Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun. 2010, 58(5), 255-262 | DOI: 10.11118/actaun201058050255

Zatížení ekosystému středního toku řeky Jihlavy těžkými kovy

Josef Makovský1, Petr Spurný2, Jan Mareš2, Josef Hedbávný3, Tomáš Vítek2
1 Ministry of Agriculture of the Czech Republic, Rural Development Section, Těšnov 65/17, 117 05 Prague, Czech Republic
2 Department of Zoology, Fisheries, Hydrobiology and Apiology, Mendel University in Brno, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Czech Republic
3 Department of Chemistry and Biochemistry, Mendel University in Brno, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Czech Republic

Kontaminace svaloviny ryb těžkými kovy představuje potenciální riziko pro konzumenty ryb. Řeky protékající územím s velkými aglomeracemi a silným průmyslovým využitím bývají často velmi zatížené, zvláště rtutí, olovem a kadmiem. Řeka Jihlava protéká několika městy s výraznou průmyslovou aktivitou, například Jihlavou a Třebíčí. Tato řeka bývala v minulosti často označována jako silně znečištěná, nejvíce rtutí v úseku nad vodními díly Dalešice a Mohelno.
Cílem tohoto sledování bylo zjištění obsahu těžkých kovů ve svalovině ryb žijících nad a pod vodními díly Dalešice a Mohelno a posouzení vlivu těchto vodních děl na úroveň kontaminace ryb. Pro upřesnění situace na toku byl zjišťován obsah těžkých kovů ve vodě, sedimentu dna a zoobentosu na obou lokalitách.
Monitoring byl zaměřen na tyto kovy: Hg, Pb, Cd, Cu, Cr, Ni a Zn. Vzorky vody, sedimentu dna, zoobentosu a rybí svaloviny byly odebrány v průběhu roku 2007 ze dvou lokalit řeky Jihlavy: Vladislav (odběr 15. srpna) nad vodními díly Dalešice a Mohelno, nedaleko města Třebíč a Hrubšice (odběr 25. května) pod vodními nádržemi. Vzorky vody byly odebrány do 1,5 l polyetylenových lahví. Vzorky sedimentu dna a zoobentosu byly odebrány jako směsné vzorky napříč lokalitami, dle standardních metodik (EN ISO 27828). Jako ichtyoindikátor byla zvolena parma obecná (Barbus barbus), jelec tloušť (Leuciscus cephalus) a pstruh obecný (Salmo trutta m. fario). Vzorky ryb byly získány za použití standardních metod odlovu elektrickým agregátem, sedm jedinců od každého sledovaného druhu ryb. Svalovina ryb byla odebírána individuálně z levé hřbetní části trupu každé ryby bez kůže. Obsah sledovaných kovů byl stanoven na Ústavu chemie a biochemie Mendelovy univerzity v Brně za použití přístrojů AMA 254, SPECTR AA-30 a AA-300. Zjištěné výsledky byly statisticky vyhodnoceny v programu Unistat 5.1 metodami ANOVA a Tukey HSD (P < 0,05). Získané výsledky byly porovnány se směrnicí EU 221/2002/EC, množství bezpečně konzumovatelné svaloviny ryb bylo vypočítáno za užití metodiky WHO (směrnice č. 837).
Při porovnání zjištěných koncentrací jednotlivých kovů s platnou legislativou (směrnice 2005/78/EC, nařízení vlády č. 229/2007 Sb., a vyhláška č. 305/2004 Sb.) jsme nalezli překročený limit pro obsah rtuti ve vodě (limit 0.1 μg / l). Dále jsme zjistili, že obsah rtuti ve vodě na lokalitě Vladislav (2.00 μg / l) byl dvakrát vyšší než na lokalitě Hrubšice (0.99 μg / l). V sedimentu dna na lokalitě Hrubšice byl zjištěn vyšší obsah niklu než na lokalitě Vladislav, kde bylo naopak vyšší množství kadmia, olova, chromu a niklu. Obsah rtuti byl na obou lokalitách podobný. Velmi vysoký obsah těžkých kovů v sedimentu znamená potenciální nebezpečí s ohledem na nenadálé uvolnění během náhlých změn chemismu vody, zejména pH.
Z hlediska obsahu jednotlivých kovů v rybí svalovině byly zjištěny následující skutečnosti. Na lokalitě Vladislav byl nalezen ve svalovině parmy i tlouště statisticky průkazně vyšší obsah Hg (0,155 ± 0,012 mg / kg a 0,163 ± 0,064 mg / kg) oproti lokalitě Hrubšice (0,073 ± 0,035 mg / kg a 0,095 ± 0,082 mg / kg). Podobná situace byla i v případě kadmia u jelce tlouště (0,062 ± 0,140 mg / kg ve Vladislavi a 0,006 ± 0,002 mg / kg v Hrubšicích), naopak na lokalitě Hrubšice byl u parmy zjištěn statisticky průkazně vyšší obsah Ni (0,109 ± 0,040 mg / kg) oproti Vladislavi (0,050 ± 0,017 mg / kg). Dále byl u parmy i jelce tlouště zjištěn statisticky vyšší obsah olova na lokalitě Hrubšice (0,155 ± 0,048 mg / kg u parmy a 0,182 ± 0,110 mg / kg u tlouště) než na lokalitě Vladislav (0,050 ± 0,017 mg / kg a 0,064 ± 0,005 mg / kg). Vyšší obsah olova ve svalovině ryb pod přehradními nádržemi Dalešice a Mohelno nekoresponduje s koncentracemi tohoto kovu v sedimentu dna a následně i v zoobentosu, jež jsou v této oblasti relativně nízké ve srovnání s lokalitou nad nádržemi.
Výpočet maximálních tolerovaných množství zkonzumované svaloviny ryb dle platných předpisů FAO/WHO odhalil, že na obou lokalitách byla limitujícím prvkem rtuť. Nejnižší tolerované množství bylo nalezeno v případě jelce tlouště a parmy obecné na lokalitě Vladislav (1,94 kg a 1,84 kg na osobu týdně). V současné době, s ohledem na množství lovených ryb v tomto revíru (v průměru 90 kusů jelce tlouště o celkové hmotnosti 76,30 kg a 35 kusů parmy obecné s celkovou hmotností 51,90 kg ročně) lze konzumaci rybí svaloviny z těchto lokalit považovat za relativně bezpečnou, v souvislosti se vzrůstajícím rybářským tlakem však může do budoucna znamenat určité riziko.

parma obecná (Barbus barbus), jelec tloušť (Leuciscus cephalus), pstruh obecný (Salmo trutta), kontaminace kovy

Heavy metal pollution of ecosystem within the middle course of the Jihlava River

The monitoring of the contents of heavy metal pollutants: total Hg, Pb, Cd, Cr, Ni, Cu and Zn in fish muscle, water, bottom sediments and zoobenthos was realised in May and July of 2007 on two localities: Vladislav, upstream the Dalešice and Mohelno dam reservoirs (Czech Republic), and Hrubšice downstream them. Samples of fish muscle were taken from chub (Leuciscus cephalus), barbel (Barbus barbus) and brown trout (Salmo trutta m. fario). Water, bottom sediments and zoobenthos samples were taken as representative ones from both localities. The samples were analysed with the apparatus AMA 254, AA-300 and SPECTR AA-30. In water of both sites there was found above-limit (0.1 µg/l) content of mercury (0.99 µg/l Hrubšice, 2 µg/l Vladislav). The bottom sediments in Vladislav were most contaminated by Pb (120.21 mg/kg) and Cr (164.90 mg/kg) and in Hrubšice locality by Ni (90.66 mg/kg). High concentration of Pb (25.84 mg/kg) in Vladislav and of Ni (240.90 mg/kg) and Cr (140.5 mg/kg) in Hrubšice was found in zoobenthos. In the point of view contents of heavy metals in fish muscle tissue, statistically significant (p < 0.05) higher content of Hg was found in barbel and chub from Vladislav (0.155 ± 0.012 mg/kg and 0.163 ± 0.064 mg/kg) in comparison with Hrubšice (0.073 ± 0.035 mg/kg and 0.095 ± 0.082 mg/kg) as similarly as the concentration of Cd in chub (0.062 ± 0.140 mg/kg at Vladislav and 0.006 ± 0.002 mg/kg at Hrubšice), whereas the content of Ni in barbel was statistically significantly higher at Hrubšice (0.175 ± 0.042 mg/kg) compared to Vladislav (0.050 ± 0.017 mg/kg). The last significant difference was found in Pb concentrations, when fish from Hrubšice were more contaminated (concentrations 0.155 ± 0.048 mg/kg in barbel and 0.182 ± 0.110 mg/kg in chub) than the same species from Vladislav (contents 0.050 ± 0.017 mg/kg and 0.064 ± 0.005 mg/kg). In theme of consumption risk of the muscle tissue of fish by FAO/WHO, the Hg was limiting factor at both sites. In the locality Vladislav provisional tolerated weekly intake (PTWI) was 1.94 kg in barbel and 1.84 kg in chub. In the Hrubšice it reached 4.12 kg in barbel, 3.15 kg in chub and 5.51 kg in brown trout.

Keywords: barbel (Barbus barbus), chub (Leuciscus cephalus), brown trout (Salmo trutta), metal contamination
Grants and funding:

This study was supported by the IGA AF MENDELU No. IG270261 and Research plan No. MSM6215648905 "Biological and technological aspects of sustainability of controlled ecosystems and their adaptability to climate change", which is financed by the Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic

Received: March 17, 2010; Published: August 6, 2014  Show citation

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Makovský, J., Spurný, P., Mareš, J., Hedbávný, J., & Vítek, T. (2010). Heavy metal pollution of ecosystem within the middle course of the Jihlava River. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 58(5), 255-262. doi: 10.11118/actaun201058050255
Share...
Download citation
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Open full article

    References

    1. BURGER, J., GAINES, K. F., BORING, C. S., STEPHENS, W. L., SNADGRASS, J., DIXON, C., McMAHON, M., SHUKLA, S., SHUKLA, T., GOFELD, M., 2002: Metal levels in fish from the Savannah Riwer: potential hazards to fish and other receptors. Environ. Res. 89, 1: 85-97. ISSN 0013-9351. DOI: 10.1006/enrs.2002.4330 Go to original source...
    2. DECREE of Ministry of health of Czech Republic No. 305/2004 Coll. Types and admissible values of contaminants in foodstuff. Collection of law Czech Republic.
    3. EN (ISO) 27 828 Water quality: Methods of biological sampling Guidance on handnet sampling of aquatic benthic macro-invertebrates (ISO 7828:1985).
    4. EU Regulation 221/2002/EC amending Regulation 466/2001/EC setting maximum levels for certain contaminants in foodstuff.
    5. GOVERNMENT ORDER No. 229/2007 Coll. Amending government order No. 229/2007 Coll. On the indicators and values of permissible pollution of surface water and wastewater, mandatory element of the permis for discharge of wastewater into surface water and into sewerage system, and on sensitive areas. Collection of law Czech Republic.
    6. HOUSEROVÁ, P., JANÁK, K., KUBÁŇ, P., PAVLÍČKOVÁ, J., KUBÁŇ, V., 2006b: Chemical Forms of Mercury in Aquatic Ecosystems - Sources, Levels, Transformations, Properties and Determination. Chemické listy, 100, 10: 862-876. ISSN 0009-277.
    7. HOUSEROVÁ, P., KUBÁŇ, V., SPURNÝ, P., HABARTA, P., 2006a: Determination of Total Mercury and Mercury Species in Fish and Aquatic Ecosystem of Moravian Rivers. Veterinarni medicina, 51, 3: 101-110. ISSN 0375-8427. DOI: 10.17221/5527-VETMED Go to original source...
    8. LANGE, T. R., ROYALS, H. E., CONNOR, L. L., 1993: Influence of water chemistry on mercury concentration in Largemouth bases from Florida. Transactions of the American Fisheries Society. 122, 1: 74-84. ISSN 0002-8487. DOI: 10.1577/1548-8659(1993)1222.3.CO;2 Go to original source...
    9. PEŇÁZ, M., BARUŠ, V., PROKEŠ, M., 2002: Concentration of heavy metals and changes in concentrations of the mercury in muscle tissues of the barbel (Barbus barbus) from the river Jihlava (in Czech with English summary). The 5th Czech conference of Ichthyology. Brno, 253-258. ISBN80-7157-614-X.
    10. PEŇÁZ, M., SVOBODOVÁ, Z., BARUŠ, V., PROKEŠ, M., DRASTICHOVÁ, J., 2005: Endocrine disruption in a barbel, Barbus barbus population from the River Jihlava, Czech Republic. Journal of Applied Ichthyology, 21, 5: 420-428. ISSN 0175-8659. DOI: 10.1111/j.1439-0426.2005.00663.x Go to original source...
    11. PEŇÁZ, M., SVOBODOVÁ, Z., HEJTMÁNEK, M., TRNKOVÁ, J., 1979: Mercury contents in muscles of fishes from the Jihlava River. Folia Zoologica. 28, 171-176.
    12. SAGER, D. R., 2002: Long-term variation in mercury concentration in estmarine organismes with changes in releases into Lavaca Bay, Texas. Pollut Bull., 44, 8: 807-815. ISSN 0025-326X. DOI: 10.1016/S0025-326X(02)00064-4 Go to original source...
    13. SPURNÝ, P., MAREŠ, J., 1995: Distribuce těžkých kovů v rybách řeky Dyje. In: Toxicita a biodegradabilita odpadů a látek významných ve vodním prostředí. Milenovice, 75-79.
    14. SPURNÝ, P., MAREŠ, J., 2005: Kontaminace ekosystému řeky Bečvy na Přerovsku vybranými těžkými kovy. In: VYKUSOVÁ, B., 2005: Toxicita a biodegradabilita odpadů a látek významných ve vodním prostředí. 1: 122-126. ISBN 80-85887-55-X.
    15. SPURNÝ, P., MAREŠ, J., HEDBÁVNÝ, J., SUKOP, I., 2002: Heavy metal distribution in the ecosystems of the upper course of the Jihlava River. Czech Journal of Animal Science. 47, 4: 160-167. ISSN 1212-1819.
    16. SPURNÝ, P., MAREŠ, J., HEDBÁVNÝ, J., SUKOP, I., 2009: Residual Metal Contamination of the Ecosystem in the Lower Course of the Jihlava River. Acta Veterinaria Brno. 78, 3: 525-534. ISSN 0001-7213. DOI: 10.2754/avb200978030525 Go to original source...
    17. SUMMARY of Evaluations Performed by the Joint FAO/WHO Expert comittee on Food Additives (JECFA 1956-2005). ILSI Press Washington, 2006
    18. SVOBODOVÁ, Z., ČELECHOVSKÁ, O., ŽLÁBEK, V., 2004: Assesment of metal contamination in the upper reaches of the Tichá Orlice River. Czech Journal of Animal Sciences. 49, 10: 458-464. ISSN 1212-1819. DOI: 10.17221/4332-CJAS Go to original source...
    19. SVOBODOVÁ, Z., VYKUSOVÁ, B., MÁCHOVÁ, J., BASTL, J., HRBKOVÁ, M., SVOBODNÍK, J., 1993: Pollutants monitoring in fish of the Labe River on the Čelákovice locality (in Czech with English summary). Bull. of Research Institute of Fishery and Hydrobiology Vodňany, 47-61.
    20. VÍTEK, T., SPURNÝ, P., MAREŠ, J., ZIKOVÁ, A., 2007: Heavy metal contamination of the Loučka Riwer water ecosystem. Acta Veterinaria Brno. 76, 1: 149-154. ISSN 0001-7213. DOI: 10.2754/avb200776010149 Go to original source...
    21. WHO Technical report series no. 837: Evaluation of certain food additives and contaminants. Thirty-third report of the Joint FAO/WHO expert commitee of food additives Geneva.
    22. ŽLÁBEK, V., RANDÁK, T., SVOBODOVÁ, Z., MÁCHOVÁ, J., KOLÁŘOVÁ, J., VALENTOVÁ, O., ČELECHOVSKÁ, O., MARŠÁLEK, P., HAJŠLOVÁ, J., ROSMUS, J. DUŠEK, L., 2006: Hygienic quality of fish in the Czech Republic. 23th World Congress of Czechoslovak Society of Art and Sciences. České Budějovice, 150-151.

    This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY NC ND 4.0), which permits non-comercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.


    Return to the content