Введение Выращивание приморского гребешка (Mizuhopecten yessoensis, Jay, 1856) в Приморском крае имеет 20-летнюю историю. Были созданы и успешно функционировали два хозяйства, специализирующиеся на гребешке: в бухте Миноносок (залив Посьета) и в заливе Владимира. В 1988 г. с 40 га плантаций было собрано 55 т гребешка, а в 1989 г. уже 180 т. Однако с наступлением общего кризиса в рыбной отрасли хозяйства пришли в упадок, и лишь в последние годы стали появляться признаки их возрождения: постепенно восстанавливаются плантации, наращиваются объемы реализации продукции. В бухте Северная (залив Петра Великого) существует научно-производственная база Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета и с 2006 г. работает мини-завод по воспроизводству дальневосточного трепанга и товарного гребешка. В процессе жизнедеятельности моллюски, выращиваемые в садках, способны изменять параметры среды, как правило, в негативную сторону [1]. Двустворчатые моллюски, обитающие в определенных условиях среды, способны концентрировать металлы в количестве до 105 %. Известно, что гребешок является специфическим концентратором кадмия [2]. Уровни токсичных элементов в промысловых моллюсках не должны превышать предельно допустимых уровней (ПДУ). Цель нашего исследования - определить содержание металлов (Mn, Zn, Cu, Cd, Pb) и мышьяка (As), в органах культивируемого приморского гребешка и донных отложениях марикультурного хозяйства бухты Северная. Материалы и методы исследования Объекты исследования: разновозрастной культивируемый приморский гребешок (Mizuhopecten yessoensis, Jay, 1856) и донные отложения бухты Северная, собранные в 2014-2015 гг. Схема расположения участков (плантаций) марикультурного хозяйства в бухте Северная приведена на рис. 1. Отбор двухлетних моллюсков осуществляли из 4-х садков на одной плантации. В 2014 г. были собраны особи 2-летнего возраста с 3-го участка плантации, в 2015 г. - годовики и особи 3-летнего возраста со 2-го участка плантации. Способ определения элементов - атомная абсорбция. Подготовку мягких тканей моллюсков к атомно-абсорбционному определению элементов проводили методом кислотной минерализации с НNО3, согласно ГОСТ 26929-94. Рис. 1. Карта-схема отбора донных отложений в бухте Северная Донные отложения были отобраны с поверхности 3-5 см. Подготовку проб донных отложений проводили в соответствии с методикой количественного химического анализа «Определение As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Zn (кислоторастворимые формы) в почвах и донных отложениях атомно-абсорбционным методом» [3]. В донных отложениях дополнительно были измерены концентрации Cr, Co, Ni. Измерение концентраций Zn, Cu и Pb в моллюсках проводилось на атомно-абсорбционном спектрофотометре Shimadzu 6800 (Shimadzu corporation, Киото, Япония). В качестве атомизатора использовали однощелевую горелку, в качестве горючей смеси - смесь ацетилен-воздух. Фон корректировался дейтериевой лампой. Концентрацию Cd, Pb и As в моллюсках определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре Shimadzu 6800, где атомизатором служила графитовая кювета. Все полученные результаты обработаны статистически с использованием программы Statistica 6.0. Результаты исследований и их обсуждение В процессе роста моллюсков изменяются их потребности в накоплении тех или иных химических элементов, средние концентрации в целом мягком теле приморских гребешков представлены в табл. 1. Таблица 1 Средние концентрации элементов в целом мягком теле приморского гребешка Целое мягкое тело Возраст Элементы, мкг/г сухой массы (n = 36) Mn Zn Cu Cd Pb As 1 год 3,5 ± 1,4 15,5 ± 7,3 1,3 ± 0,9 0,4 ± 0,2 0,04 ±0,02 0,08 ± 0,06 2 года 36,9 ± 21,3 84,7 ± 20,6 3,1 ± 2,1 30,2 ± 12,4 0,05 ± 0,02 - 3 года 1,6 ± 1,9 28,8 ± 6,9 1,5 ± 0,2 0,4 ± 0,3 0,04 ± 0,2 0,2 ± 0,5 Наибольшее содержание Mn, Zn, Cu и Cd отмечено в теле 2-летних особей. Увеличение концентрации элементов обусловлено особенностями роста гребешка, т. к. наибольшие темпы его роста наблюдаются до 3-летнего возраста. Снижение концентраций этих элементов в мягких тканях моллюсков происходит на 3-м году жизни. Особи в возрасте 3-х лет - это ещё активно растущие гребешки с высокой интенсивностью метаболизма, поэтому сильный прирост массы отдельных органов в этот период и большая скорость обменных процессов сопровождаются уменьшением концентраций элементов. Соотношение веса органов приморского гребешка в общей массе тела составило: мускул - 10-17 %, мягкие ткани - 28-40 %, створки - 44-52 %, жидкость - 8-13 %. Поскольку при технологической обработке возможно попадание токсичных элементов в съедобные органы, необходимо знать, сколько в них находится элементов и возможно ли применение в пищу других органов, таких как мантия и гонады (табл. 2). Таблица 2 Средние концентрации элементов в органах 3-летнего приморского гребешка Орган Элементы, мкг/г сухой массы (n = 13) Mn Zn Cu Cd Pb As Мускул 1,1 ± 0,4 13,0 ± 4,7 0,2 ± 0,2 1,8 ± 1,0 0,04 ± 0,02 0,5 ± 0,1 Пищеварительная железа 4,3 ± 5,9 32,3 ± 15,7 3,3 ± 1,2 12,8 ± 4,2 3,9 ± 2,6 0,4 ± 0,3 Гонада 1,0 ± 0,3 13,2 ± 8,0 1,7 ± 0,3 1,4 ± 0,9 0,03± 0,01 0,1 ± 0,08 Жабры 5,9 ± 5,2 40,7 ± 8,6 2,9 ± 2,6 0,7 ± 0,6 0,08 ± 0,02 0,3 ± 0,1 Мантия 3,1 ± 3,3 28,8 ± 7,5 0,9 ± 1,3 0,7 ± 0,2 0,06 ± 0,02 0,3 ± 0,1 Приморский гребешок достигает товарных размеров в 3-летнем возрасте. Наибольшие концентрации Mn и Zn у особей 3-летнего возраста отмечены в жабрах. Такое распределение обусловлено тем, что жабры осуществляют непрерывный контакт со средой, фильтруя все взвешенные и растворенные компоненты. Наибольшее содержание Cu, Cd и Pb отмечено в пищеварительной железе. Пищеварительная железа - более активный в функциональном отношении орган - она не только является органом депонирования, но и участвует в процессах детоксикации. В съедобном органе гребешка, мускуле, уровень концентраций элементов низкий. В России безопасность пищевых продуктов гарантируется установлением и соблюдением регламентированного уровня содержания (отсутствие или ограничение ПДУ) загрязнителей химической и биологической природы, а также токсичных природных веществ. Предельно допустимые уровни указаны в нормативном документе Комиссии Таможенного союза от 28 мая 2010 г. № 299 (табл. 3) [4]. Таблица 3 Предельно допустимые уровни содержания токсичных элементов в моллюсках Продукт Токсичный элемент ПДУ, мг/кг, не более Моллюски Свинец 10,0 Кадмий 2,0 Мышьяк 5,0 В съедобном органе гребешков, мускуле, ПДУ содержания токсичных элементов (Cd, Pb и As) не превышены. В пищеварительной железе Cd обнаружен в концентрации, превышающей ПДУ. Приморский гребешок является концентратором кадмия. Накопление этого элемента происходит с возрастом моллюсков. В отличие от других элементов, кадмий выводится из организма очень медленно. Исследования с изотопами кадмия показали, что почти весь кадмий задерживается в организме, концентрируясь главным образом в печени [5]. В результате такой задержки полупериод биологической жизни кадмия весьма велик - около 40 лет [6]. При первичной технологической обработке моллюска важно, чтобы кадмий не попал в съедобные органы. В процессе своей жизнедеятельности моллюски способны концентрировать элементы и выводить их с продуктами жизнедеятельности. Определение вышеперечисленных металлов и As в донных отложениях бухты Северная в 2014-2015 гг. позволило провести сравнение их концентраций в донных отложениях бухты, районе расположения плантации гребешков, с их средним фоновым содержанием в донных отложениях залива Петра Великого (рис. 2). Рис. 2. Средние концентрации элементов в донных отложениях бухты Северная (2014-2015 гг.) и фоновой станции (залив Петра Великого, 2011 г.) Концентрации Co, Cr, Mn, Pb, Ni и As значимо не отличались от средних для донных отложений залива Петра Великого. Содержание Zn и Cu имело тенденцию к увеличению в донных отложениях бухты Северная. Концентрация кадмия в донных отложениях под плантацией в 3 раза превышала среднюю для залива Петра Великого. Это обстоятельство обусловлено жизнедеятельностью моллюска, который является концентратором этого элемента. Заключение Таким образом, в ходе исследования были получены следующие результаты. 1. Определено содержание Mn, Zn, Cu, Cd, Pb и As в органах и целом мягком теле приморского гребешка (Mizuhopecten yessoensis, Jay, 1856), культивируемого в заливе Петра Великого. 2. В съедобном органе гребешка, мускуле, уровень концентраций элементов низкий, содержание токсичных элементов (Cd, Pb, As) в этом органе не превышает ПДУ. 3. Существование плантации по выращиванию гребешка в бухте Северная залива Петра Великого повлияло на концентрацию Cd в донных отложениях под плантацией. Здесь концентрация Cd в 3 раза превышала среднюю для залива Петра Великого.