;

3. Gautus tyrimo rezultatus palyginti su ankstesnių metų tyrimų duomenimis, kur

analogiškomis bandymo sąlygomis buvo tirtos penkios žuvų rūšys;

4. Parengtį matematinį modelį, įvertinantį sunkiųjų metalų migraciją lašišos organuose.

Darbo naujumas

Darbo naujumas pasireiškia tuo, kad žinomu tyrimo metodu ištirta žuvų rūšis – lašiša Salmo

salar L., apie kurios taršą SM iki šiol Lietuvoje dar nėra sukaupta pakankamai duomenų. Anksčiau

atliktų eksperimentinių tyrimų rezultatai leidžia teigti, kad skirtingose žuvų rūšyse sunkieji metalai

kaupiasi labai skirtingai ir specifiškai, nes rezultatai priklauso nuo žuvies rūšiai būdingų ekologinių,

elgsenos bei organizmo fiziologinių-biocheminių procesų ypatybių.

Praktinė reikšmė

Darbe tiriama sunkiųjų metalų bioakumuliacija žuvų audiniuose, jų galimas poveikis žmogaus

organizmui. Per mitybines grandines patekę į žmogaus organizmą, sunkieji metalai gali sukelti

įvairius negalavimus ar sunkius susirgimus, todėl tokio pobūdžio tyrimai turi didžiulę praktinę

reikšmę, o jų rezultatai gali būti panaudoti aplinkosaugos ir sveikatos apsaugos srityse.

13

1. SUNKIŲJŲ METALŲ PAPLITIMAS EKOSISTEMOJE

Sunkiųjų metalų sklaidos šaltinius galima suskirstyti į gamtinius ir antropogeninius.

Gamtiniai sunkiųjų metalų šaltiniai

Gamtiniai sunkiųjų metalų sklaidos šaltiniai – dirvodarinių uolienų dūlėjimas ir vulkanų

veikla. Dirvodarinių uolienų dūlėjimas – vienas svarbiausių gamtinių SM šaltinių. Sunkieji metalai

yra gamtiniai elementai, todėl skirtinguose pasaulio vietose jų foninė koncentracija aplinkoje

skirtinga ir priklauso nuo dirvodarinės uolienos tipo ir aplinkos sąlygų, lemiančių erozijos procesų

intensyvumą. Nustatyta, kad vulkaninės kilmės uolienos turi didesnes sunkiųjų metalų (Cr, Mn,

Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Sn, Hg, Pb) koncentracijas, palyginti su nuosėdinėmis uolienomis. Yra žinoma,

kad skirtingų rūšių vulkaninės kilmės uolienoms būdinga skirtinga sunkiųjų metalų koncentracija,

pavyzdžiui serpentinai turi didesnę metalų koncentraciją nei bazaltai ar granitas. Nuosėdinės kilmės

uolienose metalų koncentracija mažėja tokia tvarka: skalūnas: Mn > Zn > Cr > Ni > Cu;

klintyse/kalkakmenyje ir smiltainyje vyrauja Mn. Dirvodaros procese pagrindinai dalyvauja

nuosėdinės uolienos, tačiau lėtai vykstant šios uolienos dūlėjimo procesui tik maža dalis metalų

patenka į aplinką.

Kitas svarbus gamtinis metalų sklaidos šaltinis yra vulkanų išsiveržimai. Vulkanai kartu su

kenksmingomis SO2 ir H2S dujomis išmeta Al, Zn, Mn, Pb, Ni, Cu, Hg. Dažniausiai šie išmetimai

veikia fauną ir florą lokaliai, tačiau kartais paplinta ir didesniu atstumu.

Kitas taršos šaltinis – oru pernešamos teršalų (Hg, Se, Cd), atsiradusių dėl natūralių miškų ir

stepių gaisrų, emisijos. Tačiau sunkiųjų metalų kiekis, patekęs į aplinką iš gamtinių šaltinių

dažniausiai nesukelia reikšmingo neigiamo poveikio augalams ir kitiems gyviems organizmams

(Račaitė 2009).

Antropogeniniai sunkiųjų metalų šaltiniai

Antropogeninės kilmės sunkiųjų metalų emisijos iš žemės ūkio (trąšos, pesticidai),

metalurgijos (metalų kasyba ir metalų liejyklų darbai), energijos gamybos ir kuro deginimo,

elektronikos produkcijos bei atliekų šalinimo didėja. Tarša sunkiaisiais metalais pasaulyje

pripažinta svarbia aplinkos problema, nes pagal Korte suminį indeksą, iliustruojantį pavojingumą

gyvybei, sveikatai ir genetikai, užima vieną iš pirmaujančių vietų tarp kitų ekologinių problemų,

tokių kaip pesticidai, rūgštieji lietūs, naftos išsiliejimai, cheminės trąšos, miesto triukšmas (Račaitė

2009).

Dauguma antropogeninės kilmės SM į aplinką patenka dujų emisijų pavidalu. Pagrindinis

šaltinis – metalų kasyba ir jų lydymas. SM kasybos metu į aplinką patenka atliekų pavidalu. Plieno,

geležies bei pjautinės medienos gamyba lemia chromo susidarymą. Kitas svarbus antropogeninių

sunkiųjų metalų šaltinis atmosferoje – deginimas iškastinio kuro (pvz., akmens anglies) bei

14

komunalinių atliekų, cemento gamyba, ir fosfatų kasyba. Svarbiausias sunkiųjų metalų šaltinis

sausumoje ir vandens ekosistemose – nuotekų dumblas, naudojamos trąšos žemės ūkyje, pesticidai,

gyvūninės kilmės atliekos ir nuotekų šalinimas (Sunkiųjų metalų... 2011).

1.1. Sunkiųjų metalų patekimas į atmosferą

Gamtoje vyksta du svarbūs procesai: medžiagų migracija ir kaupimasis. Gamtoje galiojančio

kaupimo dėsnio esmė sukaupti tam tikras atsargas, kad kritiniu momentu būtų išsaugota gyvybė.

Metalai į atmosferą patenka tiek iš antropogeninių šaltinių – pramonės įmonių, šiluminių

jėgainių bei transporto priemonių, tiek ir iš natūralių šaltinių – vulkanų, dėl dirvų erozijos, miškų

gaisrų. Patekę į atmosferą metalai aerozolio dalelių sudėtyje su oro srautais sklinda įvairiais

atstumais ir sauso ar šlapio nusėdimo būdu patenka į žemės bei vandenų paviršių, iš kur jie toliau

migruoja dirvožemyje, patenka į gruntinius vandenis, su upėmis nunešami į jūras ir vandenynus,

nusėda vandens telkinių dugne. Sunkieji metalai gamtoje turi savybę kauptis, migruodami iš vienos

gamtinės sistemos į kitą, o susikaupę neigiamai veikia gyvų organizmų gyvybines sistemas.

Daugelis metalų pasižymi toksinėmis savybėmis, todėl yra pavojingi žmogui ir gyvajai gamtai. Tai

sąlygoja jų sklidimo aplinkoje ir nusėdimo procesų tyrimų svarbą globaliniu mastu (Sunkiųjų

metalų... 2011).

EEA šalyse nuo 1990 – 2009 m. sumažėjo SM išmetimų į atmosferą: švino – 91 %,

gyvsidabrio – 68 %, kadmio – 70 %. EEA šalys – tai Europos Sąjungos agentūra, kurią sudaro 32

šalys (27 ES šalys ir prie jų prisijungusios kitos valstybės: Islandija, Lichtenšteinas, Norvegija,

Šveicarija ir Turkija). Tam įtakos turėjo sutelktosios taršos šaltinių emisijų mažinimas iš

pagrindinių energijos sektorių (1.1 pav.). Toks rezultatas buvo pasiektas modernizuojant nuotekų

valymo įrenginius, šiukšlių deginimo bei metalo perdirbimo ir lydymo pramonės šakų technologijas

(Heavy metal... 2011).

Švino išmetamo kiekio atmosferoje sumažėjimui, įtakos turėjo ES ir kitų EEA šalių narių

paskatinimas ir kontroliavimas naudoti bešvinį benziną. Šio tikslo pasiekimas buvo

reglamentuojamas direktyva 98/70/EB. 1990 m. švino kiekis atmosferoje sudarė apie 98 %,

didžiausią taršą lėmė kelių transporto sektorius. Šiuo metu jo kiekis sumažėjo 99 %, nepriklausomai

nuo to, kad kelių transporto sektorius tebėra pagrindinis švino šaltinis (Heavy metal... 2011).

Didžiąją sunkiųjų metalų dalį iš atmosferos išplauna lietus bei sniegas, o likusi metalų dalis iš

atmosferos pasišalina sauso nusėdimo būdu. Iš bendro antropogeninės kilmės sunkiųjų metalų

kiekio, nusėdusio ant žemės paviršiaus, 70 – 90 % jų nusėda su krituliais. Metalai atmosferos

iškritose yra pakankamai gerai ištirti foninėse vietovėse ir kiek mažiau tirti miesto sąlygomis.

15

1.1 pav. SM (Cd, Hg, Pb) emisijų kitimo tendencijos atmosferoje 1990 – 2009 m. (Heavy metal... 2011)

Anksčiau atlikti sunkiųjų metalų koncentracijos ore bei krituliuose, o taip pat ir samanose

stebėjimai parodė, kad antropogeninės kilmės metalų emisija pačioje Lietuvos teritorijoje yra

nedidelė. Skaičiavimai parodė, kad maždaug 70 – 90 % teršalų yra atnešama tolimosios oro masių

pernašos keliu iš Vakarų bei Centrinės Europos ir tik apie 10 – 30 % teršalų kiekio yra išplaunama

krituliais Lietuvos teritorijoje. Pažangesnių technologijų bei valymo įrenginių gamyboje įdiegimas

Vakarų Europoje turėjo didelės įtakos teršalų koncentracijos sumažėjimui Lietuvos oro baseine, ką

rodo ir sunkiųjų metalų koncentracijos samanose mažėjimo tendencijos. Tai tik dar kartą patvirtino

faktą, kad didžioji teršalų dalis atkeliauja į Lietuvą su oro masėmis iš Vakarų ir Pietų Europos.

Praktiškai visi sunkieji metalai, išskyrus gyvsidabrį, atmosferoje būna aerozolio dalelių

sudėtyje. Didžioji gyvsidabrio dalis atmosferoje yra dujinėje būsenoje. Kiek mažesnė dalis (apie 5 –

10 %) yra aerozolio dalelių sudėtyje. Gyvsidabrio antropogeniniai šaltiniai sudaro daugiau nei 70

% visų šaltinių, likusi dalis yra vulkaninės bei foninės kilmės. Atmosferoje aptinkamos įvairios

gyvsidabrio formos: elementinis gyvsidabris (Hg (0)), neorganiniai (HgCl2) bei organiniai

gyvsidabrio junginiai (CH3Hg). Nuo to, kokioje formoje atmosferoje yra gyvsidabris, priklauso jo

išsiplovimo iš atmosferos ypatumai (Sunkiųjų metalų... 2011).

Kadmis (Cd)

Gyvsidabris (Hg)

Švinas (Pb)

Emisijos (indeksas 1990 = 100)

16

1.2. Sunkiųjų metalų patekimas į vandens ekosistemas

Neorganiniai teršalai į gamtinius vandenis patenka iš dirvožemio išsiplaunant neorganinėms

trąšoms bei dirvožemio organinių medžiagų mineralizacijos produktams, su atmosferos krituliais, o

taip pat ir mineralizuojantis patekusioms į vandenį organinės kilmės nuotekoms.

Pavojingi vandens teršalai yra sunkieji metalai, kurie patenka iš įvairių pramonės įmonių bei

buitinių atliekų. Žemės ūkyje su neorganinėmis trąšomis bei augalų apsaugos priemonėmis, beicais

gali patekti nemažai sunkiųjų metalų, tokių kaip cinkas, geležis, varis, manganas, švinas. Patekę į

vandenį, tirpūs sunkiųjų metalų junginiai palyginti greitai išplinta dideliame jo tūryje Dažnai jų

jonai sąveikauja su karbonatų, sulfatų, fosfatų ar sulfidų jonais ir iškrenta netirpiomis nuosėdomis,

dalinai adsorbuojasi ant vandens telkinių dugne esančių mineralinių ar organinių dalelių. Todėl

dugne sunkiųjų metalų koncentracija pastoviai didėja. Pavasario polaidžio metu, kai didelės

vandens srovės pakelia dugno nuosėdas, sunkiųjų metalų koncentracija vandenyje padidėja

(Brazauskienė ir kt. 2002).

SM gali migruoti vienos ar kelių gamtos sferų ribose. Pavyzdžiui, patekę į gamtinį vandenį

SM gali judėti jame nepriklausomai nuo to, ar yra tirpale, ar adsorbavosi ant suspenduotų dalelių.

Sunkiųjų metalų kiekiai, kurie akumuliuojami upių ir ežerų dugno nuosėdose, priklauso nuo

eilės antropogeninių ir natūralių faktorių, tokių kaip geologiniai, geomorfologiniai, klimatiniai, o

ežeruose ir morfometriniai. Visi šie faktoriai turi įtakos sunkiųjų metalų patekimui, pernešimui ir

akumuliacijai aplinkoje. Antropogeninės taršos nepaveiktose teritorijose cheminė sunkiųjų metalų

sudėtis priklauso nuo vandens telkinio dugno uolienų bei jų erozijos. Antropogeninės veiklos

paveiktose teritorijose sunkiųjų metalų kiekių augimas priklauso nuo žmogaus veiklos. Didžioji

teršalų dalis, patenkančių į vandenį, atsiduria dugno nuosėdose, kaip rezultatas savaiminio vandens

apsivalymo. Nuosėdos akumuliuoja sunkiuosius metalus, kurių tirpumas yra mažas bei žema

biodegradacija ir vykstantis procesas gali sukelti pavojų aplinkai.

Užterštos dugno nuosėdos neigiamai veikia dugno ir prie dugno gyvenančius organizmus

(1.2 pav.).

17

1.2 pav. Gyvsidabrio (Hg) migracija ekosistemoje (Water Resources... 1997)

Užterštas dugnas sąlygoja nykimą ar visišką išnykimą moliuskų, žuvų. Be to, dugno nuosėdos

labai užterštos toksinėmis medžiagomis, sąlygoja ne tik ligas ir išnykimą vandens gyvūnijos, bet yra

pavojingos gyvūnams ir žmonėms, besimaitinantiems žuvimi, nes SM geba puikiai akumuliuotis

žuvų audiniuose (Projekto „Sunkiųjų... 2004). Toksiški sunkieji metalai gali patekti į įvairius

organizmus; ištirpę metalai vandenyje turi didžiausią potencialą sukelti didžiausią žalingą poveikį.

Pavojingų ir kitų kontroliuojamų medžiagų didžiausios leidžiamos koncentracijos (DLK)

gamtiniuose vandens telkiniuose pateikiamos LR Nuotekų tvarkymo reglamente (Žin., 2006, Nr.

D1 236) (1.1 lentelė).

1.1 lentelė. Vandens aplinkai pavojingų medžiagų didžiausios leidžiamos koncentracijos (DLK)

(Lietuvos Respublikos... 2006)

Medžiagos pavadinimas Mat. vnt.

DLK į

gamtinę

aplinką

DLK vandens

telkinyje-

priimtuve

Ribinė koncentracija1 į

gamtinę aplinką

Chromas-bendras mg/l 0,5 0,01 0,1

Chromas-šešiavalentis mg/l 0,1 0,001 0,04

Varis mg/l 0,5 0,01 0,1

Alavas mg/l 1 - 0,4

Cinkas mg/l 0,4 0,1 0,16

Vanadis mg/l 2 - 0,8

Aliuminis mg/l 0,5 - 0,2

Arsenas mg/l 0,05 - 0,02

Pastabos: Ribinė koncentracija – ribinė didžiausia apskaičiuota, išmatuota arba planuojama medžiagos koncentracija,

iki kurios šios medžiagos normuoti/kontroliuoti dar nereikia.

Nuotekų

valykla Miestas Pramonė

Kasyba

Žemės ūkis

Nuotekos

Dumbliai

Bestuburiai

18

Šio reglamento prieduose A ir B dalyse pateikiamas sąrašas pavojingų medžiagų, kurias

Europos Bendrijų Komisija pasiūlė laikyti prioritetinėmis medžiagomis (Lietuvos norminiuose

dokumentuose šios medžiagos vadinamos „pavojingomis medžiagomis“), įgyvendinant Europos

Parlamento ir Tarybos direktyvą 2000/60/EB, nustatančią Bendrijos veiksmų vandens politikos

srityje pagrindus, ir atsižvelgiant į Europos Komisijos rekomendacijos 2006/283/EC nuostatas

(Lietuvos Respublikos... 2006).

1.3. Sunkiųjų metalų patekimas į dirvožemį

Žemė yra svarbiausias elementas, glaudžiai susijęs su visa gamtine aplinka. Per ją palaikomas

ryšys tarp gyvosios ir negyvosios gamtos. Didžioji į atmosferą išmetamų teršalų dalis pernešama

aerozolių pavidalu ir nusėda bei kaupiasi dirvožemio paviršiniame sluoksnyje (Radzevičius ir kt.

2004).

Didžioji dalis SM į dirvožemį patenka iš antropogeninių taršos šaltinių (1.2 lentelė.).

Pastarųjų dešimtmečių tyrimų rezultatai rodo, kad šiuo metu pagrindiniai SM taršos šaltiniai

dirvožemyje yra transportas, pramonė, didieji miestai bei žemės ūkis. Teršalai, patekę į dirvožemį,

jame išsilaiko ilgai ir kaupiasi.

SM migracija dirvoje skiriasi nuo kitų sferų, nes dirvoje ji vyksta dėl difuzijos ir masių

pernašos, kurioje dalyvauja nešėjas vanduo. SM kiekiui, kaupimuisi, migracijai pakankamai daug

įtakos turi dirvožemių fizikinės ir cheminės savybės, kaip dirvožemio reakcija, humuso kiekis,

dirvožemio genezė, sorbcijos talpa, tačiau didžiausią reikšmę turi dirvožemio granuliometrinė

sudėtis ir ypač jo smulkioji frakcija. Dėl antropogeninės taršos patenkantys į dirvožemį sunkieji

metalai neigiamai įtakoja fizikines, chemines ir biologines dirvožemio savybes, mažina dirvožemio

derlingumą (Mažvila 2001).

Pastebėta, kad labiausiai SM migraciją įtakoja dirvožemio rūgštingumas – šarmingumas,

nusakomas pH dydžiu, dirvožemio granuliometrinė sudėtis, molio ir organinės medžiagos kiekiai

bei geležies mangano oksidai. Esant rūgščiam dirvožemiui, padidėja sunkiųjų metalų judrumas, jie

greičiau migruoja į gilesnius sluoksnius, susidaro galimybė greičiau patekti į augalus. Tokiuose

dirvožemiuose sunkiųjų metalų kaita intensyvesnė, didesni jų kiekių pokyčiai.

Dirvožemio reakcija ne tik sąlygoja dirvožemio maisto medžiagų režimą, jo fizikines savybes,

mikroorganizmų biologinę veiklą, augalų normalų vystymąsi, bet nuo jos priklauso ir sunkiųjų

metalų kiekiai, jų judrumas, toksiškumas, galimybė jiems patekti į augalinę produkciją (Mažvila

2001).

19

1.2 lentelė. SM kaupimasis pramoninių ir kitų taršos šaltinių poveikio zonų dirvožemyje

(HN 60:2004)

Taršos šaltiniai Aptinkami ir

rekomenduojami tirti SM

Antrinis spalvotųjų metalų apdirbimas Zn, Cr, Cd

Elektros, radiotechnikos ir elektronikos prietaisų gamyba Ni, Cr, Mn, Pb, Cu

Ketaus, legiruotų specialių plienų gamyba ir apdorojimas, staklių

gamyba, terminis metalų apdorojimas Co, Zn, Pb, Cd, Cr, Cu, Ni

Automobilių remontas, transporto įmonės, švininių akumuliatorių

gamyba, spaustuvės (tipografija, šrifto liejimas) Pb, Ni, Cd, Zn, Cu, Co, Cr

Šiluminės katilinės, elektrocentralės Pb, Zn, Cu, Cd, Ni, Cr, Mn

Chemijos pramonė, plastmasių gamyba Pb, Zn, Cu, Cd, Ni, Cr

Fosfatinių ir kitų trąšų gamyba Zn, Cu, Cr, Cd

Odos apdirbimo ir avalynės gamyba, lengvoji pramonė Pb, Cu, Cd, Ni, Cr

Termoizoliacinių medžiagų, cemento, betoninių konstrukcijų, stiklo

gamyba Zn, Cr, Ni, Mn, Pb, Cu, Cd

Miestų buitinės nuotekos, naudojamos kaip trąšos Pb, Cd, Cu, Zn, Mn, Cr

Nuotekų dumblas, užterštas laistomasis vanduo Pb, Ni, Cr, Cu, Zn

Pagrindinis dirvožemio užterštumo cheminėmis medžiagomis vertinimo rodiklis yra

pavojingų cheminių medžiagų didžiausia leidžiama koncentracija (DLK) dirvožemyje. Pavojingų

cheminių medžiagų koncentracijos ribojamos higienos normomis. Dirvožemio taršą reglamentuoja

HN 60:2004. Joje yra pateikiamos didžiausios leidžiamos koncentracijos bei foniniai teršiančių

medžiagų kiekiai (1.3 lentelė).

1.3 lentelė. Didžiausios leidžiamos sunkiųjų metalų koncentracijos ir jų foniniai kiekiai dirvožemyje

(HN 60:2004)

Sunkusis metalas

Didžiausia

leidžiama

koncentracija

(DLK), mg/kg

Foninis cheminės medžiagos kiekis, mg/kg

Smėlio ir priesmėlio

dirvožemyje

Priemolio ir molio

dirvožemyje

Chromas (Cr) 100 30 44

Cinkas (Zn) 300 26 36

Gyvsidabris (Hg) 1,5 0,075 0,1

Kadmis (Cd) 3 0,15 0,2

Nikelis (Ni) 75 12 18

Švinas (Pb) 100 15 15

Varis (Cu) 100 8,1 11

SM užteršto dirvožemio vertinimas turi būti atliekamas pagal vienas schemas dirvožemiuose,

kuriuose auginamos žemės ūkio kultūros ir pagal kitas, kai tiriami gyvenamųjų vietovių, rekreacinių

vietovių, vandens tiekimo šaltinių apsaugos zonų bei miškų dirvožemiai. Kuo didesnė cheminės

medžiagos koncentracija (C) (mg/kg) nustatyta tiriamame dirvožemyje už DLK (mg/kg), tuo

didesnis dirvožemio užterštumo pavojus.

20

1.4. Pagrindinės sunkiųjų metalų toksinės savybės

Sunkiesiems metalams (SM) priskiriami cheminiai elementai, kurių atominė masė didesnė nei

40, o tankis didesnis nei 5 g·cm–3

. Dažniausiai tiriami yra šie SM: Pb, Cd, Cu, Zn, Cr, Ni, Mn, Fe,

As, Hg, V. Bendriau klasifikuojant, SM vadinami metalai ir metaloidai, kurie periodinėje lentelėje

išsidėstę nuo IIA grupės, per IVA grupę ir apima tokius pusmetalius, kaip boras, arsenas, selenas ir

telūras. SM gali būti elementų pavidalo, jonų forma ištirpę vandenyje, garų pavidalo, druskų ar

mineralų pavidalo uolienų sudėtyje, smėlyje, dulkėse ir sudarydami įvairius organinius ir

neorganinius junginius. SM užima trečią vietą pagal didžiausius srautus ekosistemose. Pirmoje

vietoje yra iškasamasis kuras: akmens anglis, nafta ir dujos, o antroje – makro maistinės medžiagos:

fosforas, siera ir kalcis (Baltrėnaitė 2007).

Sunkieji metalai mažomis koncentracijomis yra būtini visiems gyviems organizmams. Jie yra

daugumos fermentų sudedamoji dalis ir dalyvauja biocheminiuose, fiziologiniuose procesuose.

Sunkieji metalai ir mikroelementai biosferoje vaidina du svarbius aspektus. Vienas iš jų –

biologinis, susijęs su trūkumu, kitas ekotoksikologinis – su pertekliumi (Lubytė ir kt. 2004).

Ilgą laiką manyta, kad į orą, vandenį ar dirvožemį patenkantys sunkieji metalai prasiskiedžia

ir jų kenksmingumas sumažėja. Tačiau taip nėra. Biologiškai neskaidomi arba sunkiai skaidomi

sunkieji metalai su maistu patekę į gyvus organizmus, įsijungia į ekosistemos mitybinį tinklą ir

kaupiasi mitybos grandinėse. Oro, vandens, dirvožemio ar maisto užterštumo laipsnis nustatomas

lyginant juose rastą SM kiekį su didžiausia leistina koncentracija (DLK). Vieni SM yra labai

pavojingi, kiti – mažiau, jų didžiausios leistinos koncentracijos skiriasi. Jų dydį nustato

mokslininkai, tiriantys skirtingų SM koncentracijų poveikį gyviems organizmams – augalams,

žuvims, žiurkėms, vėžiams ir kt. Teršalo kiekis, kuris jau nebesukelia neigiamų pakitimų tiriamuose

organizmuose, yra didžiausia leistina koncentracija (Ovčinikovas ir Šichanova 1987).

Sunkieji metalai pagal plitimo greitį ir didėjančią koncentraciją aplinkoje yra pavojingiausi

teršalai, kurie įvairiais keliais patekę į aplinką įsijungia į medžiagų apykaitos ratą, tampa toksiški ir

sutrikdo organizmų fiziologines funkcijas (Staniškienė ir Garalevičienė 2004). Sunkiųjų metalų

toksiškumas priklauso nuo tarpusavio santykio, migracinės formos, biologinio prieinamumo,

reaktyvumo (Abollino et al. 2002).

Toksinių sunkiųjų metalų grupei priklauso šie pagrindiniai metalai: Cu, Zn, Ni, Cr, Pb, Cd.

Varis (Cu) – gamtoje randamas laisvas, junginiuose – vario sulfido, vario pirito, malachito,

kuprito formų, bet būna ir gryno. Cu Žemės plutoje sudaro 0,01 %. Grynas varis yra šviesiai rožinės

spalvos metalas, lydymosi temperatūra + 1083,2 ºC. Sausame ore nekinta (Visuotinė lietuvių...

2004). Varis yra gyvybiškai svarbus mikroelementas, bet kartu yra ir potencialus nuodas, kai

pasiekia aukštą koncentracijos lygį (Brazauskienė ir kt. 2002). Skaičiuojant 1 kg sausųjų medžiagų,

21

vario su nuotekomis patenka 50 – 3300 mg, fosforo trąšomis 1 – 300 mg, kalkinėmis medžiagomis

2 – 125 mg, organinėmis trąšomis 2 – 60 mg ir pesticidais 12 – 50 mg. Cu priskiriamas II

pavojingumo klasei. Žmogaus ir gyvulių organizmuose Cu perteklius sukelia antiimunines

reakcijas, pažeidžia centrinę nervų sistemą, kepenis, inkstus, sukelia gastritus, opaligę, plaučių

ligas, kepenų cirozę (Kadūnas ir kt. 1999). Cu technogeninių šaltinių yra daug: metalo pramonė,

įvairūs darbai, naudojant spalvotuosius metalus, kuro ir atliekų deginimas, transportas, trąšos.

Pagrindinis Cu patekimo į geriamą vandenį šaltinis yra varinių vamzdžių korozija, kurie yra

naudojami geriamojo vandens tiekimui. Cu yra virškinamojo trakto dirgiklis, bet nedideli jo kiekiai

žmonių sveikatai nėra pavojingi. Patekus į organizmą didesniam kiekiui yra susergama Vilsono

liga. Ribojant Cu kiekius geriamame vandenyje iki 1,3 mg/l tokių nelaimių galima išvengti.

Paviršiaus vandenyse Cu yra toksiškas vandens augalams, kai jo koncentracija pasiekia 1,0 mg/l ir

gali būti naudojamas kaip dumblių augimą kontroliuojanti priemonė vandens tiekimo sistemoje.

Koncentracijos artimos 1,0 mg/l gali būti kenksmingos ir kai kurioms žuvims. Dėl to galima teigti,

kad Cu yra kur kas pavojingesnis aplinkai negu žmogui (Sawyer et al. 1994).

Cinkas (Zn) – mikroelementas reikalingas hormonų sintezei, įeina į fermentų sudėtį.

Padidintas Zn kiekis žmogaus organizme sukelia mažakraujystę, plaučių, skrandžio, širdies, kasos,

kepenų veiklos sutrikimus, stabdo DNR sintezę, didina kitų SM toksinį poveikį. Ypač jautriai į

padidintą šio metalo koncentraciją reaguoja vandens gyvūnija, slopinamas planktono fotosintezės

procesas. Zn kiekis maiste gali padidėti esant sąlyčiui su cinkuotais paviršiais (Marquardt and

Schafer 1994).

Nikelis (Ni) – pagrindinių upių dugno nuosėdų mineralų (plagioklazų, amfibolų, piroksenų)

nežymi priemaiša. Su organinėmis rūgtimis sudaro tirpius, hidrobiontų pasisavinamus junginius.

Vandenyje migruoja menkai, daugiausia su pakibusiomis molio dalelėmis, todėl kaupiasi dugno

nuosėdose, kuriose gausu organinių medžiagų. Ore šio metalo gali būti nuo 1 iki 150 mg/m3.

Didesnės šio sunkiojo metalo koncentracijoms augalams ir gyvūnams daro neigiamą įtaką. Nikelis

priskiriamas II toksiškumo klasei, pasižymi kancerogeninėmis savybėmis. SM biologiškai būtinas

mikroelementas, bet padidintas jo kiekis pažeidžia medžiagų apykaitos, kraujo susidarymo

procesus, skydliaukės funkcijas, sukelia centrinės nervų sistemos, inkstų, kepenų, blužnies, širdies

raumens pakitimus, regėjimo sutrikimus (Marquardt and Schafer 1994).

Chromas (Cr) – Žemės plutoje jo randama nedaug – tik 0,03 %. Gamtoje jis aptinkamas

dažniausiai chromito (FeO·Cr2O3) pavidalu. Grynas metalas lydosi + 1800 ºC temperatūroje.

Normalioje aplinkos temperatūroje chromas visiškai patvarus oro ir vandens poveikiui. Biologiškai

būtinas mikroelementas. Apskaičiuota, kad su 1 kg sausųjų medžiagų į aplinką patenka šie chromo

kiekiai: su dumblu – 20 – 40 mg, fosforo trąšomis – 3,2–19,0 mg, organinėmis trąšomis – 5,2 – 55,0

22

mg. Ore chromo gali būti nuo 0,6 iki 1100 mg/m3

(Visuotinė lietuvių... 2004). Vandenyje jis

migruoja su pakibusiomis dalelėmis, todėl kaupiasi vandens telkinių dumble. Chromo migracija

dirvožemyje, paviršiniame ir požeminiame vandenyje daugiausiai priklauso nuo savo formos

(Stepniewska et al. 2007). Ypač kenksmingi dvivalenčiai ir šešiavalenčiai Cr junginiai. Didesnės Cr

koncentracijos yra kenksmingos augalams, gyvuliams ir žmogui (Kadūnas ir kt. 1999). Didesnė Cr

koncentracija sukelia jaunų augalų lapų chlorozę, stabdo šaknų augimą. Mažais kiekiais šis metalas

yra reikalingas gyvūnijai (Mažvila 2001). Cr priskiriamas II toksiškumo klasei, yra kancerogeninis

elementas, jo mutageniškumas mažas. Kaupiasi žmogaus ir gyvulių organizmuose per maistą ir

pašarus. Sukelia širdies raumenų, kepenų ir inkstų distrofiją, dermatitus, egzemas. Stiprus

alergenas. Labiausiai pakenkia kepenims ir inkstams. Cr didesnį pavojų gali kelti tik itin užterštose

teritorijose. Pagrindiniai technogeniniai šaltiniai yra energetikos objektai, metalo apdirbimo, o ypač

elektrotechnikos pramonė. Cr oksidas yra plačiai naudojamas gaminti Cr rūgštims metalų

padengimo pramonėje. Chromato druskos yra naudojamos dažuose ir laboratorijų valymo

priemonėse (Sawyer et al. 1994).

Švinas (Pb) – gamtoje švinas aptinkamas įvairių junginių pavidalu. Svarbiausioji rūda, iš

kurios gaunamas švinas, yra galenitas (PbS). Grynas švinas yra minkštas, žydrai baltas metalas,

kurio lydymosi temperatūra + 327,4 °C. Visi švino junginiai yra nuodingi. Apsinuodijimas švino

junginiais kenkia kraujo apytakai, slopina fermentų aktyvumą, sukelia mažakraujystę, psichinius

sutrikimus, pažeidžia nervų sistemą, galvos smegenis, padidina galimybę susirgti vėžiu (Marquardt

and Schafer 1994). Didžiausi švino taršos šaltiniai yra vidaus degimo variklių deginamas benzinas,

kuriame oktaniniam skaičiui didinti naudojamas tetraetilšvinas, pigmentai (surikas), baltalai, emalė,

tepalai, akumuliatoriai, atomo energetika, Pb turintys vandentiekio vamzdžiai, konservų skardinių

dėžučių siūlės ir kt. (Marquardt and Schafer 1994). PSO duomenimis, į žmogaus organizmą kasdien

patenka 0,07 − 0,4 mg švino. Apie 90 % rezorbuotų jo junginių nusėda kauluose ir vidaus

organuose. Švino rezorbcija padidėja, kai maiste trūksta kalcio, magnio, fosforo. Pusė į audinius

patekusio Pb pasišalina per 20 dienų, o iš kaulų – per 20 metų (Surec 2003).

Kadmis (Cd) – biogeninis mikroelementas. Esant didesnei jo koncentracijai, priklauso prie

labai toksiškų, turinčių kancerogeninį, mutageninį poveikį, sukelia išeminę širdies ligą, inkstų

nepakankamumą, mažakraujystę, kvėpavimo takų ligas, pasireiškia kaulų trapumas (Kim et al.

2004). Į aplinką patenka su iškastinio kuro degimo produktais, fosforo trąšomis, pesticidais, tabako

dūmais (Cd koncentracija tabako lapuose gali siekti iki 2 mg/kg), automobilių padangų dulkėmis.

Dėl daugumos gerai tirpstančių vandenyje druskų kadmis patenka į gamtinius vandenis. Vandenyje

jo koncentracija gali padidėti nuo neišvalytų pramoninių nuotekų, galvanizuotų, plastmasinių

vandentiekio vamzdžių. Vandens telkiniuose Cd kaupiasi dumble (Marquardt and Schafer 1994).

23

Sunkieji metalai gali veikti organizmus ne tik pavieniui, bet ir mišinyje, o poveikis

organizmams priklauso ne tik nuo metalų koncentracijos, bet ir nuo jų tarpusavio sąveikos.

Bendram sunkiųjų metalų poveikiui apibrėžti dažnai vartojamos sinergizmo ir antagonizmo

sąvokos. Abi medžiagos gali veikti tuo pačiu arba panašiu fiziologiniu būdu, pvz., konkuruoti dėl

sąveikos centrų tuose pačiuose receptoriuose. Kai abi medžiagos turi panašų fiziologinį poveikį,

suminis jų poveikis gali būti sinergistinis, t.y. stipresnis nei pavienių medžiagų. Elementai padeda

vienas kitam patekti į organizmus ir jų poveikis būna stipresnis negu vieno iš jų. Sinergistinis

poveikis įvairių tyrimų metu buvo nustatytas tarp Cd ir Zn (Köleli et al. 2004), Cd ir Mn (Hall et al.

2001), Cu ir K, Mg, bei Zn (Lanaras et al. 1993). Antagonizmo atveju viena aktyvi medžiaga

susilpnina kitos poveikį. Suminis jų poveikis būna silpnesnis nei pavienio poveikio atveju.

Antagonistinė sąveika nustatyta tarp Cu ir Cd, Cu ir Pb, Cr ir Mn, Mn ir Zn (An et al. 2004), Cu ir

Fe (Lanaras 1993). Tarp tų pačių metalų gali būti nevienoda sąveika, priklausomai nuo aplinkos

sąlygų, tokių kaip temperatūra, drėgmės kiekis, dirvožemio charakteristika ir pan. Taip pat sąveika

gali priklausyti nuo toksiškumo vertinimo parametro (An et al. 2004; Mažvila 2001).

1.5. Sunkiųjų metalų poveikis gyviesiems organizmams ir augalams

Be aplinkos taršos, sunkieji metalai pasižymi ir genotoksiniu poveikiu – normalaus DNR

funkcionavimo ar metabolizmo trikdymu, dėl ko formuojasi genetiniai pakitimai – mutacijos.

Nepaisant to, kad SM aplinkoje yra veikiami įvairių biotinių ir abiotinių veiksnių, jie ilgą laiką

išlieka patvarūs, plačiai pasklinda, neigiamai veikdamos žmogaus ir gyvūnų sveikatą ir sukeldami

nepageidaujamus ekologinius efektus gamtinėje aplinkoje (Idzelis ir kt. 2008).

Pagal pavojingumą gyvam organizmui sunkieji metalai yra išsidėstę taip: Hg, As, Cu, Cd, Zn,

Cr, Mn, Fe, Ti, Pb, o kancerogeninis bei mutageninis jų poveikis priklauso nuo koncentracijos ir

gali pasireikšti ne iš karto, bet po tam tikro laiko.

Sunkiųjų metalų neigiamas poveikis dažnai nepastebimas, nes pokyčiai organizme išryškėja

po kelerių ar net kelių dešimčių metų, kartais jie pasireiškia tik kitoms kartoms. Taigi daugelis

metalų kaupiasi organizme ir vėliau pasireiškia kancerogeniniu, mutageniniu, gonadotropiniu ir

embriotoksiniu veikimu. Sunkiųjų metalų poveikis organizmui priklauso ne tik nuo jų

koncentracijos aplinkoje, bet ir nuo tarpusavio santykio, migracinės formos ir kiek jų lengvai

įsisavinama. Metalų tarpusavio sąveika gali būti sinergistinė, antagonistinė arba neutrali. Toksiški

metalai Pb ir Cd sustiprina vienas kito toksišką poveikį, o kiti būtinieji elementai, pvz., Ca, Cu, Zn

ir Se, mažina toksiškų metalų, pvz., Pb, Cd, Hg neigiamą poveikį, pvz., Zn sumažina Pb ir Cd

toksinį poveikį aktyvindamas MT (baltymai, kurie prijungia šiuos metalus) sintezę. Kai trūksta Ca,

Zn, Se ir Fe organizme, Pb ir Cd absorbuojami geriau ir jų neigiamas toksiškas poveikis yra daug

didesnis (Bernotienė 2010).

24

Beveik visi SM ir jų junginiai toksiškai veikia žmogaus organizmą. Jie įsijungia į įvairius

organizmo metabolinius procesus, trikdo baltymų sintezę, jų jonai veikia kaip katalizatoriai

formuojantis įvairiems laisviesiems radikalams, sutrikdo DNR reparacijos bei replikacijos procesus

ir sukelia citogenetines pažaidas. SM dažnai kaupiasi organizme ir sukelia daugelį specifinių ligų:

hipofosfatemiją, onkologines ir širdies ligas, urologinius sutrikimus, kepenų, centrinės nervų

sistemos (CNS), reproduktyvinės funkcijos pažeidimus, augimo ir vystymosi nukrypimus,

imuniteto susilpnėjimą. Lytines ląsteles veikia Cd, Zn, Cr, Ni, Pb, Hg, Mn, Be ir Ba, o

kancerogeninių savybių turi Cd, Cr, Ni, Pb, Co ir kt. (Bernotienė 2010).

SM metalus puikiai kaupia žuvys. Nustatyta, kad sunkiesiems metalams kaupiantis žuvyse

sutrinka atskiros jų organizmo sistemos, pakinta imuninės reakcijos, kraujo rodiklių,

charakteristikos, išsenka organizmo adaptacinės galimybės. Dauguma teršalų žuvims turi

mutageninį poveikį, sukeliantį chromosomų struktūros pakitimus, chromosomų mozaikiškumą bei

genomines mutacijas lytinėse ląstelėse. Pvz., vario sankaupos kepenyse dažnai sukelia hepacitų

citoplazmos vakuolizaciją ir labai sumažina baltymų kiekį jose (Idzelis ir kt. 2008).

Gamtos tyrimų centro Ekologijos instituto ekologinės fiziologijos ir toksikologijos sektoriaus

mokslininkai dr. Nijolė Kazlauskienė ir dr. Gintaras Svecevičius tiriantys kaip toksinės medžiagos

veikia žuvis teigia, kad kaip žuvys kaupia toksinus, priklauso nuo to, kokia yra jų ekologija,

biochemija ir elgsena. Plėšrios žuvys daugiausia sukaupia sunkiųjų metalų ir kitų toksinų, nes jos

yra mitybinės grandies viršuje. Jos minta tom žuvim, kurios minta bestuburiais, bestuburiai minta

dar smulkesniais organizmais arba dumblu. Paprastai žuvyse kaupiasi persistentiniai teršalai. Tai

stabilūs teršalai, kurie nesuyra. Jie gali būti organinės ir neorganinės kilmės. Neorganinės kilmės -

sunkieji metalai, organinės kilmės junginiai – chloro organiniai junginiai, polichlorinti bifenilai,

dioksinai ir persistentiniai pesticidai. SM labai gerai tirpsta riebaluose, todėl žuvies riebaliniame

sluoksnyje jų daugiausia ir susikaupia. Jie yra kancerogenai ir mutagenai, kurie persiduoda per

mitybinę grandinę kitiems organizmams.

Augalija – vienas iš svarbiausių biosferos komponentų: saugo dirvožemį nuo erozijos, teikia

žaliavą ūkiui, reguliuoja vandens apytaką dirvoje ir atmosferoje, palaiko rekreacinę pusiausvyrą ir

atlieka daugybę smulkesnių funkcijų. Tyrinėtojai mano, kad augalai iš dirvožemio kaupia ir

reikalingus, ir nereikalingus elementus, vadinamus potencialiai toksiškais. Pagal kiekį augalinėje

medžiagoje sunkieji metalai skirstomi į 4 grupes: padidintos koncentracijos elementai – Fe, Sr, Mn,

Zn, vidutinės – Cu, Ni, Pb, Cr, mažos – Mo, Cd, Se, Co ir labai mažos – Hg. Ypač aktyvi kadmio

bioakumuliacija augaluose aiškinama jo dideliu judrumu ir cheminių savybių panašumu į cinką.

Kadmis, kaip cheminis cinko analogas, dalyvauja daugelyje biocheminių procesų (Mažvila 2001).

Metalai toksiški augalams, didelės koncentracijos sutrikdo augimą. Jų fitotoksiškumas

priklauso nuo daugelio sąlygų, dirvožemio veiksnių: pH, organinės medžiagos kiekio, mainų

25

katijonų gebos, kritulių, augalo biologinių savybių ir kt. Sunkiųjų metalų kaupimuisi augaluose

didžiausią įtaką turi jų rūšis, taip pat augimo sąlygos ir išsivystymo tarpsnis. Augalų geriausiai

pasisavinama sunkiųjų metalų forma – mainų. Ištirta, kad sunkiųjų metalų patekimas į augalus

didėja šia tvarka: Cd > Pb > Zn > Cu ir priklauso nuo jų judrumo ir kiekio dirvožemyje, tačiau

patikimo ryšio tarp jų kiekio dirvožemyje ir augaluose nerasta. Pagal turimą informaciją, kalkinimą

šiuo metu galima laikyti viena iš efektyviausių ir realiausiai įvykdomų dirvožemių užterštumo

sunkiaisiais metalais detoksikacijos priemonių. Tyrinėtojų teigimu, daugiausiai sunkiųjų metalų į

daržovių šaknis patenka iš dirvožemio, o į jų lapus – iš atmosferos (Das et al. 1995).

1.6. Sunkiųjų metalų migracija mitybos grandinėje

Teršalų migracija – aplinkos teršalų patekimas į aplinką, jų sklaida ir migravimas vienoje

sferoje ar tarp sferų.

Teršalų akumuliacija – procesas, kurio metu aplinkos teršalai kaupiasi tam tikroje sferoje ir

tokiu būdu bent laikinai yra pašalinami iš teršalų migracijos proceso. Gamtoje galioja kaupimo

dėsnis. Jo esmė – sukaupti tam tikras atsargas, kad kritiniu metu būtų išsaugota gyvybė. Aplinkos

teršalams migruojant ar akumuliuojantis vienos medžiagos virsta kitomis bei susidaro nauji

junginiai.

Aplinkos teršalų kaupimosi, o kartu ir koncentracijos didėjimo, mechanizmas priklauso nuo

biosferos komponentų gebėjimo pasisavinti teršalus ir išsaugoti juos savo biomasėje (Teršalų

migracija... 2011).

SM iš aplinkos gali būti pasisavinami tiesiogiai (gyviesiems organizmams kontaktuojant su

supančia aplinka) ar netiesiogiai (per trofines grandis). Sunkiesiems metalams patekus į vandenį, jų

migraciją veikia vandens organizmai, kurie juos akumuliuoja, dideliais kiekiais sukaupia savo

organizmuose ir mitybos grandinėmis perduoda aukštesniems trofiniams lygiams.

Procesas, kurio metu teršalai į organizmą patenka tiesiogiai, vadinamas bioakumuliacija.

Procesas, kuomet teršalai akumuliuojami per trofinius ryšius, apibrėžiamas sąvoka

biomagnifikacija. Tai reiškia, jog mitybos grandinės gale sunkiųjų metalų koncentracija bus

didžiausia. Kai kurie sunkieji metalai − švinas (Pb), kadmis (Cd) ir gyvsidabris (Hg), išsiskiriantys

savo toksinėmis savybėmis, daugiausia per maisto grandinę patenka į žmonių organizmą ir sąlygoja

sveikatos sutrikimus. Pavyzdžiui, pradedant pirmąja mitybos grandimi (pvz., fitoplanktonai), SM

kaupiasi juose ir keliauja iš vienos trofinės grandies į kitą (pvz., zooplanktonąi). Aukščiausiame

trofiniame lygmenyje, t.y. į žmogaus organizmą, SM kiekis pateks didžiausias (1.3 pav.).

SM išsilaikymo biomasėje trukmė priklauso nuo jų biologinio gyvavimo pusperiodžio.

Sunkiųjų metalų koncentracijos didėjimas trofiniuose lygiuose priklauso nuo daugybės veiksnių:

26

trofinių grandžių skaičiaus, trofinių grandžių organizmų rūšių, bioakumuliuojamų SM savybių, jų

koncentracijos, kontakto su aplinkoje esančio teršalo trukmės (Teršalų migracija... 2011).

Sunkiuosius metalus žuvys sukaupia netolygiai. Daugiausia jose susikaupia vario, cinko,

geležies, magnio; mažiausiai – kadmio, švino, gyvsidabrio, tokiu metalų kaip švino, magnio, kalcio

plėšriosios žuvys sukaupia daugiau negu planktofaginės ar bentofaginės. Taip pat skiriasi

akumuliuotų sunkiųjų metalų kiekiai atskiroms rūšims. Pavyzdžiui, chromą ir vanadį

intensyviausiai kaupia daugiašerės kirmėlės, sidabrą – dvigeldžiai moliuskai, šviną, cinką,

gyvsidabrį – šoniplaukos (Kesminas 1998).

1.3 pav. Sunkiųjų metalų patekimas į žmogaus organizmą per mitybos grandinę (Dining And... 2009)

Kylant mitybos grandine toksinių medžiagų koncentracija gyvuosiuose organizmuose:

Koncentracija einant iš vieno trofinio lygmens į kitą nesikeičia – nėra patikimos didėjimo

ar mažėjimo tendencijos;

Koncentracija einant iš vieno trofinio lygmens į kitą sumažėja – trofinis atskiedimas (angl.

trophic dilution) arba biominifikacija (angl. biominification);

Koncentracija einant iš vieno trofinio lygmens į kitą padidėja – biomagnifikacija (angl.

biomagnification).

Sunkiųjų metalų

(SM)

patekimas iš aplinkos

SM

SM

SM

SM

SM

27

Sunkiųjų metalų daugiausiai susikaupia žuvų kauluose, žiaunose, pelekuose, kepenyse,

inkstuose, o raumenyse jų būna mažiau. Be to, SM į žuvų organizmą patenka ne tik su maistu – taip

pat ir tiesiogiai iš vandens per žiaunas ir odą. Sunkiesiems metalams kaupiantis žuvyse sutrinka

atskiros jų organizmo sistemos, pakinta imuninės reakcijos, kraujo rodiklis, charakteristikos,

išsenka organizmo adaptacinės galimybės (Kesminas 1998).

1.7. Veiksniai nulemiantys bioakumuliaciją

Bioakumuliacija – teršalo neto akumuliacija organizme arba ant jo iš visų aplinkos šaltinių,

įskaitant vandens, oro ir kietąją fazes. Biokakumuliacija apima šiuos procesus:

Teršalo patekimą į organizmą;

Pernešimą organizme;

Biotransformaciją;

Teršalo pašalinimą iš organizmo.

Supaprastinta bioakumuliacijos schema organizme pateikta 1.4 pav.

1.4 pav. Bioakumuliacijos schema (Tarja et al. 2003)

Biologinis sunkiojo metalo prieinamumams (pasiekiamas; angl. bioavailable) – sunkiojo

metalo kiekio supančioje organizmus aplinkoje dalis, kuris gali dalyvauti organizmų

bioakumuliacijos procesuose. Tai gali būti SM dalis vandenyje, nuosėdose, suspenduotose dalelėse,

maiste. Šis biologinis prieinamumas kinta priklausomai nuo tam tikrų veiksnių:

Sunkiųjų metalų savybių – kokioje struktūrinėje formoje toksinė medžiaga yra aplinkoje,

kiek jos yra prieinama patekimui į organizmą, biotransformacijai ir eliminavimui;

Organizmo savybių – fiziologinės, biocheminės ir genetinės savybės nulemia organizmo

galimybę minimizuoti medžiagos patekimą į jį, nulemia biotransformaciją ir pašalinimą;

28

Aplinkos sąlygų – aplinka, kurioje teršalas sąveikauja su gyvuoju organizmu, nulemia

medžiagos prieinamumą akumuliacijai, veikia organizmo funkcionavimą.

Temperatūros – tai vienas svarbiausių biologinių veiksnių, veikiančių organizmų

fiziologiją ir su bioakumuliacija susijusius biocheminius bei fiziologinius procesus. Fiziologinėse

ribose padidėjusi temperatūra padidina ir medžiagų bioakumuliaciją.

Neorganinių junginių bioakumuliacija per ilgą laiką priklauso nuo medžiagos pašalinimo iš

organizmo greičio;

Taip pat kaupimasis priklauso nuo dietos, sezoninių ciklų, fiziologinių sąlygų, lyties,

rūšies, elgesio ir biologinio reguliavimo;

Nuo permainų mityboje, kilusių dėl ekologinių ar vystymosi sąlygų;

Bioakumuliacija priklauso nuo lipidų kiekio organizme. Vaivorykštiniai upėtakiai, kurių

organizme daug riebalinio audinio, akumuliuoja daugiau pentachlorfenolių ir lėčiau juos šalina nei

tie, kurių organizme riebalinio audinio mažiau (Tarja et al. 2003).

1.8. Lašiša – jos bendra charakteristika

Lašiša (lot. Salmo salar L., angl. Atlantic salmon, vok. Rotfeder) – lašišažuvių žuvis,

priklausanti lašišinių (Salmonidae) šeimai (1.5 pav.). Kūnas verpsto formos, iš šonų plokščias.

Galva nedidelė. Nugara melsva, šonai sidabrinės spalvos, pilvas baltas. Kūno šonuose, ypač virš

šoninės linijos yra x ar pusmėnulio formos juodų dėmelių. Žvynai stambūs, pelekai pilki, nugarinės

pelekas tamsesnis. Uodeginio peleko užpakalinis kraštas nedaug iškirptas, kampas tarp skiaučių

apie 90-100 laipsnių. Nugarinės pelekas – 9-12 cm, analinis (pauodeginis) pelekas – 7-9 cm. Turi

dantis. Kūno ilgis – iki 1,6 m, kūno masė – iki 40-45 kg; vidutinė kūno masė – 4-10 kg.

Paplitusi Šiaurės Atlante ir gretimuose Ledjūrio rajonuose iki Karos upės imtinai, Baltijos,

Baltosios ir Barenco jūrų baseinuose. Praeivės, sparčiai augančios žuvys. Neršti migruoja į upių

aukštupius. Neršto migracija į Rusijos šiaurinės dalies upes, pavyzdžiui, Pečiorą ir jos intakus,

prasideda pavasarį, tuojau po ledonešio ir užtrunka iki vėlyvo rudens. Vasarą neršti migruojančios

stambios lašišos vietinių gyventojų vadinamos „potvaninėmis“, o smulkios – „tinda“. Jų gonados

mažiau išsivysčiusios negu rudenį neršiančių stambių lašišų – „ledinukių“. Smulkios rudenį neršti

traukiančios lašišos, vadinamos „lapkritėlėmis“. Į upes dažnai jos migruoja dar lytiškai

nesubrendusios. Baltijos baseine gyvenančios lašišos neršti į upes intensyviausiai migruoja rudenį.

Subręsta 4-5 m., kai kūno ilgis ≥ 40-45 cm. Pasilikę gyventi upėse patinai subręsta, kai kūno ilgis

apie 10-20 cm. Neršia vėlai rudenį, spalio – lapkričio mėn., esamoje sraunioje upėje ant žvėrėto

dugno, kai vandens temperatūra ≤ 5-8 laipsniai. Neršto vietose nuvalo dumblinas daleles. Ikrelius

užkasa į žvyrą. Jie ryškiai oranžiniai, apvalūs, dugniniai, nelipnūs, 5,6 – 6,8 mm. Vislumas iki 40

tūkst. ikrelių. Embrionai vystosi iki 4 – 4,5 mėn.

29

Neršdamos lašišos nesimaitina. Kūnas patamsėja, patinų šonuose ir ant žiaunų atsiranda

raudonų ar oranžinių dėmių, apatinis žiaumuo užsiriečia į viršų. Po neršto grįžta atgal į jūrą. Gyvena

8-9 m., iš jų 2-3 m. upėse. Per gyvenimą neršia iki 4 kartų, bet 3 ar 4 nerštui į upes atplaukia labai

mažai žuvų. Iš ikrelių išsiritusios lervos 17-20 mm ilgio, storu tamsiai pilku liemeniu, didele galva,

didelėmis tamsiomis akimis. Trynio maišelis labai didelis, oranžinis, kiaušinio formos.

Plaukiojamojo plėvė uodeginėje kūno dalyje kiek platesnė nei priekinėje, prasideda toliau nuo

galvos. Uodeginė kūno dalis trumpesnė už liemeninę. Turi porinių ir neporinių pelekų užuomazgas.

Praėjus 2 savaitėms nuo išsiritimo, trynio maišelis beveik rezorbuotas, padidėja galva, nusmailėja

snukis, vystosi pelekai, dar labiau patamsėja kūnas. Kai žuvies ilgis apie 25 mm, visiškai

rezorbuojasi trynio maišelis, lervos pradeda maitintis smulkiais organizmais. Nugarinis pelekas

susiformuoja į kūno priekį nuo analinės angos. Turi būdingą riebalinį peleką. Kai žuvies ilgis – 30-

37 mm, ant kūno atsiranda dėmių ir virsta mailiumi. Mailiui skersai kūno šonų yra eilė (7-13)

stambių pailgų tamsių dėmių, o ant žiaunadangčių 2 ar 3. Tarp tamsių dėmių yra mažų rausvų

taškelių. Lašišoms išaugusiomis iki kūno ilgio ≥ 10 – 15 cm, dėmės išnyksta, jos virsta sidabrinės

spalvos ir migruoja į jūrą. Dėl to žuvų 20 < l < 40 cm upėse nėra.

1.5 pav. Lašiša (Salmo salar L.) (Hendry and Cragg-Hine 2003)

Jūrose maitinasi ir toli migruoja, net iki Grenlandijos vakarinių pakraščių. Jaunikliai minta

bestuburiais gyvūnais, paaugę – vėžiagyviais, žuvimis. Grįžta neršti į upes, kuriose išsirito.

Gimtąsias upes skiria pagal kvapą, nes jų labai išlavėję cheminio pojūčio organai. Svarbios

verslinės žuvys. Dėl upių nuotakio sureguliavimo ir taršos jų ištekliai labai sumažėjo visoje

Europoje. Dėl intensyvios žvejybos Nemuno deltoje šio amžiaus pradžioje į Lietuvos vidaus

vandenis neršti atplaukdavo nedaug lašišų. 1952 – 1956 m. Lietuvoje jų buvo sužvejojama po 33

30

(28–37) cnt. per metus. Vėliau, iki 1979 m., jų buvo sugaunama labai mažai. Pastaraisiais metais jų

vėl padaugėjo. Buvo įrašytos į Lietuvos Raudonąją knygą. Lašišoms pagausinti nuo 1999 m.

Lietuvoje dirbtinai veisiamos specialioje žuvivaisos įmonėje.

Daugelyje Europos šalių – Latvijoje, Lietuvoje, Estijoje, Suomijoje, Švedijoje, Vokietijoje,

Prancūzijoje – veisiamos dirbtinai specialiose žuvivaisos įmonėse. Surinkti ir apvaisinti ikrai

inkubuojami paskleisti ant tinklelių, pastatytų pratakiame vandenyje. Išsiritę jaunikliai auginami

specialiuose baseinuose 1-2 metus, po to išleidžiami į laisvę. Verslinė atsiganiusių lašišų išeiga nuo

išleistųjų jauniklių skaičiaus sudaro iki 5 – 10 % ar net 15 %. Baltijos jūroje 90 % sugautų lašišų

yra išveistos žuvivaisos įmonėse (Virbickas 2000).

Dirbtiniu būdu auginamų žuvų organizmas yra veikiamas daugelio abiotinių (temperatūra,

vandens kokybė, apšvietimas, žuvų tankis, pratakumas) ir biotinių (pašarų kokybė) veiksnių, kurių

poveikį galima kontroliuoti, įvertinant žuvų fiziologinę būklę. Pažeidimų galimos pasekmės:

slopinamas jauniklių augimas, blogėja jų fiziologinė būklė, silpnėja imuninė sistema, mažėja

atsparumas ligoms, padidėja mirtingumas.

Žuvų mityba – vienas svarbiausių veiksnių, turinčių įtakos žuvų fiziologinei būklei.

Fiziologiškai pilnaverčių jauniklių išauginimui būtini visaverčiai, subalansuoti pagal pagrindinius

komponentus pašarai (baltymai, mineralinės medžiagos, vitaminai, mikroelementai). Nevisaverčiai,

fiziologiškai nesubalansuoti pašarai ar peršėrimas sutrikdo medžiagų apykaitą, reguliuojančią

fermentinę sistemą (sutrinka lipidų apykaita ir kraujotaką), lėtėja augimas. Riebalai kaupiasi organų

(ypač kepenų) ir audinių ląstelėse. Nepašalinus metabolizmą sutrikdžiusių priežasčių, ląstelės žūva.

Pašarų sudėtis, jų komponentų subalansavimas yra geriausiai įvertinamas žuvų morfologiniais bei

fiziologiniais rodikliais (Žuvų ir... 2008).

1.9. Sunkiųjų metalų tyrimai vandens ekosistemoje

Natūraliuose neužterštuose vandenyse sunkiųjų metalų ir kitų pavojingų bijotai cheminių

elementų kiekiai būna nedideli. Intensyvios taršos zonose, dėl pakitusių geocheminių sąlygų ir

didelio teršiančių elementų įnešimo, suardoma nusistovėjusi gamtinė pusiausvyra, keičiasi elementų

kiekiai ir jų tarpusavio geocheminiai ryšiai (Idzelis et al. 2010). Todėl rūpinantis žuvų kaip maisto

produktų kokybe, reikia nuolat stebėti, naujausiais tyrimo metodais analizuoti bei vertinti sunkiųjų

metalų kiekį. Žuvų užterštumo SM lygis priklauso nuo faktorių visumos: vandens telkinio

geografinės padėties, gylio, nuotolio nuo magistralinių kelių, ūkinės veiklos intensyvumo, SM

koncentracijos vandenyje, jų sankaupos žuvų pašariniuose organizmuose hidrobiontuose, vandens

temperatūros, kietumo, pH dydžio (Staniškienė ir kt. 2007). Šiems parametrams nustatyti, įvertinti

ir prognozuoti yra vykdomas žuvų ekotoksikologinis monitoringas. Atliekant žuvų monitoringą

31

svarbūs ir vandens parametrai, kuriame jos gyvena, todėl yra atliekamas paviršinio vandens

monitoringas, kurio vienas iš stebimų parametrų – sunkiųjų metalų kiekio nustatymas vandenyje.

1.9.1. Valstybinis paviršinio vandens monitoringas

Svarbiausi Valstybinės aplinkos monitoringo programos 2011–2017 metų uždaviniai skirti

išskirtų šalies vandens telkinių būklei, taip pat upių baseinų valdymo planuose numatytų priemonių

poveikiui vandens būklei stebėti ir duomenims bei informacijai upių baseinų rajonų valdymo

planams teikti.

Paviršinius vandens telkinius antropogeninė tarša veikia labiausiai. Atlikus taršos šaltinių

analizę ir jų poveikio paviršinių vandens telkinių būklei vertinimą, buvo nustatyti šie pagrindiniai

Lietuvos paviršinių vandens telkinių būklei įtakos turintys veiksniai: pasklidoji tarša, kurios

didžiąją dalį sudaro dėl žemės ūkio veiklos susidarančios taršos apkrovos ir kuri yra vienas

pagrindinių nitratų azoto taršos šaltinių, ir sutelktoji tarša, kurios aktualiausia keliama problema –

tarša bendruoju fosforu ir amonio azotu. Pastaraisiais metais nuolat gerėjant nuotekų valymui, labai

sumažėjo vandens telkinių būklės problemų dėl sutelktosios taršos. Trečias pagrindinis paviršinių

vandens telkinių būklei įtakos turintis veiksnys – tarptautinė tarša, kurią sudaro iš kaimyninių šalių

patenkančios taršos apkrovos.

Pagal Lietuvos Respublikos vandens įstatymo (Žin., 1997, Nr. 104-2615; 2003, Nr. 36-1544;

2009, Nr. 154-6955) reikalavimus vandens telkinių būklei įvertinti turi būti vykdomas telkinių

priežiūros (kad būtų gauti duomenys ir informacija apie bendrą šalies vandens telkinių būklę ir jos

ilgalaikius pokyčius), veiklos (vykdomas rizikos vandens telkiniuose, t. y. kurių ekologinė būklė ar

ekologinis potencialas neatitinka geros ekologinės būklės ar gero ekologinio potencialo

reikalavimų) ir tiriamasis monitoringas.

Valstybinio aplinkos monitoringo uždavinių įgyvendinimui numatoma ištirti 468 upių vietas,

345 ežerus bei tvenkinius, kuriose be kitų parametrų bus stebimi Direktyvoje 2000/60/EB nustatyti

vandens kokybės elementai, nitratai pagal Direktyvos 91/676/EEB reikalavimus, pavojingos

medžiagos pagal Direktyvos 2008/105/EB reikalavimus. Įgyvendinant Stokholmo konvencijos dėl

patvariųjų organinių teršalų reikalavimus, numatyta tęsti patvariųjų organinių teršalų tyrimus

vandenyje, dugno nuosėdose ir biotoje (Lietuvos Respublikos... 2011).

Nuo 2005 m. Lietuvos upių ir ežerų vandens kokybė stebima pagal naująją valstybinę

aplinkos monitoringo programą 2005–2010 metams. Naujoji vandens monitoringo programa buvo

parengta atsižvelgiant į Bendrosios vandens politikos direktyvos (2000/60/EB) reikalavimus.

Kaip ir ankstesnioji monitoringo programa, ji apima upių, ežerų, Kuršių marių, Baltijos jūros

ir požeminio vandens monitoringą. Monitoringas skirstomas į priežiūros, veiklos ir tiriamąjį

monitoringą. Pagal naująją monitoringo programą vandens kokybė upėse stebima 360 vietų, o

32

ežeruose – 80 vietų. Monitoringo tinklas yra suskirstytas į intensyvaus ir ekstensyvaus stebėjimo

vietas. Intensyvus monitoringas vykdomas keletą kartą per metus, o ekstensyvus – vieną kartą per

3-6 metus rotacijos tvarka (Vandens aplinkai... 2007).

1.9.2. Valstybinė aplinkos monitoringo programa

2005–2010 m. Valstybinėje aplinkos monitoringo programoje, tiriamų pavojingų medžiagų

sąrašas papildytas keletu metalų, chlorintais organiniais junginiais, benzenu, papildomais pesticidais

ir t.t. Tiriamų pavojingų medžiagų sąrašas pateiktas 1.4 lentelėje.

Vandens monitoringas pagal naująją programą pirmą kartą buvo vykdomas 2005 m.

Pavojingos medžiagos vandens ir dugno nuosėdų mėginiuose buvo tiriamos 51 vietoje (42 upėse).

Kaip ir ankstesniais metais nė vieno parametro VM-DLK nebuvo viršyta, išskyrus Zn. Kalbant apie

parametrus, kurie buvo naujai įtraukti į monitoringo programą ir tiriami pirmą kartą, tik

trichlormetano (chloroformo) koncentracija viršijo VM-DLK (12 μg/l) keliose vietose (Šušvės

žiotyse – 48,3 µg/l; Ventoje žemiau Mažeikių – 149,2 µg/l; Varduvoje prie Griežės – 38,8 µg/l;

Ašvoje pasienyje – 117,3 µg/l). Maža jo koncentracija buvo aptikta ir kai kuriose kitose vietose.

Buvo aptikta ir kitų medžiagų (trichloretileno, perchloretileno, endosulfano (alfa-), antraceno,

benz(a)pireno, benz(b)fluoroanteno, benz(k)fluoroanteno, fluoroanteno, naftaleno), tačiau jų

koncentracija buvo žema ir neviršijo VM-DLK.

1.4 lentelė. Pavojingos ir prioritetinės pavojingos medžiagos 2005–2010 m. Valstybinėje aplinkos

monitoringo programoje (Vandens aplinkai... 2007)

Medžiagų grupė Terpė Parametrai

Sunkieji metalai Paviršinis vanduo,

Dugno nuosėdos Zn, Cu, Cr, Pb, Ni, Hg, Cd, As, Sn, V

Chlorinti organiniai

junginiai Paviršinis vanduo

Tetrachlormetanas, trichlormetanas, 1,2-dichloretanas,

trichloretilenas, perchloretilenas, dichlormetanas, benzenas

Policikliniai

aromatiniai

angliavandeniliai

Paviršinis vanduo,

Dugno nuosėdos

Antracenas, benz(a)pirenas, benz(b)fluoroantenas,

benz(g,h,i)perilinas, benz(k)fluoroantenas, fluoroantenas,

inden(1,2,3-

cd)pirenas, naftalenas

Fenoliai Paviršinis vanduo Pentachlorfenolis

Pesticidai Paviršinis vanduo

DDT, heksachlorcikloheksanas (α ,β ,δ ),

heksachlorbenzenas,

endosulfanas, endosulfanas(alfa-), simazinas, lindanas,

atrazinas,

aldrinas, dieldrinas, endrinas

33

Upių ir ežerų vandens kokybė šiuo metu yra vertinama pagal:

Reikalavimus žuvininkystei (Lietuvos Respublikos aplinkos ministro 2005 m. gruodžio 21

d. įsakymas Nr. D1-633 „Dėl paviršinių vandens telkinių, kuriuose gali gyventi ir veistis

gėlavandenės žuvys, apsaugos reikalavimų aprašo patvirtinimo“); jame yra nustatytos

didžiausios leidžiamos koncentracijos ištirpusiam deguoniui, organinėms medžiagoms,

fosfatams, nitritams ir kai kurioms kitoms pavojingoms medžiagoms (1.5 lentelė);

Nuotekų tvarkymo reglamente (patvirtintą aplinkos ministro 2006 m. gegužės 17 d.

įsakymu Nr. D1-236) pateikiamas ribines vertes.

1.5 lentelė. Paviršinių vandens telkinių, kuriose gali gyventi ir veistis gėlavandenės žuvys, vandens

kokybės rodiklių ribinės vertės (Vandens aplinkai... 2007)

Eil.

Nr.

Parametras

Ribinė vertė

Lašišiniams vandens

telkiniams

Karpiniams vandens

telkiniams

1. O2 (mg/l O2) 9 7

2. BDS7 (mg/l O2) 4 6

3. Fosfatai (mg/l PO4) 2 0,4

4. Nitritai (mg/l NO2) 0,1 0,15

5. Fenolio (mg/l C6H5OH) Nesijaučia fenolio skonio žuvų mėsoje.

6. Naftos angliavandeniliai Nėra matoma naftos angliavandenilių plėvelė vandens paviršiuje ir

nesijaučia naftos skonio žuvų mėsoje.

7. amoniakas (mg/l NH3) 0,025 0,025

8. Amonio jonai (mg/l NH4) 1 1

9. Cinkas (mg/l Zn) 0,03-0,5* 0,3-2,0*

10. Varis (mg/l Cu) 0,005-0,112* 0,005-0,112*

*Nepriklauso nuo vandens kietumo

1.10. Sunkiųjų metalų bioakumuliacijos žuvyse tyrimų apžvalga Lietuvoje

Lietuvoje žuvų ekotoksikologinis monitoringas vykdomas nuo 1993 m. įvairaus tipo ir

eutrofizacijos lygio vandens telkiniuose: Baltijos jūroje, Kuršių mariose, specialiai parinktuose

ežeruose (Dusioje, Tauragne, Plateliuose, Žuvinte) ir upėse (Žeimenoje, Būkoje ir Skroblyje).

Kopuliacinių parametrų kontrolei parinktos rūšys, įeinančios į žuvų bendrijų branduolius: Baltijos

jūroje – strimelė ir upinė plekšnė, Kuršių mariose, ežeruose ir upėse – kuoja ir ešerys, o upeliuose –

margasis upėtakis ir paprastasis kūjagalvis (Idzelis ir kt. 2012).

Lietuvoje tokio pobūdžio tyrimai buvo vykdomi tam, kad būtų galima nustatyti sunkiųjų

metalų kaupimąsi skirtingų ekologinių grupių žuvų rūšių audiniuose. Žuvys yra pagrindinis

indikatorius, kuris parodo taršos lygi vandenyje, kuriame yra sunkiųjų metalų ir kt. teršalų. Jei

koncentracijos didelės, žuvys žūva (Idzelis ir kt. 2012).

Lietuvoje sunkiųjų metalų leidžiami taršos lygiai iki 2002 m. buvo reglamentuojami 1989 m.

nustatytomis normomis. Nuo 2002 m. įsigaliojo higienos norma HN 54:2003. Ši higienos norma

reglamentuoja, sunkiųjų metalų DLK (mg/kg) žuvų, gyvenančių Lietuvos vandenyse, raumenų

34

mėsoje ir jos produktuose. HN 54:2003 nustato didžiausią leidžiamą sunkiųjų metalų taršos lygį

(LTL) audinyje, tai yra tokį sunkiųjų metalų lygį, kuris veikdamas trumpą arba ilgą laiką, negali

sukelti ligų arba sveikatos sutrikimų (1.6 lentelė) (HN 54:2003).

1.6 lentelė. SM didžiausi leistina koncentracija (DLK) (mg/kg žalios masės) žuvims ir jų produktams

(HN 54:2003)

Cu Zn Ni Cr Cd Pb Hg Fe Al Šaltinis

10 40 0,5 0,3 0,1 1,0 0,5 30 30 Iki 2002 m.

10 40 0,5 0,3 0,05 0,2 0,5 – – Higienos norma HN 54:2003

1.10.1. SM kaupimasis žuvyse ir dugno nuosėdose gamtinėmis sąlygomis

2002 m. rugpjūčio-rugsėjo mėnesiais Aplinkos ministerijos Jungtinis tyrimų centras užfiksavo

sunkiųjų metalų koncentracijų Lietuvos upių vandenyse padidėjimą (2002-12-12 pažyma Nr. 5-12

„Dėl sunkiųjų metalų Lietuvos upėse“). Siekiant nustatyti susikaupusių sunkiųjų metalų – vario,

cinko, kadmio, chromo, nikelio, mangano, švino, gyvsidabrio koncentracijas Lietuvos vidaus

vandens telkinių žuvų audiniuose bei upių dugno nuosėdose, 2003 m. Aplinkos ministerija inicijavo

tyrimus (Projekto „Sunkiųjų... 2004).

2003 m. žuvys tyrimams buvo gaudomos 15-oje upių ir 5-iuose ežeruose, kuriuose vykdomas

paviršinio vandens monitoringas ir atliekami sunkiųjų metalų tyrimai. Mėginiai, sunkiųjų metalų

koncentracijų nustatymui žuvų audiniuose, buvo imami iš žuvų jauniklių ir iš 4-7 m. amžiaus žuvų.

Tam, kad tyrimų rezultatai atspindėtų 2002 m. laikotarpį, kai buvo užfiksuotas sunkiųjų metalų

koncentracijų padidėjimas Lietuvos upėse, tyrimams buvo atrinktos trumpaamžės žuvys arba jauni

(2 m.) ilgaamžių žuvų jaunikliai. Tai kuoja, ešerys, vaivorykštinis upėtakis ir gružlys.

Atlikti žuvų tyrimai parodė, kad daugumoje šalies upių bei ežerų sunkiųjų metalų (Cu, Zn,

Cd, Cr, Ni, Hg) kiekiai nustatyti žuvų raumenyse neviršijo didžiausių leistinų kiekių. Cinko, nikelio

ir chromo kiekiai žuvų raumenyse buvo artimi arba viršijo DLK vertes 6-iose upėse ir 2-uose

ežeruose: Ventoje ž. Mažeikių ir ž. Kuršėnų, Žeimenoje ž. Pabradės, Vilnios žemupyje, Mūšoje ž.

Saločių, Šešupėje ties Siesartis žiotimis, Merkyje a. Varėnos, Tauragne ir Plateliuose. Švino kiekiai

viršija DLK vertes 11-oje upių ir 3-uose ežeruose: upėse – Nemune, Minijoje, Neryje, Šventosios

žemupyje, Žeimenoje ž. Pabradės, Skrobluje, Šešupėje, Siesartyje-Malkėse, Bukoje, Vilnios

žemupyje, Nevėžyje bei ežeruose – Žuvinte, Dusioje ir Plateliuose (Projekto „Sunkiųjų... 2004).

Tyrimo metu nustatyta, kad sunkiųjų metalų kiekiai žuvų audiniuose labiausiai padidėjo

foninėse Lietuvos upėse, kuriose ir buvo užfiksuotos 2002 m. didžiausios SM koncentracijos

vandenyje: Skrobluje (Cu, Pb, Zn) ir Bukoje (Mn, Cu, Pb, Ni). Vario kiekis Skroblaus upėje

2003 m., lyginant su 1993-1998 m. duomenimis, upėtakių raumenyse buvo 2 kartus didesnis (0,21-

0,62 mg/kg – 1993-1998 m. ir 1,54 mg/kg – 2003 m.), o švino – 5 kartus didesnis (0,02-0,14 mg/kg

35

– 1993-1998 m. ir 0,72 mg/kg – 2003 m.). Didesnis negu vidutinis daugiametis sunkiųjų metalų

kiekis žuvų audiniuose buvo nustatytas Žeimenoje: kuojų raumenyse mangano – 6,7 mg/kg

(vidurkis visose upėse (toliau vid.) 3,30 mg/kg) ir cinko – 52,7 mg/kg (vid. 26,23); kuojų kepenyse

švino – 0,59 mg/kg (vid. 0,17); upėtakių raumenyse nikelio – 0,12 mg/kg (vid. 0,08). Merkyje

chromo kiekis kuojų raumenyse 0,49 mg/kg (vid. 0,07) ir kepenyse – 0,6 mg/kg (vid. 0,16), bei

nikelio kiekis kuojų kepenyse – 0,53 mg/kg (vid. 0,13). Širvintos žemupyje – gružlių raumenyse

vario – 1,51 mg/kg (vid. 0,95) ir nikelio – 0,3 mg/kg (vid. 0,07), o kuojų raumenyse nikelio – 0,29

mg/kg (vid. 0,07) ir kadmio – 0,013 mg/kg (vid. 0,004) (Projekto „Sunkiųjų... 2004).

Vertinant upių dugno nuosėdose susikaupusių metalų kiekius nustatyta, kad mažiausi

sunkiųjų metalų kiekiai yra sukaupti tirtose upėse, kurios yra priskirtos lašišiniams vandens

telkiniams, kiek didesni kiekiai upėse, kurios priskirtos karpiniams vandens telkiniams ir didžiausi

kiekiai yra sukaupti upėse, kurios yra priskirtos kitiems vandens telkiniams. 2003 metais upėse,

priskirtoms lašišiniams vandens telkiniams, vidutinis vario kiekis buvo 6,34±5,93 mg/kg, švino –

7,22±6,6 mg/kg, mangano – 291±162 mg/kg, chromo – 9,8±7,94 mg/kg, nikelio – 3,94±4,6 mg/kg,

kadmio – 0,08±0,15 mg/kg. 2003 m. tirtose upėse, priskirtoms karpiniams vandens telkiniams, vario

kiekis dugno nuosėdose buvo 3,7±5 mg/kg, švino – 12,2±23,9 mg/kg, mangano – 275±420 mg/kg,

chromo – 9,1±6,6 mg/kg, nikelio – 4,9±4,4 mg/kg ir kadmio – 0,1±0,1 mg/kg. 2003 m. tirtose

upėse, kurios priskirtos kitiems vandens telkiniams vario kiekis buvo 6,6±7,7 mg/kg, švino – 75,3±141

mg/kg, mangano – 421±420 mg/kg, chromo – 116±253 mg/kg, nikelio – 25,1±36,3 mg/kg ir kadmio –

0,6±1,2 mg/kg (Projekto „Sunkiųjų... 2004).

2003 m. ežerų dugno nuosėdose buvo nustatyta, kad Drūkšių ežere sunkiųjų metalų kiekiai

buvo 7-15 kartų didesni negu ankstesniais metais bei didesni negu kituose ežeruose.

Vario koncentracijos DLK neviršijo nei vienoje tirtoje upėje (1.6 pav.). Cinko

koncentracijos artimos DLK buvo Siesartyje ir Srobluje. Kadmio DLK buvo viršijamos visur,

išskyrus Miniją. Švino koncentracijos viršijo DLK Minijos upėje, šiek tiek mažiau Siesartyje.

Nikelio koncentracijos viršijo DLK Siesartyje, Skroblus upėje, Vilnios ir Žeimenos upėse. Neviršijo

tik Vilnios žemupyje.

36

0,001

0,01

0,1

1

10

100

Cu Zn Cd Pb Mn Ni

DLK Daugiamet. Vidut.Minija a. Plungės Siesartis–Markėstas žemupysSkroblus ž. Dubininkų Vilnia, žemupysŽeimena ž. Pabradės

mg/kg

1.6 pav. SM kiekiai 2 metų upėtakių raumenyse 2003 m. (Projekto „Sunkiųjų... 2004)

DLK buvo viršijamos Dusios ežere, kur Cd, Cr, Ni buvo daugiau, nei leidžiama (1.7 pav.).

Lukšto ežere Pb ir Cr buvo viršijama DLK. Plateliuose Cd ir Ni kiekiai viršijo DLK. Tauragno

ežere Pb, Cd, Cr ir Ni buvo viršyta DLK.

0,001

0,01

0,1

1

10

100

Cu Zn Pb Cd Cr Mn Ni Hg

DLK Dusia Lūkštas Plateliai Tauragnas

mg/kg

1.7 pav. SM kiekiai ežerų žuvų (kuojos ir ešerio) audiniuose 2003 m. (Projekto „Sunkiųjų... 2004)

Ešerio audiniuose buvo aptikta, kad tik Ni kiekiai viršija DLK (1.8 pav.). Kuojos audiniuose

DLK viršijo Pb, Cr ir Ni kiekiai. Graužlio audiniuose Pb, Cr ir Ni kiekiai viršijo DLK taip pat kaip

ir kuojos audiniuose.

37

0,01

0,1

1

10

100

Cu Zn Pb Cr Mn Ni

DLK Daugiametė vidutinė Ešerys Kuoja Gružlys

mg/kg

1.8 pav. SM kiekiai upių žuvų audiniuose 2003 m. (Projekto „Sunkiųjų... 2004)

Sunkiųjų metalų kiekiai upių dugno nuosėdose beveik visur viršijo foninį kiekį, išskyrus

lašišinėse upėse ir kitose upėse Cd kiekiai, jo buvo mažiau nei foninio kiekio (1.9 pav.).

0,0

0,1

1,0

10,0

100,0

1000,0

Cu Pb Mn Cr Ni Cd

Foninis kiekis Lašišinės upės Karpinės upės Kitos upės

mg/kg

1.9 pav. SM kiekiai upių dugno nuosėdose 2003 m. (Projekto „Sunkiųjų... 2004)

Ežerų dugno nuosėdose, SM daugiametį vidutinį kiekį viršijo Drūkšto ežeras (1.10 pav.). Čia

tik Cd kiekiai buvo mažesni nei daugiametis vidutinis kiekis. Balsių ežere Pb viršijo daugiametį

vidutinį kiekį. Rekyvos ežero dugno nuosėdose aptikta daugiau nei daugiamečio vidutinio kiekio

metalų: Pb, Cr ir Cd. Vištyčio ežero dugno nuosėdų daugiametį vidutinį kiekį viršijo Pb (Projekto

„Sunkiųjų... 2004).

38

0,01

0,10

1,00

10,00

100,00

Cu Pb Cr Ni Cd

Daugiametis vidutinis BalsisDrūkšiai Drūkšiai _daugiametisRėkyva VištytisVištytis_daugiametis

mg/kg

1.10 pav. SM kiekiai ežerų dugno nuosėdose 2003 m. (Projekto „Sunkiųjų... 2004)

Sunkiųjų metalų kaupimosi žuvų audiniuose ir dugno nuosėdose dėsningumai tiek ežeruose,

tiek upėse yra tokie patys.

1.10.2. SM kaupimosi ypatumai žuvų audiniuose eksperimentinėmis sąlygomis

Pasaulyje bei Lietuvoje siekiant gauti, kuo išsamesnių duomenų apie sunkiųjų metalų

migraciją bei akumuliaciją žuvyse, vykdomi eksperimentiniai tyrimai. Šių tyrimų tikslas – nustatyti,

kaip ir kokiuose audiniuose, SM susikaupia daugiausia skirtingose žuvų rūšyse eksperimentinėmis

sąlygomis. Lietuvoje šie tyrimai buvo atliekami pagrindinai kaip aplinkos monitoringo dalis

(Projekto „Sunkiųjų metalų... 2004). Nuo 2008 m., Gamtos tyrimų centro Ekologijos instituto

Hidrobiontų ekologijos ir fiziologijos laboratorijoje, vykdomi SM bioakumuliacijos žuvyse

eksperimentiniai tyrimai. Per šį laikotarpį, identiškomis tyrimų sąlygomis, SM kaupimasis žuvų

audiniuose (raumenyse, žiaunose, kepenyse) buvo tirtas penkiose žuvų rūšyse: kuojoje, ešeryje,

vaivorykštiniame upėtakyje, šlyžyje ir sidabriniame karose) (1.7 lentelė) (Idzelis ir kt. 2008, 2010,

2011, 2012).

Eksperimentinių tyrimo duomenimis nustatyta, kad žuvų audiniai sunkiuosius metalus

akumuliuoja selektyviai: skirtingi sunkieji metalai, skirtinguose žuvų audiniuose, kaupiasi

nevienodai, tai priklauso nuo žūvies rūšiai būdingų savybių, pavyzdžiui, varį labiausiai akumuliuoja

kuojų kepenys, o ešerių kepenyse, vario koncentracija gerokai mažesnė. Ešerių kepenyse nustatytos

didžiausios kadmio koncentracijos, tuo tarpu, kuojų kepenyse šio metalo koncentracija tik nežymiai

didesnė negu raumenyse. Iš kitų sunkiųjų metalų, šiek tiek daugiau kepenyse sukaupiama cinko ir

chromo.

39

1.7 lentelė. Bendras SM (Pb, Ni, Cr, Pb, Zn, Cd) kiekis skirtingų žuvų rūšių bandinio ir kontrolės

audiniuose (Idzelis ir kt. 2008, 2010, 2011, 2012)

Šlyžys S. Karosas V.Upėtakis Ešerys Kuoja

Raumenys (A)

Bendras SM kiekis bandinyje, mg/kg 26,71 16,31 11,15 23,31 60,42

Bendras SM kiekis kontrolėje, mg/kg 16,62 6,05 3,25 20,8 28,18

Žiaunos (B)



Kepenys (C)



Ankstesniuose atliktuose tyrimuose, veikiant žuvis sunkiųjų metalų modeliniu mišinių (Cu,

Ni, Zn, Cr, Pb, Cd), vienodomis eksperimento sąlygomis, matyti, kad skirtingų žuvų rūšių audiniai

SM akumuliuoja specifiškai, t.y. skirtinos žuvų rūšys, skirtingai kaupia SM tam tikrame audinyje

(1.11 – 1.13 pav.).Bendra SM koncentracija bandymo žuvų raumenyse kito nuo 11,15 iki

60,42 mg/kg (1.11 pav.). Didžiausia SM koncentracija gauta kuojos raumenyse, mažiausia – V.

upėtakio raumenyse. Šlyžio, ešerio ir S. karoso raumenyse SM kaupėsi vienodu intensyvumu. SM

bioakumuliacijos seka bandymo žuvų raumenyse tokia: kuoja > šlyžys > ešerys > S. karosas >

V. upėtakis.

1.11 pav. Bendras SM kiekis skirtingų žuvų rūšių raumenyse bandinio ir kontrolės grupėje

(vidurkis ± standartinis nuokrypis)

40

Žuvų žiaunos SM kaupė labai skirtingai. Didžiausias SM kiekis rastas V. upėtakio žiaunose

(39,76 mg/kg), mažiausias – S. karoso žiaunose (3,05 mg/kg) (1.12 pav.). Vienodu intensyvumu

SM kaupė ešerys, kuoja ir šlyžys. SM bioakumuliacijos seka bandymo žuvų žiaunose tokia:

V. upėtakis > ešerys > kuoja > šlyžys > S. karosas.

1.12 pav. Bendras SM kiekis skirtingų žuvų rūšių žiaunose bandinio ir kontrolės grupėje


Bandymo žuvų kepenyse, bendra SM koncentracija kito nuo 1,91 iki 43,46 mg/kg (1.13 pav.).

Mažiausia koncentracija aptikta sidabrinio karoso kepenyse, didžiausia – kuojos kepenyse. SM

bioakumuliacijos seka bandymo žuvų kepenyse tokia: kuoja > šlyžys > ešerys > V. upėtakis > S.

karosas.

1.13 pav. Bendras SM kiekis skirtingų žuvų rūšių kepenyse bandinio ir kontrolės grupėje (vidurkis ±

standartinis nuokrypis)

41

Iš 1.11 – 1.13 pav. matyti, kad suminis SM kiekis didžiausias daugelio žuvų kepenyse. Tai

leidžia teigti, kad SM yra labiau linkę kauptis žuvų kepenyse nei raumenyse ar žiaunose. SM

kaupimosi seka žuvų audiniuose tokia: kepenys > raumenys > žiaunos.

Didžiausi SM kiekiai nustatyti kuojos, V. upėtakio ir ešerio raumenyse, žiaunose bei

kepenyse, todėl galima teigti, kad šių žuvų audiniai SM akumuliuoja labiau nei kitos žuvų rūšys.

Gauti rezultatai eksperimentinėmis sąlygomis leidžia teigti, kad skirtingos žuvų rūšys SM

kaupia labai specifiškai ir jų kiekiai kartais viršija DLK.

Eksperimentiniai tyrimų rezultatai neretai sutampa su SM tyrimais monitoringinėse žuvų

rūšyse iš natūralių vandens telkinių. Matomai tai priklauso nuo žuvies rūšiai būdingų ekologinių,

elgsenos, organizmo fiziologinių-biocheminių procesų savybių, todėl gauti rezultatai įpareigoja

nuolat kontroliuoti SM kaupimąsi žuvyse, nors kartais gamtiniuose vandenyse jų koncentracija ir

neviršija DLK (Idzelis ir kt. 2012).

1.11. Sunkiųjų metalų kaupimosi žuvų audiniuose apžvalga užsienyje

Sunkiųjų metalų bioakumuliacijos tyrimai žuvų audiniuose plačiai atliekami ir užsienio

valstybių vandens telkiniuose, nes vis didėjanti tarša SM ėmė kelti susirūpinimą, ypač

paskutiniaisiais dešimtmečiais.

Vieni iš tokių tyrimų 2011 m. buvo atliekami Cuddalore pakrantėje, Tamil Nadu, Indijoje.

SM koncentracija buvo tiriama labiausiai toje šalyje valgomų trijų žuvų rūšyse (Rastrilleger

kanagurta, Kathala axillaris, Sardinella longiceps).

Cuddalore pakrantė yra reikšminga Tamil Nadu valstijoje, nes joje yra sutelkta didžioji miesto

pramonės dalis. Netoli veikia chemijos pramonė, gėrimų gamyba, raugyklos, naftos, muilo, dažų

pramonės; popieriaus ir metalo apdirbimo įmonės. Akivaizdu, kad sunkiųjų metalų patekimas iš šių

taršos šaltinių į pakrantės vandenis yra akivaizdus, todėl SM kaupimosi tyrimai žuvų audiniuose yra

būtini (Vijayakumar et al. 2011).

Šio tyrimo tikslas buvo ištirti SM (Cu, Cr, Cd, Co, Ni ir Zn) koncentracijas labiausiai

valgomose trijų rūšių žuvyse, siekiant nustatyti, ar šių metalų kiekis žuvų audiniuose neviršija

leistinos koncentracijos žmogaus vartojimui (1.14 – 1.15 pav.).

Tyrimų rezultatai parodė, kad SM kaupimasis skirtingose žuvų rūšyse buvo nevienodas

(1.14 pav.). Tam įtakos galėjo turėti žuvų morfologinės savybės, ekologiniai poreikiai, elgesys,

medžiagų apykaitos veikla ir kiti būdingi tai žuvies rūšiai parametrai (Vijayakumar et al. 2011).

Žuvų audiniuose didžiausias buvo aptiktas Cinko (Zn) kiekis mažiausias Kobalto (Co) kiekis

(1.8 lentelė).

42

1.8 lentelė. Vidutinė SM koncentracija (µg/g) skirtingose žuvų rūšyse (Vijayakumar et al. 2011)

Žuvų rūšis Cu (µg/g) Cr (µg/g) Cd (µg/g) Co (µg/g) Ni (µg/g) Zn (µg/g)

R. kanagurta 0,42±0,09 0,66±0,08 0,35±0,06 0,25±0,05 0,62±0,15 20,1±0,13

K. axillaris 0,43±0,12 0,86±0,16 0,43±0,18 0,29±0,07 0,79±0,16 25,4±0,09

S. longiceps 0,61±0,15 0,76±0,14 0,42±0,11 0,37±0,09 0,65±0,19 26,2±0,16

Šio tyrimo rezultatai suteikė nemažai informacijos apie SM kaupimąsi skirtingų žuvų rūšių

audiniuose Cuddalore pakrantėje. Remiantis gautais rezultatais nustatyta, kad SM koncentracija

labiausiai valgomosiose žuvyse nėra viršijama, todėl šios žuvys nėra pavojingos maistui. Atrodo,

nėra tiesioginės grėsmės žuvininkystei, dėl vandens bei gyvųjų organizmo užteršimo sunkiaisiais

metalais, tačiau pavojus gali atsirasti ateityje, nes SM puikiai geba kauptis tiek aplinkoje tiek

gyvuosiuose organizmuose (Vijayakumar et al. 2011).

1.14 pav. Cinko (Zn) koncentracija skirtingose žuvų rūšyse (vidurkis ± standartinis nuokrypis)

1.15 pav. Sunkiųjų metalų koncentracija skirtingose žuvų rūšyse (vidurkis ± standartinis nuokrypis)

43

Užsienio šalių mokslininkai, SM kaupimosi dėsningumus žuvų audiniuose eksperimentinėmis

sąlygomis, tyrinėja jau daugelį metų. Tyrinėtojų gauti rezultatai neprieštarauja vieni kitiems, tačiau

duomenų iki šiol nėra surinkta daug ir jie gana fragmentiški.

Pavyzdžiui, mokslininkai Van Hoof ir Nauwelaers 24 val. veikė kuojas (Rutilus rutilus) Ni

prie letalinių ir subletalinių koncentracijų (50 ir 100 mg Ni/l) ir nustatė, kad abiem atvejais Ni

koncentracija buvo didžiausia žiaunose, mažiausia – raumenyse. Be to, veikiant Cu prie

koncentracijos 1,0 Cu mg/l, Ni kaupimasis audiniuose sustiprėdavo (Hoof and Nauwelaers 1984).

Ni bioakumuliacija žuvyse taip pat tyrinėjo Karthikeyan ir Palaniappan. Žuvis Cirrhinus

mrigala veikė Ni prie subletalių koncentracijų (1,05 – 4,6 mg Ni/l) ir nustatė, kad Ni kaupimuisi

didelę įtaką daro vandens kietumas ir pH. Vandens kietumui padidėjus, Ni biakumuliacija mažėja,

pH padidėjus – kaupimasis didėja. Ni kaupimasis audiniuose vyko: inkstai > kepenys > žiaunos >

raumenys (Karthikeyan and Palaniappan 2007).

Palaniappan ir Karthikeyan taip pat tyrė Cr bioakumulaciją ir eliminaciją atskirai binariniame

mišinyje, veikiant Ni žuvis Cirrhinus mrigala esant subletaliai poveikio koncentracijai 2,9 Cr mg/l.

Ekspozicija truko 7-ias dienas. Nustatyta, kad kumuliacinis metalų poveikis buvo didesnis. Nikelio

koncentracija audiniuose išaugo 10 % – 28 %, o tai, savo ruožtu, lėmė Cr padidėjimą 7 % – 12 %.

Ni ir Cr bioakumulacijos buvo tokia: inkstai > kepenys > žiaunos > raumenys. Taigi, akivaizdu, kad

vienų metalų bioakumuliaciją žuvyse, gali įtakoti kitų metalų buvimas aplinkoje (Karthikeyan and

Palaniappan 2009).

Hollis ir kiti mokslininkai tyrė, kaip Cr kaupiasi vaivorykštinių upėtakių kūno audiniuose.

Žuvys buvo veikiamos chromo tirpalais 30 dienų. Praėjus ekspozicijos laikui, buvo nustatyta, kad

daugiausia Cr susikaupė inkstuose ir žiaunose. Kepenyse ir raumenyse kiekiai buvo panašūs. SM

kaupimosi seka audiniuose: inkstai > žiaunos > kepenys > raumenys (Hollis et al. 2001).

Taip pat, Cr bioakumuliaciją žuvų audiniuose tyrė Kraemer. Buvo tirti vienerių metų amžiaus

geltonieji ešeriai (Perca flavescens). Ekspozicijos trukmė – 30 dienų. Daugiausia Cr buvo rasta

kepenyse (Kreamer et al. 2008).

Ribeyre ištyrė 5 elementų (Cu, Ag, Se, Zn, Hg) tarpusavio sąveiką ir jų tiesioginį patekimą iš

aplinkos į audinius bei jų biologinio kaupimosi lygius Danio rerio (Brachydanio rerio) žuvyje.

Padarė išvadą, kad Cu ir Zn dalyvauja skirtinguose homeostaziniuose procesuose, kurie reguliuoja

jų koncentracijas organizme, priklausomai nuo to, kokia yra šių metalų koncentracija supančioje

aplinkoje. Taip pat nustatė, kad šių metalų tarpusavio sąveika, gali slopinti vienas kito poveikį.

Puikus pavyzdys Zn – šiam metalui kauptis audiniuose netrukdė nei Zn koncentracija vandenyje,

nei kiti elementai (Ribeyre et al. 1995).

Vinodhini ir Narayanan veikdami karpį (Cyprinus carpio) 32 dienas sunkiųjų metalų mišiniu

(Cr, Ni, Cd ir Pb) prie DLK, nustatė, kad SM bioakumuliacija priklauso nuo žuvų audinių.

44

Daugiausiai sunkiaisiais metalais buvo paveiktos žuvies kepenys. Cd ir Pb koncentracijos

audiniuose buvo nustatytos didžiausios. Po eksperimento, SM pasiskirstė tokia tvarka: žiaunose ir

kepenyse Cd > Pb > Ni > Cr ir Pb > Cd > Ni > Cr, inkstuose ir raumenyse Pb > Cd > Cr > Ni ir Pb

> Cr > Cd > Ni (Vinodhini and Narayanan 2008).

Geffen veikė skirtingų rūšių žuvis Hg ir Pb 45 paras. Švino bioakumuliacija audiniuose buvo

intensyvesnė. Rezultatai parodė, kad skirtingų rūšių organizmai SM kaupia skirtingai. Tai priklauso

nuo detoksikuojančių metalų savybių, taip pat nuo žuvies augimo tempo. Kuo žuvis greičiau auga,

tuo bioakumuliaciaja intensyvesnė (Geffen et al. 1998).

Nors šiuo metu yra sukaupta nemažai duomenų apie SM bioakumuliaciją žuvų kūno

audiniuose gamtiniuose vandenyse bei laikomų eksperimentinėmis sąlygomis, tačiau tarprūšiniai

skirtumai eksperimentinėmis sąlygomis vis dar išlieka ištirti nepakankamai. Akivaizdu, kad tai

priklauso ne tik nuo SM cheminės prigimties, vandens fizinių-cheminių savybių, kitų metalų

buvimo vandenyje, bet ir nuo žuvies rūšiai būdingų specifinių ekologinių, elgsenos, biocheminių,

fiziologinių ypatumų.

45

SKYRIAUS IŠVADOS

1. Sunkieji metalai neigiamai veikia biotinę ir abiotinę aplinką, pasižymi ilgaamžiškumu,

sukelia nepageidaujamus ekologinius efektus gamtinėje aplinkoje.

2. Dėl savo biologinių savybių, žuvys yra puikus indikatorius sunkiųjų metalų

bioakumuliacijai įvertinti. Sunkieji metalai žuvų audiniuose akumuliuojasi selektyviai. Atlikus

mineralizaciją galima įvertinti susikaupusių metalų kiekius tam tikruose žuvies organuose.

3. Eksperimentiniai tyrimai su žuvimis padeda nustatyti SM kaupimosi dėsningumus žuvyje –

kokių ir kokiuose audiniuose sunkiųjų metalų susikaupia daugiausia. Viršijant DLK vandenyje,

dažniausiai žuvys žūva.

4. Sunkiesiems metalams patekus į vandenį, jų migraciją veikia vandens organizmai, kurie

juos akumuliuoja, kaupia savo organizmuose ir mitybos grandinėmis perduoda aukštesniems

trofiniams lygiams. Žuvys sudaro galutinę vandens biologinę produkciją, kuri labiausia

akumuliuoja teršalus, nes teršalus žuvys gauna ne tik su maistu, bet ir per žiaunas bei kūno paviršių.

5. Ankstesniuose atliktuose tyrimuose, veikiant žuvis sunkiųjų metalų modeliniu mišinių (Cu,

Ni, Zn, Cr, Pb, Cd), vienodomis eksperimento sąlygomis, matyti, kad skirtingų žuvų rūšių audiniai

SM akumuliuoja specifiškai, t.y. skirtinos žuvų rūšys, skirtingai kaupia SM tam tikrame audinyje

6. Iki šiol dar nėra pakankamai sukaupta literatūrinių duomenų apie sunkiųjų metalų

kaupimosi tendencijas lašišų audiniuose, todėl gauti eksperimentinio tyrimo rezultatai parodys

skirtingų organų (žiaunų, raumenų, inkstų, kepenų) gebėjimą kaupti sunkiuosius metalus, kurie leis

išanalizuoti ir palyginti sunkiųjų metalų bioakumuliacijos dėsningumus skirtingų žuvų rūšių

audiniuose eksperimentinėmis sąlygomis.

46

2. SUNKIŲJŲ METALŲ NUSTATYMO LAŠIŠŲ Salmo salar L. AUDINIUOSE

METODIKA

2.1. Tyrimo objektas

Tyrimo tikslas – ištirti sunkiųjų metalų mišinio bioakumuliacijos atlantinės lašišos (Salmo

salar L.) kūno audiniuose (raumenys, žiaunos, kepenys, inkstai) ypatumus.

Tyrimų objektas – atlantinė lašiša (Salmo salar L.).

Eksperimentas buvo vykdomas Gamtos tyrimų centro Ekologijos instituto Hidrobiontų

ekologijos ir fiziologijos laboratorijoje (akvariuminėje). Tyrimams buvo naudojamos dirbtinai

veistos lašišos atvežtos iš Meškerinės km., Žeimenos lašišinių žuvų veislyno 2011 m.

2.1 pav. Žeimenos lašišinių žuvų veislynas (Žemėlapiai... 2012)

Bandymui buvo parenkami maždaug vienodo dydžio 130 ± 5 mm, 1 metų amžiaus,

vidutiniškai 22,6 ± 3 g (vidurkis ± standartinė paklaida) svorio individai.

2.2. Žuvų paruošimas eksperimentui

Atvežtos žuvys buvo pratinamos prie laboratorinių sąlygų dvi savaites, kol jų elgsena

normalizavosi ir jos ėmė normaliai maitintis. Jos buvo laikomos pratakiuose aeruojamuose

1000 litrų baseinuose ir maitinamos specialiu firminiu lašišoms skirtu pašaru (SKRETTING T-2P

Supra).ne mažiau kaip 1 % nuo jų gyvosios kūno masės per dieną.

Tyrimas buvo pradėtas, kai žuvys jau normaliai elgėsi ir maitinosi. Jos buvo suleistos į

30 litrų akvariumus po 7-ias į kiekvieną (2.2 pav.).

Į vieną akvariumą buvo suleistos žuvys kaip kontrolinė grupė – jos buvo laikomos švariame

vandenyje, į kitą akvariumą – paveiktoji (bandymo) grupė– žuvys buvo veikiamos sunkiųjų metalų

modeliniu mišiniu (Cu, Zn, Ni, Cr, Cd, Pb) esant didžiausioms leidžiamoms koncentracijoms

47

(2.1 lentelė). Švarus vanduo (kontrolė) ir SM tirpalai buvo atnaujinami kiekvieną dieną prieš

pašeriant žuvis, jos buvo perkeliamos į naujai paruoštus tirpalus bei švarų vandenį.

Tirpalams buvo naudojamos chemiškai švarios SM druskos («REACHIM» kompanijos

produkcija, Rusija) kaip toksinės medžiagos. Pradinis (koncentruotas) tirpalas buvo ruošiamas

ištirpinant reikiamą druskos kiekis distiliuotame vandenyje, o galutinę koncentraciją akvariumuose

perskaičiuojant pagal sunkiojo metalo jono kiekį.

2.2 pav. Akvariumai, kuriuose laikomos bandymo lašišos (Autorės nuotr.)

Akvariuminėje skiedimui buvo naudojamas artezinis aeruotas vanduo (2.3 pav.). Vidutinis

vandens kietumas sudarė 284 mg/l pagal CaCO3, šarmingumas buvo 244 mg/l pagal HCO3‾, pH

buvo 7,9 – 8,1. Temperatūra buvo palaikoma 10,5 °C – 11,5 °C ribose, o deguonies koncentracija

svyravo nuo 8 iki 10 mg/l.

2.3 pav. Aeruojamas akvariumas (Autorės nuotr.)

48

Tyrimo metu, žuvys buvo maitinamos ir stebima jų elgsena. Švarus vanduo (kontrolė) ir SM

modelinis mišinys buvo atnaujinami kiekvieną dieną. Eksperimento ekspozicijos laikas trūko 14

dienų.

2.1 lentelė. SM koncentracijos modeliniame mišinyje

Sunkusis

metalas Šaltinis DLK, mg/l

Cu CuSo4·5H2O 0,01

Zn ZnSo4·7H2O 0,1

Ni NiSo4·7H2O 0,01

Cd Cd(CH3COOH)·2H2O 0,005

Pb Pb(NO3)2 0,005

Cr K2Cr2O7 0,01

Mažiausios tirpale naudotos DLK elementų – kadmio (Cd) ir švino (Pb), didžiausios – cinko

(Zn), nikelio (Ni) ir chromo (Cr).

Po 14 eksperimento dienų, žuvys buvo išskrostos ir buvo paimti bandymui reikalingi audiniai:

raumenys, žiaunos, inkstai, kepenys. Kadangi sunkiųjų metalų nustatymo tikslumas labai priklauso

nuo tinkamo pavyzdžių paėmimo ir jų apdorojimo, pagal metodinius reikalavimus SM užteršti

bandiniai, turėtų būti kuo greičiau siunčiami į laboratoriją ištirti, o jei nėra galimybės – šaldomi.

Raumenų, kepenų, inkstų, žiaunų mėginiai paimti iš 14 žuvų (7 – kontrolės; 7- paveiktosios

grupių).

Sunkiųjų metalų kiekiai žuvų kepenų raumenų, žiaunų, inkstų audiniuose nustatyti atominės

absorbcijos spektrofometru „Buck Scientific" 210, Vilniaus Gedimino Technikos Universiteto

Aplinkos inžinerijos fakulteto chemijos laboratorijoje. Metodas remiasi elemento koncentracijos

matavimais mėginyje naudojant liepsnos atominę absorbcinę spektrometrija.

2.3. Žuvų morfometrinė analizė

Žuvų morfometrinė analizė buvo atliekama pagal visuotinai taikomus metodus. Buvo

matuojamas žuvų bendras ilgis L (cm), standartinis ilgis l (cm), bendras svoris Q (g) ir svoris be

vidurių q (g) (2.2 – 2.3 lentelė).

Atliekant morfometrinę žuvies analizę, būtina nurodyti visą žuvies ilgį (ab), kūno ilgį iki

uodegos peleko vidurio (ac), kūno ilgį be uodegos peleko (ad) ir liemens ilgį (od) (2.4 pav.). Tam,

kad būtų galima nustatyti žuvies amžių, žvynus reikia nuimti nuo žuvies šono vidurio (punktyrais

parodyta linija 2.4 pav.), žemiau ir aukščiau šoninės linijos.

49

2.4 pav. Žuvies morfometrinės analizės parametrai

2.2 lentelė. Kontrolinių žuvų morfometriniai duomenys

Žuvies Nr. 1 2 3 4 5 6 7 Viso Vidurkis

Bendras ilgis (L, cm) 14,5 13,5 14,0 15,0 12,5 11,0 11,3 - 13,11

Standartinis ilgis (l, cm) 13,0 12,0 12,5 13,2 11,0 9,5 9,8 - 11,57

Bendras svoris (Q, g) 27,5 22,03 22,41 27,89 14,78 12,11 11,52 - 19,75

Svoris be vidurių (q, g) 23,58 19,26 19,59 25,26 12,85 9,97 10,36 - 17,27

Žiaunos, g 0,48 0,61 0,62 0,62 0,38 0,31 0,32 3,34 0,48

Kepenys, g 0,45 0,28 0,2 0,31 0,17 0,14 0,11 1,66 0,24

Raumenys, g 1,32 1,34 1,31 1,22 1,13 1,0 0,99 8,31 1,19

Inkstai, g 0,22 0,15 0,18 0,17 0,09 0,11 0,08 1,0 0,14

2.3 lentelė. Bandymo žuvų morfometriniai duomenys

Žuvies Nr. 1 2 3 4 5 6 7 Viso Vidurkis

Bendras ilgis (L, cm) 16,5 15,0 15,0 13,0 11,5 11,5 12,0 - 13,50

Standartinis ilgis (l, cm) 14,5 13,5 13,5 11,5 10,0 10,0 10,3 - 11,90

Bendras svoris (Q, g) 34,1 27,62 27,68 17,26 13,45 13,05 13,23 - 20,91

Svoris be vidurių (q, g) 33,43 24,37 24,62 5,22 11,42 10,8 11,72 - 17,37

Žiaunos, g 0,81 0,71 0,65 0,32 0,37 0,35 0,38 3,59 0,51

Kepenys, g 0,47 0,39 0,26 0,21 0,12 0,17 0,15 1,77 0,25

Raumenys, g 1,26 1,75 1,69 0,98 0,89 1,03 1,16 8,76 1,25

Inkstai, g 0,26 0,23 0,19 0,11 0,12 0,13 0,09 1,13 0,16

2.2 ir 2.3 lentelėse matyti, kad žuvų, kurios buvo veikiamos sunkiųjų metalų modeliniu

mišiniu, visi morfometriniai parametrai nežymiai buvo didesni, lyginant su kontrolinėmis žuvimis.

50

2.4. Bandinių paėmimas

Atlikus žuvų morfometrinę analizę, lašišų raumenys, kepenys, žiaunos ir inkstai buvo atskirti

nuo kaulinio audinio bei pasverti elektroninėmis svarstyklėmis (2.5 – 2.6 pav.). Sunkiųjų metalų

nustatymo tikslumas labai priklauso nuo tinkamo pavyzdžių paėmimo ir jų apdorojimo. Pagal

metodinius reikalavimus sunkiaisiais metalais užteršti pavyzdžiai turi būti kuo greičiau po audinių

paėmimo siunčiami į laboratoriją ištirti, o jei nėra galimybės – šaldomi. Todėl bandymo ir kontrolės

žuvų audiniai buvo patalpinti į šaldymo kamerą, nes nebuvo galimybės iš karto nustatyti SM

audiniuose.

Eksperimentui paimti audiniai:

Žiaunos (visas organas);

Kepenys (visas organas);

Inkstai (visas organas);

Raumuo be odos (2 – 3 g.).

2.5 pav. Nustatomas lašišos svoris

2.6 pav. Elektroninės svarstyklės (Autorės nuotr.)

51

2.7 pav. Bandymo žuvys, paruoštos audinių paėmimui (Autorės nuotr.)

2.8 pav. Eksperimentui paimti reikalingi audiniai (Autorės nuotr.)

SM koncentracija lašišos audiniuose buvo nustatoma Vilniaus Gedimino technikos

universiteto, Aplinkos inžinerijos fakulteto chemijos laboratorijoje.

Į laboratoriją pristatyti mėginiai buvo registruojami žurnale. Paimti lašišos audiniai

pasveriami. Mėginio indas patikimai pažymimas, užrašomas mėginio skaičius, masė (be indo

masės).

Siekiant gauti, kuo tikslesnius eksperimento rezultatus, bandymui buvo stengiamasi parinkti,

kuo vienodesnio dydžio bei svorio žuvis, kad bandymui paimti paveiktosios ir kontrolinės grupės

audinių svoriai sutaptų. Audinių masė paimta ne visa, o tik dalis, reikalinga tyrimams atlikti. SM

nustatymui paimti (kontrolinės ir paveiktosios grupės) audinių svoriai pateikti 2.4 lentelėje.

52

2.4 lentelė. Mėginių masės (g) naudotos tyrime

Audinių masė (g) prieš sudeginimą

Kontrolinė grupė Paveiktoji grupė

Raumenys Žiaunos Inkstai Kepenys Raumenys Žiaunos Inkstai Kepenys

8,31 3,34 1,00 1,66 8,86 3,59 1,13 1,77

Audinių masė (g) paimta mineralizacijai



0,22 0,14 0,11 0,13 0,26 0,16 0,15 0,1

Audinių pelenų masė (g) po sudeginimo tirta spektrofotemetriškai



0,119 0,088 0,035 0,072 0,14 0,09 0,048 0,081

Eksperimente buvo naudojama ne visa žuvis, o tik jos reikalingi audiniai. Kontrolinės grupės

paimtas didžiausias vidutinis audinių svoris buvo raumenų (1,19 g), mažesnis – žiaunų (0,48 g), po

to kepenų (0,24 g), mažiausias – inkstų (0,14 g), vidutinis žuvų kūno masės svoris – 17,27 g.

Raumenų svoris sudarė 7 %, žiaunų – 3 %, kepenų ir inkstų po 1 % viso svorio (2.9 pav.), o 88 % –

likęs žuvies svoris, kuris nebuvo naudojamas eksperimentui atlikti.

2.9 pav. Kontrolinės grupės vidutinės audinių reikšmės, %

Paveiktosios grupės vidutiniai audinių svoriai, kurie buvo naudojami bandyme sudarė:

raumenų – 1,25 g, žiaunų – 0,51 g, kepenų – 0,25 g, inkstų – 0,16 g, vidutinis žuvų kūno masės

svoris – 17,37 g. Žuvų, kurios buvo veiktos SMMM, raumenų svoris sudarė 7 %, žiaunų – 3 %,

kepenų – 2 %, inkstų – 1 % viso kūno svorio, o 87 % – likęs žuvies svoris, kuris nebuvo

naudojamas eksperimentui atlikti (2.10 pav.).

53

2.10 pav. SM modeliniu mišiniu paveiktos grupės vidutinės audinių reikšmės, %

2.5. Laboratorinė įranga sunkiesiems metalams nustatyti

Reikalingi reagentai, indai, prietaisai:

Dejonizuotas vanduo, kurio elektrinis laidis neviršija 0,08 µS/cm (jame metalo

koncentracija neviršija 0,001 mg/1);

HNO3,65 % (šv. an.);

HCl, 37% (šv. an.)

H2O2 tirpalas;

Lantano chloridas (šv. an.);

1,0 ml, 2,0 ml, 5,0 ml, 10 ml pipetės;

50 ml, 100 ml, 1000 ml matavimo kolbos;

25 ml, 500 ml ir 1000 ml matavimo cilindrai;

Stiklo filtrai;

Vandens vonia;

Popieriniai filtrai

Analitinės svarstyklės VLR-200;

Mikrobanginis mineralizatorius Milestone Ethos;

Atominis absorbcinis spektrometras „Buck Scientific" 210 VGP.

Pirmiausia, audiniai buvo deginami 2 val. aukštoje 450 °C temperatūroje. Ataušinami

eksikatoriuje ir pasveriami 0,001 g tikslumu. Atsvertas mėginys supilamas į plastikinį indelį.

Prieš atliekant mineralizaciją, buvo pasveriama iki 0,5 g kiekvieno ėminio ir suberiama į

mineralizavimo indelius. Įlašinama HNO3 (10 ml) ir H2O2 (2 ml) mišinio ir 30 min mineralizuojama

54

mineralizatoriuje pagal EPĄ metodikas parenkant reikiamą mineralizavimui temperatūrą ir laiką

(2.11 pav.). Po mineralizavimo indas su mėginiu atvėsinamas iki 50 – 70 °C. Tada mėginys

filtruojamas per stiklo filtrą į 50 ml kolbą ir praskiedžiamas dejonizuotu vandeniu iki 50 ml žymės.

Praskiestas tirpalas prafiltruojamas per specialius popieriaus filtrus į sandarius mėginių buteliukus.

2.11 pav. Milestone firmos mineralizatorius ETHOS (European Virtual... 2012)

Kompanija Milestone specializuojasi pažangiausios technologijos mikrobanginių

pavyzdžių paruošimo sistemų gamyboje. Skirtingai nuo kitų kompanijų, Milestone kūrė

mikrobanginius mineralizatorius ne pritaikydama buitinius prietaisus laboratoriniams tikslams, o

projektuodama iš principo naują, atitinkantį aukščiausius kokybės ir saugumo standartus prietaisą.

30 techninių patentų turintys Ethos modelio mineralizatoriai neturi analogų visame pasaulyje dėl

naujausių technologinių sprendimų dėka juose užtikrinamas maksimalus mineralizavimo

efektyvumas bei didžiausias saugumas: 300 oC temperatūroje ir 100 barų slėgyje visiškai

mineralizuojasi net tokie sunkiai tirpūs junginiai kaip platinoidų grupės metalai ir As bei Se oksidai

(Milestone helping... 2005).

Po to, SM koncentracijos lašišų audiniuose buvo nustatomos atominės absorbcijos

spektrofotometru (AAS) „Buck Scientific" 210 VGP Vilniaus Gedimino technikos universiteto

Aplinkos inžinerijos fakulteto chemijos laboratorijoje (2.12 pav.). Metodas remiasi elemento

koncentracijos matavimais mėginyje, naudojant liepsnos atominę absorbcinę spektrometriją.

Remiantis gamintojo rekomendacijomis, nustatomas reikiamas degiklio aukštis ir padėtis,

tirpalo siurbimo greitis, bangos ilgis, plyšio bei liepsnos plotis.

55

2.12 pav. Atominis absorbcinis spektrometras „Buck Scientific" 210 (Autorės nuotr.)

Tirpalai kalibracinės kreivės sudarymui:

Palyginamasis tirpalas be lantano kalibracinės kreivės gavimui. Į 1000 ml matavimo kolbą

įpilami 210 ml HC1 37 % (šv. an.) ir 70 ml HNO3 65 % (šv. an.) tirpalai ir praskiedžiami

su 500 ml dejonizuotu vandeniu iki žymės.

Palyginamasis tirpalas su lantanu kalibracinės kreivės gavimui. Į 1000 ml matavimo kolbą

įpilami 210 ml HC1 37% (šv. an.), 70 ml HNO3 65 % (šv. an.) ir 100 ml lantano chlorido

tirpalai ir praskiedžiami su 500 ml dejonizuotu vandeniu iki žymės.

Kalibracinės kreivės sudarymui naudojami metalų (chromo, vario, mangano, nikelio,

cinko ir švino) tirpalai ruošiami iš standartinių metalų tirpalų (1000 mg/1 metalo, 2 %

HNO3).

Atomine absorbcine spektroskopija (AAS) – pagrįsta elektromagnetinės spinduliuotės srauto

atrankine absorbcija analizuojamosios medžiagos nesužadintaisiais atomais. Elektromagnetinės

spinduliuotės kvanto absorbcijos metu, valentinis atomo elektronas sužadinamas ir peršoka iš

pagrindinio energijos lygmens į artimiausią leistinąjį energijos lygmenį. Rezonansinė spinduliuotė,

einanti per plazmą, susilpnėja. Šis analizės metodas tinka tiems elementams nustatyti, kurie

plazmoje gali egzistuoti kaip laisvi atomai. Atomizacija vyksta apie 2000 – 3000 °C temperatūroje.

Dujinio išlydžio lempos spinduliuotė, perėjusi per atomizatorių, pavyzdžiui, liepsną, patenka į

monochromatoriaus įėjimo plyšį. Monochromatoriuje išskiriama nustatomojo elemento rezonansinė

(analizinė) linija. Toliau elektromagnetinės spinduliuotės srautas patenka į fotodaugintuvą, kuriame

jis paverčiamas elektriniu signalu. Gautas elektrinis signalas sustiprinamas ir registruojamas

mikroampermetru. Tiriamasis tirpalas į liepsną patenka per degiklį (2.13 pav.) (Spektrinė

analizė... 2009).

56

2.13 pav. Atominio absorbcinio spektrometro schema: 1 – purkštuvas; 2 – kamera; 3 – dujinio išlydžio

tuščiavidurio katodo lempa; 4 – liepsna; 5 – monochromatorius; 6 – fotodaugintuvas; 7 – stiprintuvas; 8 –

analizuojamasis tirpalas (Spektrinė analizė... 2009)

Atominė absorbcinė spektrinė analizė – patogus ir spartus metodas elementų kiekiui nustatyti

įvairios kilmės medžiagose. Atliekant analizę registruojama tam tikro bangos ilgio

elektromagnetinės spinduliuotės optinio tankio A priklausomybė nuo nustatomojo elemento

koncentracijos c. Tiesinė priklausomybė tarp A ir c galioja tik esant mažai nustatomojo elemento

koncentracijai. Todėl įprastinei analizei atlikti visuomet sudaromi gradavimo grafikai. Pavienei

analizei, taip pat nežinomos sudėties tirpalams analizuoti naudojamas priedo metodas (Spektrinė

analizė... 2009).

57

3. EKSPERIMENTINIO TYRIMO REZULTATAI

3.1. Sunkiųjų metalų koncentracijos lašišų audiniuose

Eksperimentinio tyrimo rezultatai parodė, kad sunkieji metalai lašišos organuose

akumuliuojasi selektyviai (3.1 lentelė). SM kiekių pasiskirstymai lašišos inkstuose, žiaunose,

kepenyse ir raumenyse buvo lyginami su kontroline grupe ir įvertinta SM bioakumuliacija

skirtinguose žuvų audiniuose (3.1 – 3.6 pav.).

Didžiausios leistinos sunkiųjų metalų koncentracijos, būtent lašišos kepenyse, žiaunose,

inkstuose ar raumenyse, jokiuose įstatymuose nėra reglamentuotos. Jos taikomos tik žuvų raumenų

mėsai ir jos produktams. HN 54:2003 reglamentuoja, sunkiųjų metalų DLK (mg/kg) žuvų,

gyvenančių Lietuvos vandenyse, raumenų mėsoje ir jos produktuose. HN54:2003 nustato didžiausią

leidžiamą sunkiųjų metalų taršos lygį (LTL), tai yra tokį SM lygį, kuris veikdamas trumpą arba ilgą

laiką, negali sukelti ligų arba sveikatos sutrikimų ir sudaro: cinkui – 40 mg/kg, variui – 10 mg/kg,

nikeliui – 0,5 mg/kg, chromui – 0,3 mg/kg, švinui – 0,2 mg/kg ir kadmiui – 0,05 mg/kg žalios

masės (HN 54:2003).

3.1 lentelė. Sunkiųjų metalų kiekiai (mg/kg) lašišos audiniuose

Audinys

Bandinys Kontrolė

Koncentracija, mg/kg Koncentracija, mg/kg

Cu Zn Ni Cd Pb Cr ΣSM Cu Zn Ni Cd Pb Cr ΣSM

Inkstai 0,235 3,423 0,081 0,02 0,189 0,125 4,073 0,213 1,587 0,067 0,012 0,021 0,012 1,912

Žiaunos 0,224 4,891 0,562 0,032 0,237 0,039 5,985 0,189 0,834 0,042 0,013 0,088 0,017 1,183

Kepenys 0,287 1,891 0,143 0,041 0,255 0,135 2,752 0,275 0,971 0,054 0,009 0,1 0,056 1,465

Raumenys 0,354 28,25 0,751 0,034 0,413 0,28 30,08 0,305 6,789 0,116 0,003 0,119 0,087 7,419

SM buvo rasta tiek kontrolinėje, tiek bandymo grupėje. Visuose bandymo žuvų audiniuose,

SM koncentracija buvo didesnė nei kontrolinėje grupėje (3.1 pav.). Kontrolinėje grupėje bendras

SM kiekis kito nuo 1,183 mg/kg (žiaunose) iki 7,419 mg/kg (raumenyse).

Paveikus lašišas sunkiųjų metalų modeliniu mišiniu (toliau – SMMM), matomas akivaizdus jo

koncentracijos padidėjimas visų bandymo žuvų audiniuose lyginant su kontroline grupe (3.1 pav.).

Bendras SM kiekis paveiktoje žuvų grupėje kito nuo 2,752 mg/kg iki 30,08 mg/kg. Inkstuose

suminis SM kiekis buvo 4,073 mg/kg, žiaunose – 5,985 mg/kg, kepenyse – 2,752 mg/kg,

raumenyse – 30,083 mg/kg. 3.1 pav. matyti, kad SM lašišos audiniuose kaupėsi skirtingai.

Didžiausia bendra SM koncentracija nustatyta žuvies raumenyse, o mažiausia – kepenyse. SM

raumenyse susikaupė virš 10,9 karto daugiau nei kepenyse. SM kaupimosi seka bandymo

audiniuose: raumenys > žiaunos > inkstai > kepenys.

58

3.1 pav. Bendras SM kiekis atlantinių lašišų audiniuose (inkstuose, žiaunose, kepenyse, raumenyse)


Bendras SM kiekis bandinių audiniuose padidėjo dėl Zn, nes jo biokomuliacija buvo

didžiausia (3.2 pav.). Akivaizdu, kad Zn įsisavinimas kontrolės ir bandymo žuvyse vyko ne per

mitybą, nes jos buvo šeriamos vienodu subalansuotu pašaru, pritaikytu specialiai lašišinėms žuvims.

Žymus Zn padidėjimas atlantinių lašišų audiniuose įvyko, dėl Zn didžiausios leistinos

koncentracijos priimtų Lietuvos vidaus vandenims modeliniame mišinyje (0,1 Zn mg/l) kitų SM

koncentracijų tirpale atžvilgiu.

Zn koncentracija bandymo lašišos organuose kito nuo 1,891 iki 28,251 mg/kg (3.2 pav.).

Didžiausias skaitinis kiekis aptiktas raumenyse, mažiausias – kepenyse. Bendras Zn kiekis

kontrolinės grupės žuvų audiniuose sudarė: inkstuose – 1,587 mg/kg, žiaunose – 0,834 mg/kg,

kepenyse – 0,971 mg/kg, raumenyse – 6,789 mg/kg, o bandymo grupės žuvų kūno audiniuose:

inkstuose – 3,423 mg/kg, žiaunose – 4,891 mg/kg, kepenyse – 1,891 mg/kg, o raumenyse siekė

28,251 mg/kg, t. y., atitinkamai padidėjo 2,2; 5,9; 1,9 ir 4,2 karto, (vidutiniškai 3,5 karto). Zn

koncentracija audiniuose neviršijo didžiausio leistino kiekio (DLK) – 40 mg Zn/kg žuvyje ir žuvies

produktuose (HN 54:2003).

59

3.2 pav. Zn koncentracija lašišų audiniuose (inkstuose, žiaunose, kepenyse, raumenyse) (vidurkis ±

standartinis nuokrypis). (*) – žymi patikimus skirtumus nuo kontrolės (p < 0,05)

3.3 pav. matyti, kad SM kiekiai inkstuose, kontrolinėje grupėje, kito nuo 0,012 mg/kg (Cd ir

Cr) iki 0,1587 mg/kg (Zn). Eksperimentinėje grupėje, SM kiekiai kito nuo 0,02 mg/kg (Cd) iki

3,423 mg/kg (Zn). Be Zn, skaitine reikšme, nemažas kiekis aptiktas ir Cu (0,235 mg/kg). Sunkiųjų

metalų kiekių padidėjimai inkstuose (A), lyginant su kontroline grupe, buvo tokie: Zn padidėjo 2,2;

Cu – 1,1; Pb – 9; Cr – 10,4; Ni – 1,2; Cd – 1,67 karto. Bendras SM kiekis inkstuose, paveiktoje

žuvų grupėje, sudarė 4,073 mg/kg, kontrolinėje grupėje – 1,913 mg/kg. SM kiekis paveiktoje

grupėje padidėjo net 2,1 karto lyginant su kontroline grupe.

3.3 pav. SM koncentracija lašišų inkstuose (A) (vidurkis ± standartinis nuokrypis). (*) – žymi patikimus

skirtumus nuo kontrolės (p < 0,05)

A

60

SM kiekis kontrolinės grupės žiaunose kito nuo 0,013 mg/kg (Cd) iki 0,834 mg/kg (Zn)

(3.4 pav.). Eksperimento grupėje: nuo 0,032 mg/kg (Cd) iki 4,891 mg/kg (Zn). Bendras SM kiekis

bandymo žuvų žiaunose sudarė 5,985 mg/kg, kontrolėje – 1,183 mg/kg. SM kiekis, visais atvejais,

bandymo grupėje buvo didesnis nei kontrolėje. Eksperimento grupėje Zn kiekis padidėjo 5,9 karto,

Cu – 1,2 karto, Ni – 13,4 karto, Cd – 2,5 karto, Pb – 2,7 karto, Cr – 2,3 karto. Vidutiniškai bandymo

žuvų žiaunose SM buvo 4,6 karto daugiau lyginant su kontrolinėmis žuvimis. 3.4 pav. matyti, kad

žiaunos labiausiai akumuliavo Ni (0,562 mg/kg), mažiausiai – Cr (0,039 mg/kg). Taip pat

diagramoje matyti Ni ir Pb didžiausių keistinų kiekių viršijimai žiaunose (DLK = 0,5 mg Ni/kg ir

0,2 mg Pb/kg). Ankstesniuose tyrimuose, tomis pačiomis eksperimento sąlygomis, taip pat buvo

nustatyti Ni, Pb ir Cr koncentracijų viršijimai kuojos, ešerio, šlyžio bei vaivorykštinio upėtakio

audiniuose (Idzelis ir kt. 2008; 2010). Dėl SM sinergetinio poveikio, net esant mažiems SM

kiekiams audiniuose, gali padidėti jų bioakumuliacija. Todėl, būtina nuolat stebėti SM koncentraciją

žuvyse, nors ir ne visada SM DLK viršijami organuose.

3.4 pav. SM koncentracija lašišų žiaunose (B) (vidurkis ± standartinis nuokrypis). (*) – žymi patikimus


Lyginant kontrolines ir paveiktas žuvų grupes matyti, kad SM koncentracija paveiktų žuvų

kepenyse yra didesnė lyginant su kontrolinės grupės žuvimis (3.5 pav.). Zn koncentracija kito nuo

0,971 mg/kg iki 1,891 mg/kg (koncentracija bandinyje padidėjo 1,9 karto), Cu kito nuo 0,275 iki

0,285 mg/kg (padidėjo 1,04 karto), Ni kito nuo 0,054 iki 0,143 mg/kg (padidėjo 2,6 karto), Cd kito

nuo 0,009 iki 0,041 mg/kg (4,5 karto), Pb kito nuo 0,1 – 0,255 mg/kg (2,6 karto) ir Cr kito nuo

0,056 iki 0,135 mg/kg (kiekis padidėjo 2,4 karto). 2.15 pav. matyti Pb DLK viršijimai kepenyse

DLK = 0,2 mg Pb/kg) (HN 54:2003). Bendras SM kiekis paveiktų žuvų kepenyse buvo 2,752

mg/kg, kontrolėje – 1,465 mg/kg.

B

*

61

3.5 pav. SM koncentracija lašišų kepenyse (C) (vidurkis ± standartinis nuokrypis). (*) – žymi patikimus


Raumenyse SM kiekis kontrolinėje grupėje kito nuo 0,003 mg/kg (Cd) iki 6,789 mg/kg (Zn),

bandinio grupėje – nuo 0,034 (Cd) iki 28,251 mg/kg (Zn) (3.6 pav.). Bendras SM kiekis bandymo

žuvų raumenyse sudarė 30,083 mg/kg, kontrolėje – 7,419 mg/kg. Kiekybiniu atžvilgių, Zn kiekiai

tiek bandymo tiek kontrolės grupėje lašišų raumenyse buvo didžiausi. Diagramoje matyti Ni ir Pb

DLK viršijimai (DLK = 0,5 mg Ni/kg ir 0,2 mg Pb/kg) (HN 54:2003). Švino koncentracija lašišos

raumenyse, kepenyse ir žiaunose viršijo didžiausią leistiną kiekį (DLK): žiaunose – 1,2 karto,

kepenyse – 1.3, o raumenyse net 2 kartus. Eksperimento rezultatai parodė skirtingą organų (žiaunų,

kepenų ir raumenų) gebėjimą kaupti šviną. Švino koncentracija lašišos raumenyse buvo daugiau nei

1,5 karto didesnė nei žiaunose ar kepenyse. Tai galėjo lemti daugelio žuvies rūšiai būdingų

biologinių savybių. Ni koncentracija 1,5 karto viršijo DLK raumenyse, o žiaunose 1,12 karto.

3.6 pav. SM koncentracija lašišų raumenyse (D) (vidurkis ± standartinis nuokrypis). (*) – žymi patikimus


D

C

*

*

62

3.2. Biokoncentracijos indeksas

Kadangi SM buvo rasta tiek kontrolinėje, tiek paveiktoje grupėje, SM kaupimosi intensyvumą

audiniuose tikslinga aprašyti santykiniu dydžiu – biokoncentracijos indeksu (BI).

Biokoncentracijos indeksas (BI) – bedimensinis dydis, parodantis iš aplinkos (pvz., iš

vandens) į organizmą patenkančio teršalo koncentracijos laipsnį.

Šiame eksperimente BI parodo, kokiu laipsniu SM geba kauptis lašišų organuose, veikiant

juos sunkiųjų metalų modeliniu mišiniu (SMMM) prie DLK.

BI lašišos audiniuose paskaičiuojamas:

C

BABI

)( (3.1)

čia:

A – SM koncentracija bandymo žuvų audiniuose, mg/kg;

B – SM koncentracija kontrolinių žuvų audiniuose, mg/kg;

C – bandomoji koncentracija, mg/l (2.1 lentelė).

Kai BI yra:

BI = 0, žuvies audiniuose yra metalų balansas;

BI > 0, vyksta metalų kaupimasis (katabolizmas);

BI < 0, vyksta metalų atpalaidavimas (metabolizmas).

Tiek 3.2 lentelėje, tiek 3.7 – 3.8 pav. matyti, kad sunkiųjų metalų biokoncentracijos indeksas

visuose lašišos organuose buvo didesnis už nulį, tai rodo, kad audiniuose vyko sunkiųjų metalų

kaupimasis (katabolizmas).

3.2 lentelė. SM biokoncentracijos indeksas (BI) lašišos audiniuose

Audinys Biokoncentracijos indeksas (BI)

Cu Zn Ni Cd Pb Cr ΣSM

Inkstai 2,2 18,4 1,4 1,6 33,6 11,3 68,5

Žiaunos 3,5 40,6 52 3,8 29,8 2,2 131,9

Kepenys 1,2 9,2 8,9 6,4 31 7,9 64,6

Raumuo 4,9 214,6 64,1 6,2 58,8 19,3 367,9

BI (vidurkis ±

standartinis

nuokrypis) 3,0 ± 0,8 70,7 ± 48,4 31,5 ± 15,4 4,5 ±1,1 38,3 ± 6,9 10,2 ± 3,6 ─

63

3.7 pav. SM BI lašišos audiniuose

3.8 pav. Zn BI lašišos audiniuose

BI aiškiai atvaizduoja, kuris metalas, kokiame audinyje yra labiausiai linkęs kauptis (3.7-

3.8 pav.).

Vario BI kito nuo 1,2 iki 4,9. Daugiausiai Cu bioakumuliavo lašišos raumenys, mažiausiai –

kepenys. Metalas žuvies audiniuose kaupėsi tokia seka: raumuo > žiaunos > inkstai > kepenys.

Ni labiausiai kaupė lašišos raumenys (BI = 64,1), mažiausiai – inkstai (BI = 1,4). Nikelis

lašišos audiniuose kaupėsi tokia seka: raumenys > žiaunos > kepenys > inkstai.

64

Kadmis žuvies organuose kaupėsi apylygiai. Biokoncentracijos indekso reikšmės viena nuo

kitos nedaug skyrėsi (intervalas kito nuo 1,6 iki 6,4). Cd labiausiai kaupė lašišos kepenys (BI = 6,4),

mažiausiai – inkstai (BI = 1,6). Metalas kaupėsi tokia seka: kepenys > raumenys > žiaunos >

inkstai.

Švino BI reikšmės visuose audiniuose, lyginant su kitų SM biokoncentracijos indeksais žuvies

organuose, buvo didžiausios. BI reikšmės kito nuo 29,8 iki 58,8. Šviną labiausiai bioakumuliavo

lašišos raumenys, mažiausiai – žiaunos. Pb kaupėsi tokia seka: raumenys > inkstai > kepenys >

žiaunos.

Chromo BI audiniuose kito nuo 2,2 (žiaunose) iki 19,3 (raumenyse). Cr organuose kaupėsi

tokia mažėjančia seka: raumenys > inkstai > kepenys > žiaunos.

Cinką labiausiai bioakumuliavo lašišos raumenys (BI = 214,6), mažiausiai – kepenys

(BI = 9,2). Lašišos audiniai Zn kaupė tokia mažėjančia seka: raumenys > žiaunos > inkstai >

kepenys.

Biokoncentracijos indekso reikšmės parodė sunkiųjų metalų kaupimosi dėsningumus lašišos

Salmo salar L. raumenyse, žiaunose, inkstuose ir kepenyse. SM žuvies organuose kaupėsi tokia

mažėjančia seka:

Raumenyse: Zn > Ni > Pb > Cr > Cd > Cu;

Žiaunose: Ni > Zn > Pb > Cd > Cu > Cr;

Inkstuose: Pb > Zn > Cr > Cu > Cd > Ni;

Kepenyse: Pb > Zn > Ni > Cr > Cd > Cu.

BI vidutinė reikšmė parodo, kokiu intensyvumu metalas kaupėsi tirtuose audiniuose.

3.2 lentelėje matyti, kad intensyvausiai visuose audiniuose kaupėsi cinkas. Vidutinė cinko BI

reikšmė organuose 70 ± 48,4 (vidurkis ± standartinis nuokrypis), mažiausiai kaupėsi Cu (3,0 ± 0,8). SM

lašišos audiniuose kaupėsi tokiu intensyvumu: Zn > Pb > Ni > Cr > Cd > Cu.

Veikiant lašišas sunkiųjų metalų modeliniu mišiniu, daugiausiai sunkiųjų metalų sukaupė

raumenys (30,08 mg/kg; BI = 367,9), mažiausiai – kepenys (2,75 mg/kg; BI = 64,6) (3.2 lentelė).

Eksperimentinėmis sąlygomis nustatyti didžiausi SM kiekiai lašišos raumenyse, leidžia teigti,

kad SM, bendru atžvilgiu, yra labiau linkę kauptis lašišos raumenyse nei kituose organuose.

3.3. Eksperimento rezultatų palyginimas su kitų žuvų tyrimų rezultatais

Eksperimentinių tyrimo duomenimis nustatyta, kad žuvų audiniai sunkiuosius metalus

akumuliuoja selektyviai – skirtingi sunkieji metalai, skirtinguose žuvų audiniuose, kaupiasi

nevienodai, tai priklauso nuo žūvies rūšiai būdingų savybių.

Ankstesniuose atliktuose tyrimuose, veikiant žuvis sunkiųjų metalų modeliniu mišinių (Cu,

Ni, Zn, Cr, Pb, Cd), vienodomis eksperimento sąlygomis, nustatyta, kad skirtingos žuvų rūšys SM

65

akumuliuoja specifiškai, t. y. sunkieji metalai audiniuose (kepenyse, raumenyse, žiaunose) kaupiasi

nevienodai ir tam tikruose audiniuose viršijamos DLK (raudonai paryškinti skaičiai) (3.3 lentelė).

3.3 lentelė. SM koncentracija (mg/kg) skirtingų žuvų rūšių organuose

Žuvies rūšis Audinys Cu Zn Cr Ni Pb Cd ΣSM

Koncentracija mg/kg

Ešerys

raumenys 0,6 22,3 0,1 0,235 0,017 0,058 23,31

žiaunos 0,52 17,34 0,04 0,23 0,012 0,012 18,15

kepenys 2,19 30 0,095 0,765 0,15 0,062 33,26

Kuoja

raumenys 1,25 57,36 0,443 0,255 0,278 0,059 60,59

žiaunos 0,67 10,75 0,198 0,13 0,13 0,049 11,93

kepenys 2,43 40 0,549 0,33 0,33 0,062 43,70

V. upėtakis

raumenys 2,01 8,43 0,14 0,384 0,11 0,075 11,15

žiaunos 5,8 32,7 0,16 0,49 0,16 0,045 39,76

kepenys 9,39 13,56 0,11 0,424 0,09 0,076 23,65

S. karosas

raumenys 0,303 15,202 0,15 0,28 0,159 0,034 16,13

žiaunos 0,287 2,4 0,04 0,143 0,156 0,02 3,05

kepenys 0,216 1,394 0,104 0,123 0,064 0,013 1,91

Šlyžys

raumenys 2,66 21,99 1,45 0,355 0,201 0,053 26,71

žiaunos 0,93 7,81 0,043 0,607 0,21 0,009 9,61

kepenys 6,55 28,88 0,053 0,586 0,27 0,033 36,37

Lašiša

raumenys 0,354 28,25 0,28 0,751 0,413 0,034 30,08

žiaunos 0,224 4,891 0,039 0,562 0,237 0,032 5,99

kepenys 0,287 1,891 0,135 0,143 0,255 0,041 2,75

* raudonai pažymėti skaičiai rodo SM DLK viršijimus žuvų audiniuose

3.9 pav. Suminis SM kiekis (ΣSM) skirtingų žuvų rūšių audiniuose (vidurkis ± standartinis nuokrypis)

3.9 pav. matyti, kaip bendras sunkiųjų metalų kiekis (mg/kg) pasiskirstė skirtingų žuvų rūšių

audiniuose: raumenyse, kepenyse ir žiaunose.

66

Ešerio raumenyse bendras SM kiekis audiniuose kito nuo 18,15 mg/kg (žiaunose) iki

33,26 mg/kg (kepenyse). Ešerio raumenyse buvo viršyta Cd didžiausia leistina koncentracija 1,2

karto, kepenyse – 1,24 karto (DLK = 0,05 mg Cd/kg). Ni DLK viršyta 1,53 kartus

(DLK = 0,5 mg Ni/kg). SM žuvies audiniuose kaupėsi mažėjančia seka: kepenys > raumenys >

žiaunos.

SM labiausiai akumuliavo kuojos raumenys – 60,59 mg/kg, mažiausiai – žiaunos

(11,93 mg/kg). Kepenyse sunkiųjų metalų susikaupė 43,70 mg/kg. Buvo viršytos Zn, Cr, Pb ir Cd

DLK kuojos raumenyse ir kepenyse.

V. upėtakio audiniuose bendras SM kiekis kito nuo 11,15 iki 39,76 mg/kg. Daugiausia metalų

bioakumuliavosi žuvies žiaunose, mažiausiai – raumenyse. V. upėtakio raumenyse (1,5 karto) ir

kepenyse (1,52 karto) buvo nustatyti kadmio DLK viršijimai. SM žuvies audiniuose kaupėsi tokia

seka: žiaunos > kepenys > raumenys.

Sidabrinio karoso audiniuose, skaitiniu atžvilgiu, SM kaupėsi mažiausiai. Metalų

koncentracija audiniuose kito nuo 1,91 mg/kg (kepenyse) iki 16,13 mg/kg (raumenyse). SM

didžiausi leistini kiekiai nebuvo viršyti.

Šlyžio audiniuose SM koncentracija kito nuo 9,61 mg/kg (žiaunose) iki 36,37 mg/kg

(kepenyse). Raumenyse Cr DLK viršijo net 4,8 karto (DLK = 0,3 mg Cr/kg). Taip pat buvo

nustatyti ir Ni DLK viršijimai žiaunose ir kepenyse 1,2 kartus. Švino DLK (0,2 mg Pb/kg) buvo

viršyta visuose audiniuose: raumenyse – 1 kartą, žiaunose – 1,1 kartą, kepenyse – 1,4 kartus.

Kadmio koncentracija šlyžio raumenyse viršyta 1 kartą. Bendras SM kiekis žuvies audiniuose

išsidėstė tokia mažėjančia seka: kepenys > raumenys > žiaunos.

SM labiausiai kaupėsi lašišos raumenyse 30,08 mg/kg, mažiausiai – kepenyse (2,75 mg/kg).

Nustatyti Ni (raumenyse – 1,5 karto, žiaunose – 1,1 karto) ir Pb (raumenyse – 2,1 kartą, žiaunose –

1,2 kartus, kepenyse – 1,3 kartus) DLK viršijimai. Lašišos audiniuose SM kaupėsi tokia seka:

raumenys > žiaunos > kepenys.

Iš šešių tirtų žuvų, kuojos raumenys (60,59 mg/kg) ir kepenys (43,70 mg/kg) SM kaupė

intensyviausiai, o SM žiaunose intensyviausiai kaupė V. upėtakis, jose SM buvo rasta 39,76 mg/kg.

Šių ir ankstesnių tyrimų rezultatai patvirtino, kad SM bioakumuliacija skirtingose žuvų rūšyse

yra specifinė ir neretai viršija DLK tomis pačiomis bandymo sąlygomis. Pagal suminį sunkiųjų

metalų kiekį žuvų audiniuose (ΣSM), metalai kaupėsi tokia seka: kuoja (116,21 mg/kg) > ešerys

(74,73 mg/kg) > V. upėtakis (74,56 mg/kg) > šlyžys (72,69 mg/kg) > lašiša (38,82 mg/kg) > S.

karosas (21,09 mg/kg).

67

3.4.Eksperimentinių tyrimų rezultatų įvertinimas

Veikiant lašišas SMMM (Ni, Zn, Cr, Cd, Cu, Pb) nustatyta, kad raumenyse daugiausia

susikaupia Zn (28,25 mg/kg). Vilniaus universiteto ekologijos instituto 2004 m. atlikti tyrimai taip

pat rodo, kad Zn labiau yra linkęs kauptis raumenyse nei kituose audiniuose. Ešerių raumenyse Zn

kiekis – 22,3 mg/kg, kuojų – 57,36 mg/kg (Aplinkos būklė... 2004). Taip pat 2010 m. Gamtos

tyrimų centro Ekologijos instituto Hidrobiontų ekologijos ir fiziologijos laboratorijoje

(akvariuminėje) buvo vykdomas eksperimentinis tyrimas su suaugusias sidabriniais karosais

Carassius auratus gibelio Bloch. Kiekybiškai didžiausi kiekiai sidabrinių karosų organuose buvo

nustatyti cinko (15,2 mg/kg raumenyse), mažiausi – kadmio (0,013 mg/kg kepenyse) (Idzelis ir kt.

2011).

Veikiant lašišas SMMM, buvo nustatyti Pb DLK viršijimai (0,2 mg Pb/kg) raumenyse

(0,413 mg/kg), kepenyse (0,255 mg/kg) bei žiaunose (0,237 mg/kg). Šiame ir ankstesniuose

tyrimuose, kurie vykdomi nuo 2008 m. Gamtos tyrimų centre, analogiškomis eksperimento

sąlygomis, gauti tyrimų rezultatai rodo, kad švinas skirtingų žuvų rūšių audiniuose kaupiasi

nevienodai. Mažiausia švino koncentracija ešerio žiaunose (0,012 mg/kg), didžiausia aptikta lašišos

raumenyse (0,413 mg/kg). Pb DLK viršijimai nustatyti šių žuvų audiniuose: kuojos raumenyse

(0,278 mg/kg), kepenyse (0,33 mg/kg), šlyžio raumenyse (0,201 mg/kg), žiaunose (0,21 mg/kg),

kepenyse (0,27 mg/kg), lašišos raumenyse (0,413 mg/kg), kur DLK buvo viršyta net 2 kartus,

žiaunose (0,237 mg/kg) ir kepenyse (0,255 mg/kg) (Idzelis ir kt. 2012).

Eksperimento rezultatai parodė skirtingų audinių gebėjimą kaupti sunkiuosius metalus.

Lašišos, S. karoso, kuojos raumenyse suminis sunkiųjų metalų kiekis buvo didžiausias: lašišos

raumenyse – 30,08 mg/kg;. S. karoso raumenyse – 16,13 mg/kg, kuojos raumenyse – 60,59 mg/kg.

Gauti tyrimų rezultatai rodo, kad SM koncentracija skirtingų žuvų rūšių audiniuose

padidėjo po 14-os dienų ekspozicijos, veikiant sunkiųjų metalų modeliniu mišiniu esant

didžiausioms leistinoms koncentracijoms.

Gauti eksperimentiniai rezultatai pagrindinai sutampa su SM kaupimosi monitoringinėse

žuvų rūšyse iš natūralių vandens telkinių tyrimų duomenimis. Žuvų audiniuose švino koncentracijos

dažnai viršijamos Lietuvos higienos normoje nurodytą DLK tiek eksperimento grupėje, tiek

paviršiniuose vandenyse gyvenančiose žuvyse. Tokie rezultatai įpareigoja nuolat kontroliuoti švino

kiekį žuvų audiniuose.

Eksperimento rezultatus palyginus su kitų žuvų tyrimo duomenimis, leidžia teigti, kad

skirtingose žuvų rūšyse SM kaupiasi labai skirtingai, specifiškai ir neretai viršija DLK. Tam įtakos

gali turėti žuvies rūšiai būdingi ekologiniai, fiziologiniai, elgsenos bei organizmo biocheminių

procesų tarprūšiniai skirtumai.

68

SKYRIAUS IŠVADOS

1. SM kiekiams nustatyti, lašišos audiniai prieš tai buvo deginami 2 val. aukštoje 450 °C

temperatūroje. Po sudeginimo, mėginiai buvo mineralizuojami. SM koncentracijos lašišų

audiniuose buvo nustatomos atominės absorbcijos spektrofotometru Vilniaus Gedimino technikos

universiteto Aplinkos inžinerijos fakulteto chemijos laboratorijoje. Metodas remiasi elemento

koncentracijos matavimais mėginyje, naudojant liepsnos atominę absorbcinę spektrometriją.

2. Gauti tyrimų rezultatai parodė, kad SM koncentracija lašišos audiniuose padidėjo po 14-os

dienų ekspozicijos, veikiant sunkiųjų metalų modeliniu mišiniu esant didžiausioms leistinoms

koncentracijoms (DLK), šiuo metu galiojančiomis Lietuvoje paviršiniams vandenims.

3. Biokoncentracijos indekso (BI) reikšmės parodė sunkiųjų metalų kaupimosi dėsningumus

lašišos Salmo salar L. raumenyse, žiaunose, inkstuose ir kepenyse. SM žuvies organuose kaupėsi

tokia mažėjančia seka:





4. Veikiant lašišas sunkiųjų metalų modeliniu mišiniu, daugiausiai sunkiųjų metalų sukaupė

raumenys (30,08 mg/kg; BI = 367,9), mažiausiai – kepenys (2,75 mg/kg; BI = 64,6).

5. Nustatyti Ni DLK (0,5 mg Ni/kg) viršijimai lašišos raumenyse (1,5 karto) ir žiaunose (1,1

karto). Švino didžiausi leistini kiekiai (0,2 mg Pb/kg) viršyti raumenyse (2,1 karto), žiaunose (1,2

kartus), kepenyse (1,3 kartus).

6. Lašišos audiniuose SM kaupėsi tokia seka: raumenys > žiaunos > inkstai > kepenys.

Eksperimento rezultatai parodė, kad SM labiau yra linkę kauptis lašišos raumenyse nei kituose

organuose.

7. Šių ir ankstesnių tyrimų rezultatai patvirtino, kad SM bioakumuliacija skirtingose žuvų

rūšyse yra specifinė ir neretai viršija DLK tomis pačiomis bandymo sąlygomis. Pagal suminį

sunkiųjų metalų kiekį žuvų audiniuose (ΣSM), metalai kaupėsi tokia seka: kuoja (116,21 mg/kg) >

ešerys (74,73 mg/kg) > V. upėtakis (74,56 mg/kg) > šlyžys (72,69 mg/kg) > lašiša (38,82 mg/kg) >

S. karosas (21,09 mg/kg).

69

4. SUNKIŲJŲ METALŲ PASISKIRSTYMO LAŠIŠOS AUDINIUOSE

MATEMATINIS MODELIAVIMAS

4.1. Modeliavimo samprata

Matematinis modeliavimas – tiriamojo proceso ar reiškinio, aprašyto diferencialinėmis

lygtimis ir apriboto vienareikšmiškumo sąlygomis, skaitinis ar analizinis sprendimas, t. y.

matematinio modelio sudarymas, jo realizavimas, sprendinio radimas. Atlikus matematinį

modeliavimą, uždavinio sprendiniai gaunami skaitiniu būdu.

Pernašos procesų, vykstančių gamtoje ar supančioje aplinkoje, matematinis modeliavimas yra

taikomas, norint nustatyti (numatyti) šilumos, oro, vandens bei įvairių teršalų sklaidos srautus

atmosferoje, hidrosferoje ir geosferoje. Tiriant įvairių teršalų, cheminių medžiagų sklaidą

organizmuose, atmosferoje, upėse, ežeruose, dirvožemyje, susidaro sudėtingi procesai, kurie

išreiškiami su tam tikru realizmo laipsniu, atitinkančiu norimą konkretaus atvejo modeliavimo

tikslumą. Modeliuotojas turi kontroliuoti, kokias prielaidas gali daryti ir kokius apribojimus įtraukti.

Modeliuotojo uždavinys – tiriamam reiškiniui sudaryti ar parinkti lygtis matematiniam

modeliui ir jas išspręsti. Matematinio modeliavimo pagrindą sudaro bendrosios pernašos procesų

diferencialinių lygčių dalinėmis išvestinėmis sistemos, jų skaitinis sprendimas ir supaprastintų

lygčių bei sąryšių iš jų sudarymas (Vaitiekūnas ir Špakauskas 2003).

4.2. Modeliai nagrinėjantys sunkiųjų metalų bioakumuliaciją žuvyse

Cheminių medžiagų pasiskirstymas bei matavimas hidrobiontuose, modeliavimas ir

prognozavimas nėra lengvi modeliuotojui uždaviniai, nes organizmai visą ekspozicijos laikotarpį

laikomi kintančiomis aplinkos sąlygomis. Organizmai juda užterštomis zonomis, minta įvairiu

užterštu maistu, auga, aktyviai ir skirtingai transportuoja teršalus į savo audinius. Todėl norint

prognozuoti tikruosius taršos padarinius, reikia pasitelkti į pagalbą masių balanso (termodinaminių)

ar procesų greičio (kinetinių) modelius, kurie padeda atvaizduoti bei prognozuoti teršalų

pasiskirstymo pusiausvyrą bei dinamiką (akumuliacijos, pasiskirstymo, šalinimo) laiko atžvilgiu

organizme. Taigi skirtingais metodais ir atitinkamomis lygtimis, bioakumuliacijos procesą galima

aprašyti kinetiniais bei termodinaminiais modeliais (Fundamentals of... 2005).

Kinetiniai modeliai yra matematinė toksikokinetikos išraiška. Šie modeliai apima

pagrindines toksikokinetikos sritis, kurios svarbios cheminių medžiagų poveikiui tiek medicinoje

(toksikologijoje, farmakologijoje), tiek ir cheminėje ekologijoje (ekotoksikologijoje) nagrinėti:

Adsorbciją;

Pasiskirstymą;

Biotransformaciją (metabolizmą);

70

Ekskreciją;

Biomagnifikaciją ir t. t.

Kinetiniai modeliai sėkmingai taikyti mitybos grandinėms aprašyti. Šiuose modeliuose

koncentracija, susidaranti žuvyse, aprašoma kaip medžiagos įėjimo ir išėjimo iš organizmo greičio

pusiausvyra (balansas), išreikšta greičio konstantomis. Kanados mokslininkai (Toronto

universitetas) 1990 m. pateikė organinių cheminių medžiagų patekimo į žuvis ir pasišalinimo iš jų

modelį, kuriame nagrinėjo tiek cheminės medžiagos masės pernešimo termodinamiką, tiek ir šio

proceso sudedamųjų virsmų greitį (kinetiką). Ne mažiau svarbu ir tai, kad šiuo periodu pateiktuose

modeliuose (Thomann 1989) jau buvo nagrinėjamos didelės duomenų bazės, įvertinant organinių

medžiagų biomagnifikacijos mitybos grandinėse priklausomybę nuo organinių medžiagų

(Richardson 1995).

Toksikokinetiniai modeliai skirstomi į dvi rūšis:

Vienos talpos bioakumuliacijos modelis (angl. one compartment model) (4.1 – 4.2 pav.);

Dviejų talpų bioakumuliacijos modelis (4.3 – 4.4 pav.).

Talpa (skyrius, sekcija) − cheminės medžiagos kiekis, vienodu greičiu sugeriamas ir

išskiriamas iš organizmo ar kitos biologinės sistemos. Šis terminas vartojamas modeliavimui ir

skirtas aprašyti teršalo koncentracijos skirtingą kitimo greitį įvairiuose organizmo audiniuose.

Gyvas organizmas gali būti padalintas į atskiras talpas, kur vyksta medžiagų patekimas į

gyvuosius organizmus, jų pasiskirstymas, saugojimas, metabolizmas ir pašalinimo procesai.

Organizmas tam tikrą laiką veikiamas tuo pačiu toksinės medžiagos kiekiu. Dalis toksinių

medžiagų pašalinamos iš organizmo, dalis pasiskirsto organizme ir yra biotransformuojamos.

Talpos modeliai plačiai naudojami farmakokinetiniams tyrimams ir matematiškai aprašo

cheminės medžiagos koncentracijos pasiskirstymą organizmo audiniuose. Modeliuotojai,

naudojantys šį modelį, neaprašo vykstančių biologinių procesų, tačiau siūlo eksperimento metu,

gautus duomenis panaudoti prognozavimui (Clark et al. 1990).

Vienos talpos biokoncentracijos modelis

Šiame modelyje, pagrindinis dėmesys kreipiamas tik į pasisavinimą ir į pašalinimą.

71

4.1 pav. Vienos talpos biokoncentracijos modelio schema (Clark et al. 1990)

čia:

Cplazmoje − cheminės medžiagos koncentracija terpėje (µg/ml);

Caudiniuose. − cheminės medžiagos koncentracija audinyje (µg/g);

ku − cheminės medžiagos pasisavinimo greičio konstanta (ml/g val.);

k – (kex + kmet) cheminės medžiagos šalinimo greičio konstanta (ml/g val.).

Matematiškai bioakumuliacijos modeliai paprastai tiriami netiesinės regresijos metodais.

Koncentracijos organizme kitimas laike paprastai yra netiesinis. Pradžioje, teršalų patekimas į

organizmą, viršija pašalinimą – koncentracija didėja labai staigiai. Vėliau patekimas ir pašalinimas

susilygina ir koncentracijos organizme augimas sulėtėja. Kai teršalo koncentracija stabilizuojasi –

sistema yra pusiausvyroje (angl. steady state), t.y. teršalai patenka tokiu pat greičiu kaip ir

pasišalina. Šie procesai vienas kitą kompensuoja(4.2 pav.). Jei poveikis baigtųsi, ar organizmas būtų

perkeltas į švarią terpę, teršalo koncentracija organizme mažėtų – prasidėtų ekskrecija.

4.2 pav. Teršalo koncentracijos priklausomybė nuo laiko

čia:

K – teršalo patekimas į organizmą;

Š – taršalo šalinimas iš organizmo.

72

Pusiausvyros nusistovėjimas organizme, priklauso nuo teršalo koncentracijos organizme ir

vandenyje. Patekimo ir šalinimo mechanizmai gali būti ir kiti negu paprastas pasikeitimo procesas,

tada tokie atvejai neįeina į vienos talpos biokoncentracijos modelį (Ribeyre et al. 1996).

Dviejų talpų biokoncentracijos modelis

Labai dažna biokoncentracijos eksperimentuose situacija, kai viena cheminės medžiagos

bendro kiekio dalis iš organizmo pašalinama greitai, tuo tarpu kita dalis tos pačios medžiagos

bendro kiekio, išlieka organizme nepalyginamai ilgiau. Pavyzdžiui, dvifazė kinetika, labai dažnai

atsispindinti esant cheminių medžiagų šalinimui, susidarant greito ir lėto šalinimo periodams gali

kilti dėl tokių priežasčių:

Metalų (jonų) šalinimo atveju, kai metalai rišasi su baltymais;

Organinės medžiagos, kurios patenka į riebalinį audinį ir yra šalinamos ilgiau negu tokios

pačios organinės medžiagos, esančios kraujyje.

Cheminės medžiagos šalinimą iš organizmo dvejopu skirtingu greičiu, vaizduoja dvierjų talpų

biokoncentracijos modelis (4.3 pav.) (Clark et al. 1990).

4.3 pav. Cheminės medžiagos šalinimas iš organizmo (Clark et al. 1990)

čia:

A + B = Co − pradinė koncentracija organizme iki šalinimo pradžios;

− atkarpa (sujungta) su nuolydžiu a, t. y. pradinės medžiagos koncentracijos Co dalis A;

B − atkarpa su nuolydžiu b, t. y. pradinės medžiagos koncentracijos Co dalis B;

a − specifinis A porcijos šalinimo greitis;

b − specifinis B porcijos šalinimo greitis;

A exp (−at) − A koncentracija po laiko t;

B exp (−bt) − B koncentracija po laiko t.

73

Cheminės medžiagos šalinimo iš organizmo modelis pavaizduotas 4.4 paveiksle.

4.4 pav. Dviejų talpų biokoncentracijos modelis (Clark et al. 1990)

Medžiagos patekimo konstanta (k10) turi būti matuojama nepriklausomai, panaudojant

pradinio greičio matavimą (t. y. panaudojant pradinę medžiagos patekimo kreivės dalį pateiktame

grafike). Jeigu periferinė talpa išsivalo greitai k21 >> k12, modelis tampa vienos talpos modeliu

(Clark et al. 1990).

Primintina, kad talpų biokoncentracijos modeliai yra kinetiniai modeliai, skirti ne tiek

konkretiems organizmo audiniams ar dalims charakterizuoti, kiek cheminės medžiagos

pasiskirstymo organizme kinetikai prognozuoti.

4.3. SM kiekio pasiskirstymo lašišos audiniuose sklaidos modeliavimas

Matematinio modeliavimo tikslas – matematinėmis formulėmis aprašyti ir prognozuoti

sunkiųjų metalų bioakumuliaciją lašišos audiniuose esant ilgalaikiam teršalų poveikiui.

Matematinio modeliavimo uždaviniai:

1. Matematinėmis formulėmis patikrinti modelio efektyvumą, atspindintį esamą situaciją – ar

pakanka 14 dienų (336 val.) SM koncentracijai audiniuose nusistovėti;

2. Grafiškai atvaizduoti sunkiųjų metalų pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo

priklausomybę nuo jų šalinimo iš audinių greičio.

Bandymo metu, lašišos buvo veikiamos tam tikra SM koncentracija ir vienodą laiko tarpą –

14 dienų. Per šį laikotarpį, dalis SM kaupėsi audiniuose ir buvo biotransformuojami, dalis buvo

šalinami iš organizmo. SM kiekio kitimui audiniuose atvaizduoti, esant šioms aukščiau

išvardintoms sąlygoms, tinkamas vienos talpos biokoncentracijos modelis, kuriame pagrindinis

dėmesys kreipiamas į teršalo pasisavinimą ir pašalinimą iš organizmo, t. y., SM patekimą iš taršos

74

šaltinio į tam tikrą audinį ir pašalinimą iš jo. Šiame modelyje SM koncentracija audiniuose

aprašoma, kaip teršalo įėjimo ir išėjimo iš organizmo greičio pusiausvyra (balansas), išreikšta

greičio konstantomis. Teršalo koncentracijos pusiausvyros nusistovėjimas tarp organizmo ir

vandens labai priklauso nuo valymosi (išmetimo) greičio konstantos kd.

Šis matematinis modelis paremtas diferencialinių lygčių spendimo metodu bei eksperimento

metu gautais rezultatais.

Matematinio modelio principinė schema pateikta 4.5 paveiksle.

4.5 pav. SM kaupimosi audiniuose matematinio modelio schema

Vienos tapos bioakumuliacijos modelyje, pagrindinis dėmesys kreipiamas tik į SM kaupimąsi

ir į pašalinimą. Kaupimasis – tai teršalų koncentracijos pokytis organizme per laiko vienetą, kuris

lygus (Topic Popovic and Strunjak-Perovc 1999):

;..

2 orgdOHu

orgCkCkšalinimasmaspasisavini

dt

dC (4.1)

čia:

CH2O – sunkiojo metalo koncentracija vandenyje, (µg/ml);

Corg. − sunkiojo metalo koncentracija organizme, (µg/g);

t − laikas (val.);

ku − sunkiojo metalo pasisavinimo greičio konstanta, ml/(g val.);

kd − sunkiojo metalo šalinimo greičio konstanta, ml/(g val.).

Jei 0.orgC (t. y., labai maža), tai .0

.

20 orgdHu

orgCkCk

dt

dC;

Praėjus 14 dienų, po teršalo patekimo į vandenį, liekamoji koncentracija organizme esant

pusiausvyrai (CLKOP) lygi:

75

;2OH

d

u

LKOP Ck

kC (4.2)

Iš 4.2 lygties seka, kad biokoncentracijos faktorius, esant pusiausvyrai (BCFPUS), lygus:

;

2

.

d

u

OH

LKOP

PUSk

k

C

CBCF (4.3)

BCF (biokoncentracijos faktorius) – santykis tarp koncentracijos organizme ir jį supančiame

vandenyje.

Esant pastovioms pasisavinimo bei šalinimo greičio konstantoms ir pastoviai SM

koncentracijai vandenyje, integruojant 4.1 lygtį, gaunama SM koncentracija organizme tam tikru

laiku (t):

);1()1()(22 .

tk

OHPUS

tk

d

u

OHdd eCBCFe

k

kCtC (4.4)

Kadangi, vienos talpos biokoncentracijos modelyje, SM koncentracija audiniuose aprašoma

teršalo įėjimo ir išėjimo iš organizmo greičio konstantomis, iš 4.4 lygties išreiškiama šalinimo

konstanta (kd), panaudojus eksperimento metu tas pačias sąlygas bei gautą koncentraciją (Ct=14):

.1ln1

2.

.

14 OHPUS

org

d

dCBCF

C

tk (4.5)

SM koncentracijos pusiausvyros nusistovėjimas tarp organizmo ir vandens labai priklauso

nuo valymosi (išmetimo) greičio. Pašalinimo iš organizmo greitis – labai svarbus rodiklis galimų

toksinių efektų prognozavimui. Kuo ilgiau teršalas išbūna organizme, t.y. kuo ilgesnis jo biologinis

pusperiodis (angl. biological half-life), tuo labiau tikėtina kad jis sukels didesnį toksinį poveikį.

Apskaičiavus 4.5 lygtį, gaunama kiekvieno sunkiojo metalo šalinimo greičio konstanta (kd)

tam tikrame audinyje (4.1 lentelė).

4.1 lentelė. Sunkiųjų metalų šalinimo iš audinių greičio konstantų reikšmės kd, ml/(g val.)

Audinys / SM Cu Zn Ni Cd Pb Cr

Inkstai 0,018 0,024 0,017 0,017 0,019 0,017

Žiaunos 0,017 0,027 0,021 0,013 0,025 0,018

Kepenys 0,020 0,026 0,018 0,016 0,023 0,016

Raumenys 0,019 0,024 0,021 0,015 0,026 0,019

Eksperimentas trūko 14 dienų. Atlikus matematinį modeliavimą, gaunamas sunkiųjų metalų

pasiskirstymas audiniuose, praėjus ilgesniam laiko tarpui (t = 650 val. ~ 27 d.). Modeliavimo

76

rezultatai rodo ir kartu leidžia prognozuoti, teršalo pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo

priklausomybę nuo jo šalinimo greičio (kd, ml/(g val.)) iš audinio, ilgesniam laiko tarpui (4.6 – 4.11 pav.).

Užsienio šalių mokslininkai, SM kaupimosi dėsningumus žuvų audiniuose eksperimentinėmis

sąlygomis, tyrinėja jau daugelį metų. Daugumos bandymo rezultatai rodo, kad sunkiųjų metalų

koncentraciją organizme stabilizuojasi (angl. steady state) vidutiniškai po 14 dienų. To proceso

metu, teršalų kaupimasis audiniuose ir pasišalinimas iš jų, vyksta vienodu greičiu, nes šie procesai

vienas kitą kompensuoja. Mokslininkai įrodė, kad jei organizmas paliktų užterštą terpę (aplinką), ar

patektų į mažiau užterštą, audiniuose tuoj pat imtų mažėti toksinių medžiagų koncentracija, vyktų

valymosi procesas.

4.6 pav. Cu pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo šalinimo iš audinių greičio

(kd = ml/(g val.))

Šis matematinis modelis leidžia prognozuoti Cu koncentracijos pasiskirstymą lašišos

audiniuose ilgesnį laiko tarpą – 27 dienas (650 val.), tačiau tik tuo atveju, jei žuvis išliks gyva.

4.6 pav. pavaizduota vario pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo

šalinimo iš audinių (inkstų, žiaunų, kepenų, raumenų) greičio, laiko atžvilgiu. SM koncentracijos

pusiausvyros nusistovėjimas tarp audinio ir užterštos terpės labai priklauso nuo valymosi

(išmetimo) greičio. Konkrečiu atveju, kuo intensyviau šalina, tuo lėčiau nusistovi pusiausvyroji

cheminės medžiagos koncentracija audinyje, t. y., kuo didesnė Cu šalinimo greičio konstantos

reikšmė kd konkrečiame audinyje, tuo lėčiau nusistovi SM pusiausvyra.

77

Cu šalinimo greičio konstanta organuose kito nuo 0,017 iki 0,020 ml/(g val.). Mažiausia

konstantos reikšmė nustatyta žiaunose, didžiausia – kepenyse. 4.6 paveiksle matyti, kad Cu

intensyviausias kaupimasis visuose audiniuose vyko iki 100 val. (~ 4 dienas), per šį laikotarpį SM

patekimas į organizmą viršijo šalinimą, vyko bioakumuliacijos procesas. Po 336 val. (14 dienų)

vario koncentracija visuose audiniuose stabilizavosi – nusistovėjo pusiausvyra, kaupimosi ir

šalinimosi procesai vyko vienodu greičiu.

Analizuojant Cu pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybę nuo jo

šalinimo iš audinių greitį laiko atžvilgiu, pastebima tendencija, kad iki 336 val., daugiausiai metalo

sukaupė raumenys (0,235 mg/kg), mažiausiai – žiaunos (0,224 mg/kg). Vario didžiausia leistina

koncentracija (DLK = 10 mgCu/kg) nebuvo viršyta nei viename audinyje visą ekspozicijos

laikotarpį.

4.7 pav. Zn pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo šalinimo iš audinių greičio

(kd = ml/(g val.))

Zn šalinimo greičio konstantų reikšmės, skaitiniu atžvilgiu, lyginant su kitų metalų šalinimo

konstantomis, audiniuose buvo didžiausios (kd > 0,02) (4.7 pav.). Šalinimo konstantų reikšmės

audiniuose kito nuo 0,024 iki 0,027 ml/(g val.). Didžiausia reikšmė nustatyta žiaunose, mažiausios

– inkstuose ir raumenyse. Iš to seka, kad cinko pusiausvyroji koncentracija žiaunose nusistovi

lėčiausiai, nes metalas iš audinio šalinasi intensyviausiai (kd = 0,027 ml/(g val.)). Greičiausiai Zn

pusiausivyroji koncentracija nusistovėjo raumenyse ir inkstuose, kadangi šalinimo konstantų

reikšmės šiuose audiniuose yra mažiausios (4.7 pav.). Intensyviausias Zn kaupimasis žiaunose,

78

kepenyse, inkstuose vyko iki 50 val. (~ 2 d.), o raumenyse iki 100 val. (~ 4 d.). Po to, metalo

koncentracija visuose audiniuose ėmė stabilizuotis. Zn pusiausvyroji koncentracija audiniuose

nusistovėjo po 14 dienų (336 val.), kaupimasis iš šalinimas audiniuose vyko vienodu greičiu.

4.7 pav. matyti, kad iki 336 val., daugiausiai metalo sukaupė raumenys (28,25 mg/kg),

mažiausiai – kepenys (1,891 mg/kg). Cinko didžiausia leistina koncentracija (DLK = 40 mgZn/kg)

nebuvo viršyta nei viename audinyje visą ekspozicijos laikotarpį.

4.8 pav. Ni pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo šalinimo iš audinių greičio

(kd = ml/(g val.))

Ni šalinimo konstantų reikšmės audiniuose kito 0,017 iki 0,021 ml/(g val.) (4.8 pav.).

Didžiausia kd nustatyta raumenyse ir žiaunose, mažiausia – inkstuose. Tai rodo, kad nikelio

šalinimasis intensyviausiai vyko per žiaunas ir raumenis (per visą kūno paviršiaus plotą). Taip pat

šiuose audiniuose metalo kaupimasis buvo intensyviausias (4.8 pav.) ir viršijo didžiausią leistiną

koncentraciją (DLK = 0,5 mgNi/kg). Ni DLK raumenyse viršyta 1,5 karto, žiaunose – 1,1 kartą.

Žiaunose ir raumenyse nikelio intensyvus kaupimasis vyko iki 150 val. (~ 6 dienas), inkstuose ir

kepenyse iki 100 val. (~ 4 dienų). Po 336 val. (~ 14 dienų), audiniuose nusistovėjo Ni pusiausvyroji

koncentracija, kuri priklauso nuo šalinimo greičio konstantos. 4.8 pav. matyti, kad žiaunose ir

raumenyse nusistovėjus Ni pusiausvyrajai koncentracijai, metalo DLK šiuose audiniuose vis

viršijama. Teršalo koncentracija audiniuose pradės mažėti tik tuo atveju, jei žuvis pateks į vandenį,

kuriame SM koncentracija bus mažesnė nei šiuo atvejų, prasidėtų valymosi procesas iš audinių.

79

4.8 pav. matyti, kad vidutiniškai iki 14 dienų, Ni daugiausiai sukaupė lašišos raumenys –

0,751 mg/kg, kurio šalinimo greičio konstanta 0,021 ml/(g val.), mažiausiai inkstai (0,081mg/kg),

kurio kd = 0,017 ml/(g val.).

4.9 pav. Cd pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo šalinimo iš audinių greičio

(kd = ml/(g val.))

Cd šalinimo greičio konstantos reikšmė didžiausia nustatyta inkstuose (0,017 ml/(g val.)),

mažiausia – žiaunose (0,013 ml/(g val.)) (4.9 pav.). Vadinasi, intensyviausias kadmio šalinimas

lašišoje vyko per inkstus. Intensyviausias metalo kaupimasis vyko kepenyse (0,041 mg/kg),

šalinimo greičio konstanta lygi 0,016 ml/(g val.), mažiausias kaupimasis vyko inkstuose

(0,02 mg/kg; šalinimo greičio konstanta 0,017 ml/(g val.)). Kadmio šalinimo greičio konstantų

reikšmės lašišos audiniuose, skaitiniu atžvilgiu, buvo apylygės, todėl metalo kaupimasis lašišos

audiniuose nuo eksperimento pradžios iki 200 val. (~ 8 dienas) vyko vienodu intensyvumu. Cd

pusiausiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo laikas audinyje tiesiogiai priklauso kd konstantos

reikšmės dydžio, kuo ji didesnė, tuo lėčiau nusistovi metalo pusiausvyroji koncentracija audinyje.

4.9 pav. matyti, kad kadmio didžiausia leistina koncentracija (DLK = 0,05 mgCd/kg) lašišos

audiniuose šiuo metu neviršijama, tačiau Cd koncentracija kepenyse yra arti DLK ribos. Todėl yra

gana didelė rizika, kad DLK ateityje gali būti viršyta. Žuvis – migruojantis gyvas organizmas.

Patekus jai į užteršta aplinką, kurioje sunkiųjų metalų (Cd) koncentracija būtų šiek tiek didesnė nei

dabar, kadmio kaupimosi procesas žuvies audiniuose taptų intensyvesnis, o tuo tarpu, šalinimo

80

procesas susilpnėtų. Todėl yra būtina prognozuoti ir numatyti galimus SM kaupimosi dėsningumus

žuvies audiniuose.

4.10 pav. Pb pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo šalinimo iš audinių greičio

(kd = ml/(g val.))

Švino šalinimo greičio konstantų reikšmės audiniuose kito 0,019 iki 0,026 ml/(g val.)

(4.10 pav.). Didžiausia kd nustatyta raumenyse, mažiausia – inkstuose. Tai rodo, kad Pb šalinimasis

intensyviausiai vyko per raumenis (per visą kūno paviršiaus plotą). Taip pat šiame audinyje metalo

kaupimasis vyko intensyviausiai (4.10 pav.) ir viršijo didžiausią leistiną koncentraciją

(DLK = 0,2 Pbmg/kg) net 2 kartus. Pb DLK viršytas taip pat kepenyse 1,3 karto bei žiaunose –

1,2 karto. Žuvies raumenyse švino intensyvus kaupimasis vyko iki 150 val. (~ 6 dienas), inkstuose,

kepenyse ir žiaunose vidutiniškai iki 100 val. (~ 4 dienų). Po 336 val. (~ 14 dienų), audiniuose

nusistovėjo teršalo pusiausvyroji koncentracija, kuri priklauso nuo šalinimo greičio konstantos.

4.10 pav. matyti, kad žiaunose, raumenyse ir kepenyse nusistovėjus metalo pusiausvyrajai

koncentracijai, Pb DLK šiuose audiniuose vis viršijama. Teršalo koncentracija audiniuose pradės

mažėti tik tuo atveju (žinoma, jei žuvis iki to laiko išliks gyva) jei ji pateks į vandenį, kuriame SM

koncentracija bus mažesnė nei šiuo atvejų, tada prasidėtų metalų šalinimosi procesas iš audinių.

4.10 pav. matyti, kad vidutiniškai iki 14 dienų, švino daugiausiai sukaupė lašišos raumenys –

0,413 mg/kg, kurio šalinimo greičio konstanta 0,026 ml/(g val.), mažiausiai inkstai (0,0189 mg/kg),

kurio kd = 0,019 ml/(g val.).

81

4.11 pav. Cr pusiausvyrosios koncentracijos nusistovėjimo priklausomybė nuo jo šalinimo iš audinių greičio

(kd = ml/(g val.))

Chromo šalinimo greičio konstantų reikšmės audiniuose kito 0,016 iki 0,019 ml/(g val.)

(4.11 pav.). Didžiausia kd reikšmė nustatyta raumenyse, mažiausia – kepenyse. Tai rodo, kad Cr

šalinimasis intensyviausiai vyko per raumenis (per visą kūno paviršiaus plotą). Taip pat, šiame

audinyje kaupimasis buvo intensyviausias, tačiau didžiausias leistinas kiekis (DLK = 0,3 mgCr/kg)

nebuvo viršytas, tačiau 4.11 pav. matyti, kad chromo koncentracija audinyje buvo arti DLK ribos.

Yra didelė rizika, jog ateityje DLK raumenyse gali būti viršijama, pasikeitus žuvies gyvenimo

sąlygoms. Kepenyse ir inkstuose chromo kaupimais, nuo eksperimento pradžios iki 100 val.

(~ 4 dienas), vyko vidutiniškai vienodu greičiu. Žiaunose intensyvus kaupimasis vyko ~ 2 dienas.

Praėjus 150 val. (~ 6 dienoms), Cr kaupimosi greitis audiniuose artėjo link šalinimosi greičio, kol

buvo pasiekta Cr pusiasusvoriji koncentracija audiniuose. Cr pusiausvyroji koncentracija audiniuose

nusistovėjo po 14 dienų, kai teršalo kaupimosi greitis audiniuose buvo lygus šalinimosi greičiui iš

jų.

Iki 14 dienų, Cr daugiausiai sukaupė lašišos raumenys – 0,28 mg/kg, kurio šalinimo greičio

konstanta 0,019 ml/(g val.) mažiausiai žiaunos (0,039 mg/kg), kurių kd = 0,018 ml/(g val.).

82

SKYRIAUS IŠVADOS

1. Modeliavimo rezultatai patvirtino užsienio mokslininkų ir šio eksperimento tyrimo

rezultatus, kad pakanka 14 dienų SM koncentracijai audiniuose nusistovėti. Po 14 dienų, nusistovi

teršalo pusiausivyroji koncentracija, kuri priklauso nuo šalinimo greičio konstantos kd.

2. Kuo didesnė šalinimo greičio konstantos reikšmė, tuo lėčiau nusistovi pusiausiausvyroji

teršalo koncentracija organizme.

3. Modeliavimo rezultatai parodė, kad SM intensyviausiai šalinosi per žiaunas

(kd = 0,027 ml Zn/(g val.); kd = 0,021 ml Ni/(g val.)) ir raumenis (kd = 0,021 ml Ni/(g val.);

kd = 0,026 ml Pb/(g val.); kd = 0,019 ml Cr/(g val.)), nes šiuose audiniuose SM kd reikšmės buvo

didžiausios.

4. Pastebėta, kad kuo didesnė kd reikšmė, tuo vyksta intensyvesnė bioakumuliacija

eksperimento pradžioje iki pussiausvyrosios padėties. Raumenyse (Ni, Pb, Cr) ir žiaunose (Zn, Ni)

sunkiųjų metalų koncentracija buvo didžiausia nei kitų elementų. Šiuose audiniuose, Ni ir Pb

kiekiai viršijo didžiausią leistiną koncentracją net ir nusistovėjus šių elementų pusiausvyrai

audiniuose.

5. Nusistovėjus SM pusiausvyrai audiniuose (kaupimasis = šalinimuisi), teršalo kiekiai

audiniuose pradėtų mažėti tik tuo atveju, jei žuvis patektų į vandenį, kuriame SM koncentracija būtų

mažesnė nei šiuo atvejų, prasidėtų metalų šalinimosi procesas iš organizmo (valymasis).

83

BENDROSIOS IŠVADOS

1. Žuvys sudaro galutinę vandens biologinę produkciją, kurioje akumuliuojasi didžiausias

teršalų kiekis, kadangi SM į žuvies audinius patenka ne tik su maistu, bet ir per žiaunas bei kūno

paviršiaus plotą.

2. Bandymo rezultatai parodė, kad SM koncentracija lašišos audiniuose padidėjo po 14-os

dienų ekspozicijos, veikiant SMMM esant DLK šiuo metu galiojančiomis Lietuvoje paviršiniams

vandenims.

3. Kadangi SM buvo rasta tiek kontrolinėje, tiek paveiktoje grupėje, SM kaupimosi

intensyvumas lašišos audiniuose buvo aprašytas biokoncentracijos indeksu (BI). Pagal BI, metalai

lašišos audiniuose kaupėsi tokia seka:





4. Lašišoje SM kaupėsi tokia seka: raumenys > žiaunos > inkstai > kepenys.

5. Rezultatai parodė, kad SM labiau linkę kauptis lašišos raumenyse nei kituose organuose.

Daugiausiai SM sukaupė raumenys (30,08 mg/kg; BI = 367,9), mažiausiai – kepenys (2,75 mg/kg;

BI = 64,6).

6. Nustatyti Ni (DLK = 0,5 mg Ni/kg) viršijimai lašišos raumenyse (1,5 karto) ir žiaunose

(1,1 karto). Švino didžiausia leistina koncentracija (DLK = 0,2 mg Pb/kg) viršyta raumenyse (2,1

karto), žiaunose (1,2 kartus) ir kepenyse (1,3 kartus).

7. Šių ir ankstesnių tyrimų rezultatai patvirtino, kad SM bioakumuliacija skirtingose žuvų

rūšyse yra specifinė ir neretai viršija DLK tomis pačiomis bandymo sąlygomis. Pagal suminį

sunkiųjų metalų kiekį žuvų audiniuose (ΣSM), metalai kaupėsi tokia seka: kuoja (116,21 mg/kg) >

ešerys (74,73 mg/kg) > V. upėtakis (74,56 mg/kg) > šlyžys (72,69 mg/kg) > lašiša (38,82 mg/kg) >

S. karosas (21,09 mg/kg).

8. Modeliavimo rezultatai patvirtino užsienio mokslininkų ir šio eksperimento rezultatus, kad

pakanka 14 dienų SM koncentracijai audiniuose nusistovėti. Po 14 dienų, nusistovi teršalo

pusiausivyroji koncentracija, kuri priklauso nuo šalinimo greičio konstantos kd.. Kuo didesnė kd

reikšmė, tuo lėčiau nusistovi pusiausiausvyroji teršalo koncentracija organizme.

9. Modeliavimo rezultatai parodė, kad SM intensyviausiai šalinosi per žiaunas (Zn, Ni) ir

raumenis (Ni, Pb, Cr), nes šiuose audiniuose SM kd reikšmės buvo didžiausios.

84

REKOMENDACIJOS

1. Gauti ir ankstesnių metų tyrimų rezultatai patvirtino, kad SM bioakumuliacija įvairių žuvų

rūšyse yra specifinė ir neretai viršija DLK tomis pačiomis bandymo sąlygomis Todėl eksperimento

rezultatai reikalauja nuolatinės kontrolės SM koncentracijai žuvų audiniuose. Dėl metalų

sinergetinio poveikio, net ir esant mažoms SM koncentracijoms, gali padidėti bioakumuliacija

audiniuose, todėl būtina nuolat kontroliuoti SM koncentracija vandens telkiniuose ir žuvyse.

2. SM gali būti daugelio ligų priežastimi. Daugelis jų turį kancerogeninį, mutageninį poveikį.

Eksperimento rezultatai parodė, kad laikant žuvis prie DLK, buvo viršytos SM DLK tam tikruose

audiniuose. Siekiant išvengti rizikos žmogaus sveikatai, gyvajai gamtai, būtų tikslinga sumažinti

sunkiųjų metalų didžiausias leistinas koncentracijas gyvūnų mėsoje, kurios šiuo metu

reglamentuojamos HN 54:2003.

85

LITERATŪRA

Abollino, O.; Aceto, M.; Malandrino, M.; Mentasti, E.; Sarzanini, C.; Petrella, F. 2002. Heavy

metals in agricultural soils from Piedmont, Italy. Distribution, speciation and chemometric data

treatment. Chemosphere 49, 545 – 557 p.

Alabaster, J. S.; Lloyd R. 1994. Water Quality Critiria for Frechwater Fish. London − Boston,

P. 25−300.

Ambrose, R. B.; Manager, P. E. 1997. Center for Exposire Assessment Modeling. US EPA.

Office of Research and Development. Athens (GA): Environmental Research Laboratory, 15 p..

An, Y.; Kim Y.; Kwon T.; Jeong S. 2004. Combined effect of copper, cadmium and lead upon

Cucumis sativus growth and bioaccumulation. Science of the Total Environment 326, 85 – 93 p.

Aplinkos būklė [interaktyvus]. 2004. Žiūrėta 2013 sausio 20 d. Prieiga per internetą:

<www.aaa.am.lt>.

Baltrėnaitė, E. 2007. Sunkiųjų metalų pernašos iš dirvožemio į medį tyrimai ir įvertinimas

[interaktyvus]. Daktaro disertacija. Žiūrėta 2010 m. sausio 14 d. Prieiga per internetą:

<http://vddb.library.lt/fedora/get/LT-eLABa-0001:E.02~2007~D_20070702.131911-

80798/DS.005.0.01.ETD>.

Bernotienė, R. 2010. Kadmio, cinko ir selenito jonų ūmus poveikis baltymų sintezės sistemai

laboratorinių pelių kepenyse [interaktyvus]. Daktaro disertacija. Žiūrėta 2012 m. sausio 14 d.

Prieiga per internetą:

<http://vddb.library.lt/fedora/get/LT-eLABa-0001:E.02~2010~D_20100909_133626-

77877/DS.005.0.01.ETD>.

Brazauskienė, D.; Gražulevičienė, V.; Sabienė, N.; Rutkauskienė G. 2002. The influence of

some factors on the formation of mobile copper in soil. Ekologija. Vilnius, – No.2. – P. 47-51.

Clark, K. E.; Gobas, F. A. P. C.; Mackay, D. 1990. Model of Organic Chemical Uptake and

Clearance by Fish from Food and Water. Environ. Sci. Technol., vol. 24, p. 1203−1213.

Das, A. K.; Chakrabortym, R.; Cervera, M.L.; Guardia M. 1995. Metal speciation in solid

matrices. – Talanta. 42: - Spain.

Daukšas, J. 2004. Aplinkos apsaugos technologijos. Šiauliai: Šiaulių universiteto leidykla. p.

15-16, 167 p.

Dining And The Food Chain [interaktyvus]. 2009. EatRealThings. Žiūrėta 2012 m. sausio 21

d. Prieiga per internetą: <http://healthbyhamilton.squarespace.com/blog/2009/9/11/dining-and-

the-food-chain.html>.

European Virtual Institute for Speciation Analysis (EVISA) [interaktyvus]. 2012. Žiūrėta

2012 m. birželio 18 d. Prieiga per internetą: <http://www.speciation.net/Database/Instruments/Milestone-Srl/ETHOS-EX-Microwave-Digestion-

labstation-;i455>.

Fundamentals of Aquatic Toxicology. 2005. Effects, Environmental Fate and Risk Assessment

// editor G. M. Rand. Second edition. Washington: Taylor and Francis, London, 1125 p.

http://vddb.library.lt/fedora/get/LT-eLABa-0001:E.02~2010~D_20100909_133626-77877/DS.005.0.01.ETD


http://healthbyhamilton.squarespace.com/blog/2009/9/11/dining-and-the-food-chain.html

http://healthbyhamilton.squarespace.com/blog/2009/9/11/dining-and-the-food-chain.html

86

Geffen, A.J.; Pearce, N. J. G.; Perkins, W.T. 1988. Metal con-centrations in fish otoliths in

relation to body composition after laboratory exposure to mercury and lead. Marine ecology

progress series, 165:234 – 245.

Hall, J. R.; Reynolds, B.; Sparks, T.; Colgan, A.; Thornton, I.; McGrath, S. P. 2001.

Therelationship between topsoil and stream sediment heavy metal concentrations and

acidification. Water, Air and Soil Pollution 130, 1067 – 1072 p.

Heavy metal (HM) emissions (APE 005) – Assessment published Dec 2011 [interaktyvus].

2011. European Environment Agency. Žiūrėta 2012 m. sausio 14 d. Prieiga per internetą:

<http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/eea32-heavy-metal-hm-emissions-

1/assessment-1>.

Hendry, K.; Cragg-Hine, D. 2003. Ecology of the Atlantic Salmon. Conserving Natura 2000

Rivers Ecology Series No. 7. 36 p.

HN 54:2003. „Maisto produktai. Didžiausios leidžiamos teršalų ir pesticidų likučių

koncentracijos“, Valstybės žinios 45-1487.

HN 60:2004. „Pavojingų cheminių medžiagų didžiausios leidžiamos koncentracijos

dirvožemyje“, Valstybės žinios 41-1357.

Hollis, L.; Hogstrand, C.; Wood, C.M. 2001. Tissue-specific cromium accumulation,

metallothionein induction, and tissue zinc and copper levels during chronic sublethal cadmium

exposure in juvenile rainbow trout. Archives of Environmental Contamination and Toxicology,

41: 468-474.

Idzelis, R. L.; Budreika, A.; Vaiškūnaitė, R. 2004. Dirvožemio taršos sunkiaisiais metalais

karinio poligono teritorijoje tyrimai ir vertinimas. Journal of Environmental Enginnering and

Landscape Management, 12 (2): 42-48.

Idzelis, R. L.; Kesminas, V.; Svecevičius, G.; Misius, V. 2008. Sunkiųjų metalų (Cu, Zn, Ni,

Cr, Pb, Cd) kaupimasis ešerio Perca fluviatilis L. ir kuojos Rutilus rutilus (L.) audiniuose

eksperimento sąlygomis. Journal of Environmental Enginnering and Landscape Management,

16 (4): 205-212.

Idzelis, R. L.; Kesminas, V.; Svecevičius G.; Venclovas A. 2010. Experimental investigation of

heavy metal accumulation in tissues of stone loach Noemacheilus barbatulus (L.) and rainbow

trout Oncorhynchus mykiss (Walbaum) exposed to a model mixture (Cu, Zn, Ni, Cr, Pb, Cd).

Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, 18(2): 111-117.

Idzelis, R. L.; Mockutė, E.; Svecevičius, G. 2011. Sunkiųjų metalų bioakumuliacijos sidabrinių

karosų carassius auratus gibelio (Bloch.) organuose eksperimentiniai tyrimai. Journal of

Environmental Enginnering and Landscape Management. 19(2): 107-113.

Idzelis, R. L.; Sauliutė, G.; Grigelevičiūtė, J.; Svecevičius, G. 2012. Švino bioakumuliacijos

atlantinių lašišų (Salmo salar L.) kūno audiniuose eksperimentinis tyrimas ir lyginamoji analizė.

„Mokslas – Lietuvos ateitis“. Environmental Protection Engineering. 4 (5): 423-429.

Kadūnas, V.; Budavičius, R.; Gregorauskienė, V. 1999. Lietuvos geocheminis atlasas.

Vilnius,–P. 253.

http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/eea32-heavy-metal-hm-emissions-1/assessment-1

http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/eea32-heavy-metal-hm-emissions-1/assessment-1

87

Kalay, M.; Canli, M. 2000. Elimination of essential (Cu, Zn) and nonessential (Cd, Pb)

metals from tissue of a freshwater fish Tilapia zillii following and uptake protocol. Turkish

Journal of Zoology, 24: 429-436.

Karthikeyan, S.; Palaniappan, P.L.R.M.; Sabhanayakam, S. 2007. Influence of pH and water

hardness upon nickel ac-cumulation in edible fish Cirrhinus mrigala. Journal of En-vironmental

Biology, 28: 489-492.

Karthikeyan, S.; Palaniappan, PL. 2009. Bioaccumulation and depuration of chromium in the

selected organs and whole body tissues of freshwater fish Cirrhinus mrigala individually and in

binary solutions with nickel. Journal of Environmental Sciences 21: 229-236.

Kesminas, V. 1998. Žuvų bendrijų būklės ir toksinių medžiagų kaupimosi žuvyse monitoringas

[interaktyvus]. Lietuvos ekologijos institutas. Vilnius. Žiūrėta 2012 m. sausio 14 d. Prieiga per

internetą: <http://gamta.lt/files/1998m1240904888068.pdf>.

Kim, S. G.; Jee, I. H.; Kang, J. C. 2004. Cadmium accumulation and elimination in tissues

of juvenile olive flounder, Paralichthys olivaceus after sub – chronic cadmium exposure.

Environ Pollut. P.117–127.

Kraemer, L.D.; Campbell, P.G.C.; Hare, L. 2008. Modeling chromium accumulation in

indigenous yellow perch (Perca flavescens). The Canadian Journal of fisheries and Aquatic

Sciences, 65(8): 1623-1634.

Köleli N.; Eker S.; Cakmak I. 2004. Effect of Zinc Fertilization on Cadmium Toxicity in

Durum and Bread Wheat grown in Zinc – deficient Soil. Environmental pollution 131, 453 –

459 p.

Lanaras T.; Moustakas M.; Symeonidis L.; Diamantoglou S.; Karataglis S. 1993. Plant metal

content, growth responses and some photosynthetic measurements on field – cultivated wheat

growing on ore bodies enriched in Cu. Physiol. Plant 88, 307 – 314 p.

Lašiša Salmo salar L. [interaktyvus]. 2009. Žiūrėta 2012 m. sausio 16 d. Prieiga per internetą:

<http://www.salmosalar.lt/wp-content/uploads/2010/02/salmosalar053.JPG>.

Nuotekų tvarkymo reglamentas (Žin., 2006, Nr. D1-236). „Pavojingų ir kitų kontroliuojamų

medžiagų didžiausios leistinos koncentracijos”, Valstybės žinios 59-2103.

Dėl valstybinės aplinkos monitoringo 2011-2017 metų programos patvirtinimo“ (Žin.,

2011, Nr. 315), Valstybės žinios 34-1603.

Lubytė, J.; Antanaitis, A.; Adomaitis, T.; Mažvila, J.;, Vaišvila, Z.; Arbačiauskas, J. 2004.

Įvairių formų sunkiųjų metalų ir mikroelementų kiekio dirvožemyje priklausomumas nuo

tręšimo. Žemdirbystė, 3: 39-46.

Malakauskas, M.; Januškevičienė, G.; Vaitkus, J. 2003. Sunkiųjų metalų (Pb, Cd ir Hg) kiekis

sumedžiotų laukinių žvėrių raumenyse ir vidaus organuose. T. 24 (46).

Marquardt, H.; Schafer, S. G.; Toxikologie, B. J. 1994. Wissenschaftsverlag. S. 504−549.

http://gamta.lt/files/1998m1240904888068.pdf

http://www.salmosalar.lt/wp-content/uploads/2010/02/salmosalar053.JPG

88

Mažvila, J. 2001. Sunkieji metalai Lietuvos dirvožemiuose ir augaluose. Kaunas: LŽI

Agrocheminių tyrimų centras. 343 p.

Milestone mikrobanginiai mineralizatoriai [interaktyvus]. 2005. Žiūrėta 2012 m. birželio 19 d.

Prieiga per internetą: <http://www.elymus.lt/index.php/mikrobangine_laboratorine_iranga/63>.

Ovčinikovas, N.; Šichanova, N. 1987. Žaliasis mūsų planetos skydas. Gamtos mokslai. Kaunas:

Šviesa. 103 p.

PNAS. 2007. October 16, vol. 104 no. (42) 16394-16395.

Projekto „Sunkiųjų metalų kaupimasis žuvyse ir dugno nuosėdose“ rezultatų apžvalga [interaktyvus]. 2004. Žiūrėta 2011 m. spalio 26 d. Prieiga per internetą:

<http://oldaaa.gamta.lt/VI/article.php3?article_id=1203>.

Račaitė, M. 2009. Skirtingų sunkiųjų metalų poveikis vasariniams miežiams (Hordeum vulgare

l. veislė ‘AURA DS’) ir kryžminės adaptacijos dėsningumai [interaktyvus]. Daktaro disertacija.

Žiūrėta 2012 m. sausio 14 d. Prieiga per internetą: <http://vddb.library.lt/fedora/get/LT-eLABa-

0001:E.02~2009~D_20091229_130644-76973/DS.005.0.01.ETD>.

Radzevičius, A.; Gregorauskienė, V.; Kadūnas V. 2004. Panevėžio apskrities geocheminis

atlasas. Panevėžio apskrities administracija. Geologijos ir geografijos institutas. Lietuvos geologijos

tarnyba. 123 p.

Ribeyre, F.; Amiard-Triquet, C.; Boudou, A.; Amiard, J.C. 1995. Experimental study of

interactions between five trace elements - Cu, Ag, Se, Zn, and Hg - toward their

bioaccumulation by fish (Brachydanio rerio) from the direct route. Ecotoxicology and

Environmental Safety, 32: 1-11.

Richardson, M. 1995. Ecotoxicology monitoring. 384 p., 125-138.

QUAL2E Windows Interface User's Guide [interaktyvus] 2010. Žiūrėta 2013 m. sausio 20 d.

Prieiga per internetą: <www.coe.uncc.edu>.

Sawyer, C. N.; McCarty, P. L.; Parken, G. F. 1994. Chemistry for environmental engineering/

JAV New York, P. 658.

Spektrinė analizė [interaktyvus]. 2009. Aleksandro Stulginskio universitetas. Žiūrėta 2012 m.

birželio 19 d. Prieiga per internetą: <http://www.lzuu.lt/nm/l-projektas/ada/6.htm>.

Staniškienė, B.; Garalevičienė, D. 2004. Sunkieji metalai žuvų mėsoje ir kauluose. [The

amount of heavy metals in fish meat and bones]. Veterinarija ir zootechnika. Kaunas. T. 26

(48): 48-52.

Staniškienė, B.; Matusevičius, P.; Budreckienė, R.; Sinkevičienė, I. 2007. Sunkiųjų metalų

kiekio meduje ir žuvienoje nustatymas ICP masių spektrometru. Veterinarija ir zootechnika 39

(61): 60-66;

Stepniewska, Z.; Wolinska, A.; Lipinska, R. 2007. Effect of fonofos on soil dehydrogenase

activity. Int. Agrophys., 21: 101-105.

http://www.elymus.lt/index.php/mikrobangine_laboratorine_iranga/63

http://oldaaa.gamta.lt/VI/article.php3?article_id=1203



http://www.lzuu.lt/nm/l-projektas/ada/6.htm

89

Sunkiųjų metalų ir policiklinių aromatinių angliavandenilių atmosferos iškritose tyrimai [interaktyvus]. 2011. Žiūrėta 2012 m. sausio 14 d. Prieiga per internetą:

<http://gamta.lt/files/sunkieji%20metalai.pdf>.

Surec, B. 2003. Accumulation of heavy metals by intestinal helmints in fich: an overview and

perspective. Parasitology. P. 53–60.

Tarja, N.; Kirsti, E.; Marja, L. & Kari, E. 2003. Thermal and metabolic factors affecting

bioaccumulation of triazine herbicides by rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Environmental

Toxicology, 18 (4), p. 219-226.

Teršalų migracija [interaktyvus]. 2011. Aleksando Stulginskio universitetas. Žiūrėta 2012 m.

sausio 15 d. Prieiga per internetą: <http://www.lzuu.lt/nm/l-projektas/-Aplinkos_tarsa/18.htm>.

Thomann, R. V. 1989. Bioaccumulation model of organic chemical distribution in aquatic food

chains: Environmental Science and Technology, 26 (6), p. 699-707.

Topic Popovic, N.; Strunjak-Perovc, I. 1999. Bioaccumulation of lipid – soluble pollutants in

aquatic systems. Ribarstvo, 57 (1): 3-11.

Vaitiekūnas, P., Špakauskas. V. 2003. Šilumos ir masės pernašos procesų aplinkoje

modeliavimo principai. VGTU. Technika. p. 6-7, 194 p.

Vandens aplinkai pavojingų medžiagų nustatymas Lietuvoje [interaktyvus]. 2007. Ataskaita.

Žiūrėta 2012 m. sausio 17 d. Prieiga per internetą:

<http://gamta.lt/files/Ataskaita_apie_vandens_aplinkai_pavojingu_medziagu_nustatyma_Lietuvoje.

pdf>.

Van Hoof, F.; Nauwelaers J.P. 1984. Distribution of nickel in the roach Rutilus rutilus (L.) after

exposure to lethal and sublethal concentrations. Chemosphere, 13: 1053–1058.

Vijayakumar, P.; Lavanya, R.; Veerappan N.; Balasubramanian T. 2011. Heavy Metal

Concentrations in Three Commercial Fish Species in Cuddalore Coast, Tamil Nadu, India.

Journal of Experimental Sciences. 2(8): 20-23.

Vinodhini, R.; Narayanan, M. 2008. Bioaccumulation of heavy metals in organ of freshwater

fish Cyprinus carpio (Com-mon carp). International Journal of Environmental Science and

Technology, 5:179-182.

Virbickas, J. 2000. Lietuvos žuvys. Vilnius: Trys žvaigždutės, 21-26.

WASP4 [interaktyvus]. 2010. Žiūrėta 2013 m. sausio 20 d. Prieiga per internetą:

<www.osti.gov>.

Water Resources of Washington State [interaktyvus]. 1997. Žiūrėta 2012 m. sausio 16 d.

Prieiga per internetą: <http://wa.water.usgs.gov/pubs/fs/fs.102-97/mc.gif>.

Žemėlapiai [interaktyvus]. 2012. Žiūrėta 2012 m. sausio 23d. Prieiga per internetą:

<www.maps.lt>.

Žuvų ir vėžių veisimo biotechnika ir išteklių atkūrimas. 2008. Lietuvos hidrobiologų draugija.

Vilnius. 17-19.

http://gamta.lt/files/sunkieji%20metalai.pdf

http://www.lzuu.lt/nm/l-projektas/-Aplinkos_tarsa/18.htm

http://gamta.lt/files/Ataskaita_apie_vandens_aplinkai_pavojingu_medziagu_nustatyma_Lietuvoje.pdf

http://gamta.lt/files/Ataskaita_apie_vandens_aplinkai_pavojingu_medziagu_nustatyma_Lietuvoje.pdf

http://wa.water.usgs.gov/pubs/fs/fs.102-97/mc.gif

http://www.maps.lt/

90

AUTORĖS PASKELBTI DARBAI

Publikacijos

1. Idzelis, R. L.; Sauliutė, G.; Grigelevičiūtė, J.; Svecevičius, G. 2012. Švino

bioakumuliacijos atlantinių lašišų (Salmo salar L.) kūno audiniuose eksperimentinis

tyrimas ir lyginamoji analizė. „Mokslas – Lietuvos ateitis“. Environmental Protection

Engineering. 4 (5): 423-429.

2. Sauliutė, G.; Grigelevičiūtė, J.; Idzelis, R. L.; Svecevičius, G. 2013. Nikelio ir chromo


tyrimas ir lyginamoji analizė. 16-oji Lietuvos jaunųjų mokslininkų konferencija „Mokslas

– Lietuvos ateitis“ (straipsnis pateiktas recenzuoti).

Dalyvavimas konferencijose

1. Sauliutė, G.; Grigelevičiūtė, J.; Idzelis, R. L.; Svecevičius, G. 2012. Švino


tyrimas ir lyginamoji analizė. Stendinis pranešimas 15-osios jaunųjų mokslininkų

konferencijos „Mokslas – Lietuvos ateitis“ antropogeninės taršos poveikis aplinkai

sekcijoje. 2012 m. balandžio 12 d. Vilnius.

2. Sauliutė, G.; Idzelis, R. L.; Svecevičius, G. 2013. Sunkiųjų metalų bioakumuliacia lašišų

Salmo salar L. audiniuose, veikiant modeliniu mišiniu (Cu, Zn, Ni, Cr, Pb, Cd). Žodinis

pranešimas 16-osios jaunųjų mokslininkų konferencijos „Mokslas – Lietuvos ateitis“

antropogeninės taršos poveikis aplinkai sekcijoje. 2013 m. balandžio 11 d. Vilnius.

Publikacijos nesusijusios su magistrinio darbo tema

Sauliutė, G.; Tričys, V. 2011. Paviršinių nuotekų taršos tyrimas Radviliškio mieste.

Jaunųjų mokslininkų darbai, Šiauliai. 3(32): 125-130.

Dalyvavimas konferencijoje nesusijusioje su magistrinio darbo tema

Sauliutė, G.; Eivienė, R.; Tričys, V. 2011. Kritulių taršos tyrimas Šiaulių mieste. Aplinkos

apsaugos inžinerija. Žodinis pranešimas 6-ajai Lietuvos jaunųjų mokslininkų

konferencijai „Studentų moksliniai darbai“.

91

PRIEDAI

Documents

Sunkiųjų metalų kaupimosi lašišų Salmo salar l. audiniuose