Тяжелые металлы — химические элементы, имеющие, как правило, высокую атомную массу и обладающие свободными энергетическими d-подуровнями, благодаря чему могут выступать в качестве акцепторов пар электронов при образовании донорно-акцепторных связей. В качестве доноров электронов могут выступать важные биологически активные соединения, содержащие атомы N, S и O с парами электронов: белки, аминокислоты, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты. Поэтому ионы тяжелых металлов относятся к приоритетным загрязнителям окружающей среды [12]. Содержание тяжелых металлов в тканях рыб — важный показатель экологического состояния населяемого ими водоема. Этот показатель подлежит регулярному мониторингу во многих странах мира, например в Европейском союзе [4]. Во многих научных публикациях, в том числе за последние годы, проводятся не просто измерения, а попытки выявить достоверность различий по содержанию металлов между тканями рыб одного вида [9] либо общий уровень загрязненности металлами отдельных тканей и всей рыбы [11].
Распределение металлов между тканями рыб важно с точки зрения понимания физиологических процессов обмена металлами между тканями и защиты от вредного воздействия ионов металлов. Можно проследить, что проникновение металлов в организм рыбы осуществляется в основном через жабры, затем значительная часть их переносится в физиологически активные ткани — печень, почки [3]. Однако более точных представлений о том, какая часть массы того или иного металла задерживается в жабрах, какая попадает в эти и другие ткани, на сегодняшний день нет.
Отсутствие таких представлений обусловлено, в частности, отсутствием адекватных математических приемов и показателей для определения ранга загрязненности тяжелыми металлами какой-либо ткани. Дело в том, что содержание ряда металлов (например, Zn и Hg) имеет разный порядок, поэтому вычислять среднее арифметическое между ними некорректно. Также некорректно и использовать среднее геометрическое, то есть корень степени n из произведения n значений содержания, однако оно применяется в качестве так называемого «индекса загрязненности металлами» той или иной ткани (metal pollution index, MPI) в ряде исследований [8; 11]. Этот индекс изначально был предназначен для целых организмов (AMA, 1992) и использовался для оценки общего уровня загрязненности металлами двустворчатого моллюска [10], но для более тонкого анализа распределения металлов по тканям данный показатель не будет адекватным.