CC BY
77
Экология
6. Виноградов, А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах / А.П. Виноградов. -М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 238 с.
7. Орлов, Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении / Д.С. Орлов, Л.К. Садовнико-ва, И.Н. Лозановская. - М.: Высш. шк., 2002. - 334 с.
'---------♦------------
УДК 46.91 + 20.1 Г.В. Кашина
ХРОНИЧЕСКАЯ АНТРОПОГЕННАЯ ТОКСИКАЦИЯ ПЧЕЛ И ПРОДУКТОВ ПЧЕЛОВОДСТВА
Изучение закономерностей перехода экотоксикантов (тяжелые металлы, радионуклиды, метаболиты устойчивых органических загрязнителей и др.) в трофических цепях «почва (вода) - энтомофиль-ные растения - медоносные пчелы - пчелосырье - продукты пчеловодства» позволяет детализировать и выявить доминантные факторы антропогенного происхождения в пчеловодстве. Различные виды объектов агроэкосистемы по-разному накапливают ксенобиотики.
Ключевые слова: экотоксиканты, тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, энтомофильные растения, медоносные пчелы, продукция пчеловодства.
G.V. Kashina CHRONIC ANTHROPOGENIC TOXICATION OF BEES AND BEEKEEPING PRODUCTS
Information about the research of laws of ecotoxicological materials transformation (heavy metals, radionuclides, stable organic pollutants metabolites) in such trophic chains as “soil( water) - entomophilous plants - honey bees - bee raw material - beekeeping products” is given in the article. It allows to work out in detail and reveal the dominant factors of anthropogenic origin in the sphere of beekeeping.The article shows that various kinds of agroecosystem objects cumulate xenobiotics differently.
Key words: ecotoxicological materials, heavy metals, radionuclides, pesticides, entomophilous plants, honey bees, beekeeping products.
Введение. В течение последних 30 лет во всех областях Западной Сибири проводилось ничем не оправданное уменьшение числа пчелиных семей. Только в период 1980-2008 гг. их число по региону сократилось в среднем на 48%. Жизнеспособность и продуктивность медоносных пчел во многом определяется состоянием окружающего агроценоза и объектов пчеловодства регионов РФ.
Предпосылками устойчивого развития территориально-производственных систем макрорегиона Сибири необходимо считать повышение существующих факторов аграрного природопользования, устранения нарастающей хронической антропогенной нагрузки и их негативного влияния на обеспечение населения биологически полноценными и экологически безопасными пчелопродуктами.
Получение экологических продуктов пчеловодства в условиях интенсивного техногенного загрязнения окружающей среды обитания медоносных пчел становится все более проблематичным. На сегодняшний день практически не существует экосистем, которые прямо или косвенно не испытывали бы антропогенного влияния. В связи с этим даже на фоновых агротерриториях возможно значительное накопление поллютантов, в том числе техногенных радионуклидов, тяжелых металлов и метаболитов пестицидов.
Систематическое поступление экотоксикантов по пищевой цепи «почва (вода) - энтомофильные растения - продуктивные пчелы - пчелопродукции», обладающих эффектами синергизма, потенцирования и материальной кумулятивности, при дополнительном стрессовом воздействии (патогенные возбудители инфекций, дефицит и дисбаланс питательных веществ в подкормках и др.) создают предпосылки хронического токсикологического поражения медоносных пчел, воздействуя в первую очередь на жизнеспособность расплода, репродуктивную популяцию медоносных пчел, их реаутивность и агрегативность иммунной системы.
Материалы и методика исследований. Экологические исследования проводились на разных уровнях: трансектном, пчеловодческих хозяйств (населенных пунктах) и районном. Методика экологических исследований базировалась на векторном способе отбора проб образцов исследования. Это позволило получить информацию по изучаемым приоритетным экотоксикантам в 7-10 объектах пчеловодческого хозяйства и его окружении.
Аналитические исследования проводились на основе системного подхода к проведению ветеринарно-экологического мониторинга (скрининга) основных экотоксикантов по единой схеме: «почва - медоносные растения - пчела - расплод пчелосырье» в период с 1980 по 2007 год.
Отбор, упаковка проб энтомофильных растений, воды, пчеломатериалов и их первичная обработка для радиологического и химического анализов проведены в соответствии с «Методическими указаниями по отбору проб объектов ветеринарного надзора для проведения радиологических исследований» (М., 1996). Перед отбором проб энтомофильных культур и объектов пчелопродукции проводили дозиметрический контроль по мощности дозы гамма-излучения с помощью поискового радиометра СРП-68-01 и СРП-88-02. Измерения суммарной бета-активности по зольному остатку и радиохимический анализ по определению концентрации 9(^г ,137Сб и 40К проводили методом гамма-спектрометрии с полупроводниковым германиевым детектором. Радиохимический анализ выполнен на компьютеризированной гамма-спектрометрической установке. Для исследования содержания тяжелых металлов (ТМ) в энтомофильной растительности образцы проб в пчелохозяйствах отбирались в соответствии с требованиями ГОСТ 27262-87 «Корма растительного происхождения. Методы отбора проб» в весенне-летний период кочевки и стационарного содержания медоносных пчел на пасеках региона. Анализы токсикоэлементов и микроэлементов во всех объектах исследования выполнены на атомно-абсорбционном спектрофотометре ААS-3.
Анализ остаточных количеств пестицидов (гр. ХОС, ФОС) в пчеломатериалах, энтомофильных растениях, воде, пчелосырье выполнен с применением газожидкостной хроматографии и методом тонкослойной хроматографии.
Результаты исследований и их обсуждение. Вблизи промышленных центров Западной Сибири (городов Заринска, Барнаула, Рубцовска, Новосибирска, Искитима, Бердска) антропогенная эмиссия металлов распространяется до 27 км, а мышьяка до 70 км. Вокруг городов обнаружены высокие концентрации следующих металлов: свинца (150-2200х103 мкг/кг), цинка (300-3560х103 мкг/кг), кадмия (10-30х103 мкг/кг), меди (150-3800х103мкг/кг) (Шойхет, 1997). Техногенное происхождение металлов подтверждается понижением их содержания в почвы с удалением от промышленных центров. Избыток химических элементов (тяжелых металлов) приводил к дисбалансу в питании растений, отрицательно влиял на их развитие в жизнедеятельности.
Фактический материал обнаружения экотоксикантов в пчелохозяйствах «Притаежное» Залесовского района, «Косихинский» Косихинского района Алтайского края представлен в табл. 1-2.
Таблица 1
Уровень загрязненности почвы, растений и продуктов пчеловодства тяжелыми металлами, радиоактивными веществами и пестицидами в пчелохозяйстве «Притаежное» Залесовского района
Алтайского края
Показатель Почва Энтомо- фильные растения Воск Пчелы Расплод Мед
Факт ПДК
РЬ мг/кг 0,91±0,24 0,63±0,28 0,46±0,14 0,57±0,17 0,58±0,23 0,40±0,18 1,0
Сс1 мг/кг 0,35 ±0,01 0,037±0,017 0,031±0,01 0,026±0,007 0,035±0,005 0,034±0,07 0,05
Дб мг/кг 0,016±0,006 0,038±0,01 0,029±0,005 0,036±0,001 0,033±0,001 0,019±0,005 0,5
Сб-137 Бк/кг 94,3±62,5 81,7±52,3 73,4±52,3 80,2±48,7 80,2±52,6 135,5±59,4 100
Sr-90 Бк/кг 83,2±63,7 74,6±37,6 68,6±38,4 62,7±33,4 63,5±33,4 91,5±30,3 80
ГХЦГ мг/кг 0,0095±0,005 0,0058±0,003 0,0056±0,003 0,0063±0,002 0,0063±0,003 0,0063±0,002 0,005
ДДТ мг/кг 0,083±0,0043 0,0052±0,002 0,0053±0,002 0,0061±0,002 0,0051 ±0,002 0,0055±0,003 0,005
Результаты исследований показали, что концентрация тяжелых металлов в медоносных растениях возрастает или уменьшается по отношению к их содержанию в почве. В частности, исследованиями уста-
новлено, что концентрация свинца в почве Залесовского района оказалась в 1,4 раза выше, чем в растениях. Содержание кадмия в растениях ниже, чем в почве, к нему медоносы проявляют слабые кумулятивные свойства. Количества мышьяка в пробах почвы в два раза меньше, чем в растениях, однако плотность популяции медоносных пчел выше, чем в остальных районах региона.
Таблица 2
Уровень загрязненности почвы, растений и продуктов пчеловодства тяжелыми металлами, радиоактивными веществами и пестицидами в пчелохозяйстве «Косихинский» Косихинского района
Алтайского края
Показатель Почва Энтомо- фильные растения Воск Пчелы Расплод Мед
Факт ПДК
РЬ мг/кг 0,99±0,32 0,66±0,24 0,85±0,26 0,59±0,28 0,68±0,25 0,56±0,19 1,0
СС мг/кг 0,38 ±0,014 0,038±0,02 0,037±0,01 0,026±0,008 0,035±0,05 0,0324±0,04 0,05
Дб мг/кг 0,018±0,005 0,039±0,05 0,039±0,03 0,038±0,003 0,033±0,005 0,021 ±0,005 0,5
Сб-137 Бк/кг 98,5±68,3 82,6±2,6 91,4±61,6 88,3±63,5 91,3±62,5 116,7±60,4 100
Sr-90 Бк/кг 85,2±53,2 75,4±37,6 76,9±48,6 69,5±36,3 76,7±43,8 93,5±37,6 80
ГХЦГ мг/кг 0,0109±0,006 0,0098±0,004 0,0072±0,003 0,0093±0,004 0,0079±0,006 0,0056±0,002 0,005
ДДТ мг/кг 0,085±0,0038 0,0072±0,003 0,0079±0,003 0,0068±0,003 0,0082±0,003 0,0077±0,003 0,005
Миграция поллютантов из растений в организм пчелы происходит при сборе нектара и пыльцы. По отношению к содержанию этих веществ в растениях и их количеству в теле пчел в пробах Залесовского и Косихинского района наблюдали тенденцию к возрастанию: содержания свинца в 1,1 раза, кадмия - 1,5, мышьяка - 1,9, ДДТ - 1,1 раза.
Большую опасность для пчел представляет применение инсектицидов, на долю которых приходится до 85% случаев гибели пчелиных семей во время их использования на опылении энтомофильных культур и медосборе. Основными неблагоприятными факторами экосистемы пасек являются смешанные ветеринарные обработки химическими пестицидами и хронические эколого-антропогенные нагрузки малой интенсивности.
В период 1949-1962 гг. территория Западной Сибири десятки раз подвергалась радиоактивному загрязнению в результате испытаний ядерного оружия на Семипалатинском полигоне. Например, в районе Кулундинской зоны, центральной части, северных и восточных склонов гор Алтая и Салаирского кряжа обнаружены очаги плотности, характеризующиеся превышением уровня загрязнения цезием-137 над фоном в 1,5 раза (100 мКи/км2) и более.
По данным исследований, количество цезия-137 и стронция-90 во всех пробах почвы значительно выше, чем в растениях. Это показывает, что радионуклиды обладают низкой степенью миграции из почвы в растения.. В частности, при исследованиях выявилось, что количества этих веществ в пробах растений Залесовского района больше, чем в пробах почвы. На остальных пасеках из других районов было выявлено значительно меньше.
Высокая вариабельность изменения динамики содержания экотоксикантов от растений к пчелам связана прежде всего, с тем, что их содержание в растениях и нектаре существенно различается. Кроме того, накопление экотоксикантов в теле пчел зависит от посещаемости растений, водосбора, их возраста, физиологического состояния, интенсивности использования белкового и углеводных кормов.
Содержание экотоксикантов в теле пчел варьирует от максимума и минимума в сравнении с энтомо-фильными растениями. Однако в процессе переработки нектара в мед содержание их уменьшается, что связано с проницаемостью стенок медового зобика пчел, вместе с водой адсорбируемой гемолимфой из содержимого зобика через стенки, транспортируются тяжелые металлы и остальные экотоксиканты. Частично они аккумулируются в жировом теле и других структурах тела насекомых. Небольшое их количество удаляется экскреторными органами. Воск содержит основное количество экотоксикантов, так как в секреции участвую клетки жирового тела пчел.
В пробах меда обнаруженные экотосиканты в большинстве случаев были в пределах допустимой нормы. Но количество радионуклидов цезий-137 и стронций-90 в некоторых пробах превышало ПДК. В про-
бах района Залесовского количество Сб-137 составило 135,5 Бк/кг; Sr-90 - 91,5 Бк/кг, ГХЦГ - 0,063 мг/кг, ДДТ
- 0,0055 мг/кг; соответственно в пробах Косихинского района количество Сб-137 составило 11,67 Бк/кг; Sr-90
- 93,5 Бк/кг и ГХЦГ - 0,0056 мг/кг, ДДТ составило 0,0077 мг/кг, что значительно превышали допустимые ПДК.
Установлено, что экотоксиканты являлись причиной гибели пчел в отдельных пасеках района. Нормы ПДК антропогенного загрязнения экосистемы пасечных хозяйств рассчитаны в основном для людей и теплокровных животных, но не для медоносных пчел, поэтому показатели нормы ПДК и МДУ негативно действуют на пчел и требуют своего дальнейшего рассмотрения и изучения.
Поэтому стремление объединить в интегрированной защите растений химические методы со всеми прочими явно противоречиво по всей сути. Со временем интегрированные системы защиты растений будут заменены экологическим управлением агроценозами. Такая экологическая защита растений будет направлена прежде всего на поддержание естественной устойчивости агроэкосистемы с использованием всех допустимых методов, поддерживающих энтомофагов. Конечно, при этом пестициды должны быть исключены из арсенала защиты пчел и сельхозэнтомофильных растений.
Медоносные пчелы и продукты их жизнедеятельности, в частности, мед, можно с успехом использовать для составления карт загрязненных территорий и мониторинга не только тяжелых металлов и их соединений, но и распределения газообразных, химических (пестициды, гербициды), фторсодержащих веществ и радионуклидов (Сб137 , Sr90 ) (ОоЬгапвк 7. Б1 а1., 1986).
Для этого вначале необходимо установить ветеринарно-экологический статус хозяйства или района. Он может выполнен на основе ранжирования территории аграрного природопользования по совокупности антропогенных нагрузок с выделением доминантных факторов, уровней степени экологического риска заболеваемости и гибели пчел. Такой подход способствует установлению скрытых причинно-следственных связей между возникновением, развитием и распространением пчел и условиями загрязняющего комплекса агроэкосистемы и объектов пчеловодства.
На основе созданного банка данных пчеловодства нами составлены серии нозоветеринарно-экологических карт по проблемам ветеринарно-экологических ситуаций, использованные в последующем как первичный банк информации при создании структуры макета ветеринарно-экологического атласа края.
Изначально вся структура картографической программы макета атласа нами была разработана для осуществления объективной оценки сложившихся ветеринарно-экологических ситуаций, прогнозирования эпизоотических и географических предпосылок формирования антропогенно-экологически обусловленных болезней медоносных пчел, решению устойчивого развития Алтайского края по обеспечению населения экологически безопасной и биологически полноценной пчеловодческой продукции, в первую очередь, для диетического и детского питания.
Нозогеорафическое содержание карт и макета атласа следует рассматривать не просто как отражение статистических данных о заболеваемости и гибели пчел, а как подход к пространственному анализу и раскрытию связей отдельных болезней с природными и антропогенными факторами, что позволяет разработать и внедрить систему комплексного оздоровления экосистемы пасек с применением новых экологических препаратов против болезней пчел и вредителей на основе растительного и природного происхождения.
Выводы
Высокая информационная емкость, наглядность, доступность для восприятия и анализа позволяют широко использовать методы ветеринарно-экологического картографирования в прогнозировании и планировании лечебно-профилактических и дезинтоксикационных мероприятий по оздоровлению конкретного региона, района пчеловодческого предприятия с учетом сложившихся эпизоотической и антропогенной ситуации.
Для обеспечения ветеринарного благополучия пасек и пчеловодческих хозяйств необходимы постоянный эколого-токсикологический мониторинг медоносных ресурсов, проведение экологической паспортизации пасек, организация постоянного контроля за санитарно-гигиеническим состоянием пасек.
Предстоящее вступление России в ВТО диктует необходимость тщательного анализа возможностей и ближайших перспектив пчеловодческой индустрии РФ на мировом рынке пчелопродукции. Для этого необходимо скорректировать стратегию развития отечественной отрасли пчеловодства, переориентировать ее на более тесную привязку к мировому рынку меда. Выдержать жесткую конкуренцию на мировом рынке, а тем более закрепиться на нем, Россия может с помощью целенаправленных, долговременных усилий по развитию экологического пчеловодства, повышению качества и понижению себестоимости продукции. Это тот самый случай, когда усилия оправданны в условиях мирового экономического кризиса, поскольку мировой рынок меда остается весьма перспективным и продолжает развиваться.
Литература
1. Методические рекомендации по изучению репеллентов и инсектицидов в ветеринарии l С.Д. Павлов.
- М.: ВАСXНИЛ, 1982. - 13 с.
2. Никитин, А.И. Вредные факторы среды и репродуктивная система человека I А.И. Никитин. - СПб., 2005. - 216 с.
3. Кашин, А.С. Комплексная ветеринарно-экологическая и картографическая оценка территории аграрного природопользования l А.С. Кашин, К.В. Воробьев ll ГИС для устойчивого развития территорий: мат-лы междунар. конф. - Helsinki, 2002. - C. 3б1-3б4.
4. Черников, В.А. Агроэкология l В.А. Черников, А.И. Чекереска. - М., 2000. - С.347.
5. Manual of Standarts for Diagnostic Test and Vaccines. - 199б. - P. 599-б02.
6. O. J. Manual of Standarts for Diagnostic Test and Vaccines. - 199б. - P. 599-б02.
7. Lin T.P. A rapid differential staining techniquel for live and dead tracheal mates II Ameic. Bee jounal. - 1995.
- P.265-266.
'--------♦-------------
