Научная статья на тему 'Миграция тяжелых металлов в биологической цепи «почва - растение - животное»'

Миграция тяжелых металлов в биологической цепи «почва - растение - животное» Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

CC BY
323
71
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
биологическая цепь / тяжелые металлы / ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД / ПОЧВА / токсичные элементы / МОРСКИЕ СВИНКИ / Biology chain / Heavy metals / sewage sludge / soil / toxic elements / Guinea pigs

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Ларионов Г. А., Царева Е. П., Щипцова Н. В.

Содержание тяжелых металлов в почве и кормах (морковь Лосиноостровская 13 и свекла Бордо 237) возрастает с увеличением дозы внесения осадков сточных вод. При кормлении морских свинок растениями, выращенными на почвах с внесением осадков сточных вод, токсичные элементы в мышечной ткани, почках и печени накапливаются неравномерно.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Ларионов Г. А., Царева Е. П., Щипцова Н. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The content of heavy metals in soil and feeds (carrot Losinoostrovskaya 13 and beet Bordo 237) rises with increasing doses of sewage sediments. In Guinea pigs fed with the plants grown on soil with sewage sediment application, toxic elements in muscular tissue, kidney and liver accumulate unequally.

Текст научной работы на тему «Миграция тяжелых металлов в биологической цепи «почва - растение - животное»»

№ 6 (60), 2009 г.

Аграрный вестник Урала

49

МИГРАЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕПИ «ПОЧВА -РАСТЕНИЕ - ЖИВОТНОЕ»

Г.А. ЛАРИОНОВ,

доктор биологических наук, профессор,

Е.П. ЦАРЕВА, аспирант,

Н.В. ЩИПЦОВА,

ассистент, Чувашская ГСХА, Республика Чувашия

Ключевые слова: биологическая цепь, тяжелые металлы, осадки сточных вод, почва, токсичные элементы, морские свинки.

Экологическое состояние практически во всех регионах мира ухудшается. Во многом это вызвано антропогенными факторами и существенно отражается на безопасности сельскохозяйственной продукции. В связи с этим является актуальным изучение миграции токсичных элементов в системе почва - растение - животное.

Возрастающая потребность населения планеты в продуктах питания и ограниченность земельных ресурсов привели к интенсификации земледелия. Недостаточное внесение в почву органического вещества приводит к высокой степени минерализации гумуса -основного показателя плодородия [1]. Применение удобрений в научно-обоснованных технологических режимах не представляет опасности для природы, однако нарушение норм и технологических требований использования удобрений приводит к неблагополучным экологическим последствиям. Одной из причин поступления тяжелых металлов (ТМ) в биологическую цепь является ненормированное использование осадков сточных вод (ОСВ) в качестве удобрения [2].

Цель и методика исследований

Целью исследований является изучение влияния осадков сточных вод на миграцию тяжелых металлов в цепи почва - растение - животное.

Отбор, подготовка и анализ проб были проведены в соответствии с ГОСТ

17.4.3.01-83 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб», ГОСТ

17.4.4.02-84 «Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализов», а также в соответствии с «Методическими указаниями по агрохимическому обследованию почв сельскохозяйственных угодий» и «Методическими указаниями по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами».

Содержание кадмия, свинца, меди и цинка в исследуемых пробах определяли атомно-абсорбционным методом на спектрометре «Квант-7.ЭТА-1» в соответствии с ГОСТ 30178-96 «Сырье и про-

дукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов» и МИ 2339-95 «Пробы почв и биологических объектов. Методика подготовки путем минерализации в аналитическом автоклаве НПВФ “АНКОН-АТ-2”», ртути - на анализаторе «Юлия» по ГОСТ 26927-86 «Сырье и продукты пищевые. Методы определения ртути», МУ 517890 «Методические указания по обнаружению и определения общей ртути в пищевых продуктах методом беспламенной атомной абсорбции», мышьяка -колориметрическим методом на приборе КФК-3 по ГОСТ 26929-86 «Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения токсичных элементов» и ГОСТ 26930-86 «Сырье и продукты пищевые. Метод определения мышьяка».

Результаты исследований

Для проведения полевых опытов по внесению в почву в качестве удобрения использовали ОСВ биологического очистного сооружения г. Новочебок-сарск Республики Чувашия (РЧ), находящихся на захоронении в иловых площадках с 1997 года, влажностью 44,5% в дозах 30, 60, 120 и 240 т/га. Опытными полями служили серые лесные почвы Чебоксарского района РЧ. Отбор проб почвы на содержание тяжелых металлов проводили перед посевом. Содержание тяжелых металлов в опытных делянках сравнивали с контролем. Установили, что содержание меди, цинка и свинца с увеличением дозы внесения ОСВ в опытных почвах увеличивается в 2-3 раза, содержание кадмия - в 1,5 раза. При этом превышений ориентировочно-допустимых концентраций ТМ в почве не установили. На опытных почвах посеяли морковь Лосиноостровская 13 и столовую свеклу Бордо 237. Полученный урожай исследовали на содержание меди, цинка, кадмия, свинца, ртути и установили увеличение содержания ТМ в 1,3-2,4 раза в корнеплодах с повышением дозы внесения ОСВ. Однако превышений предельнодопустимых концентраций (ПДК) ТМ в корнеплодах моркови и столовой свеклы не выявили.

Для изучения миграции и накопле-

Биология

ния тяжелых металлов в мышечной ткани, печени и почках животных по принципу аналогов сформировали пять групп морских свинок по пять голов. Рацион кормления животных по корнеплодам в течение 90 дней на 100% содержал корма (морковь Лосиноостровская 13 и столовая свекла Бордо 237), выращенные на опытных делянках.

Первая группа животных служила контролем. Их рацион содержал корма, выращенные на опытных делянках без внесения ОСВ. Рационы второй, третьей, четвертой и пятой групп животных содержали корма, выращенные с использованием ОСВ в дозах 30, 60, 120 и 240 т/га соответственно. Для исследования мышечной ткани, печени и почек на содержание ТМ по истечении срока опыта провели убой морских свинок. При этом установили, что накопление токсичных элементов (ТЭ) в органах и мышечной ткани происходит неравномерно (табл.).

В среднем содержание кадмия в мышечной ткани составляет 0,048±0,006 при ПДК 0,05 мг/кг, в печени - 0,340±0,045 при ПДК 0,3 мг/кг, в почках - 1,130±0,043 при ПДК 1,0 мг/кг. Полученные результаты показывают, что тяжелый металл кадмий больше всего накапливается в почках и печени и превышает ДУ содержания в 1,13 раза.

Содержание свинца в органах и мышечной ткани опытных морских свинок пятой группы максимальное, так как в рацион этих животных включали корма, выращенные с максимальным внесением ОСВ в качестве удобрения, что ярко выражено по содержанию кадмия, ртути и мышьяка.

Максимальное содержание ртути (0,004±0,001 при ДУ 0,03 мг/кг) установили в мышечной ткани, печени, почках опытных животных пятой группы.

Содержание меди в мышечной ткани животных опытных групп составляет 1,932±0,211 при ДУ 5,0 мг/кг, в печени и почках - 7,988±0,208 и 7,823±0,401 мг/ кг соответственно при ДУ 20,0 мг/кг, то есть содержание в 2,5 раза ниже ДУ.

Содержание цинка в мышечной тка-

Biology chain, heavy metals, sewage sludge, soil, toxic elements, guinea pigs.

s0

Аграрный вестник Урала

№ В (ВО), 2009 г.

Биология

Таблица

Содержание токсичных элементов в мышечной ткани и органах животных, мг/кг

ни, печени и почках опытных животных составляет 33,983±4,356; 74,660±10,653; 66,771±16,130 мг/кг соответственно. Превышений ДУ в мышечной ткани и печени не установили, но в почках животных четвертой группы накопление цинка достигло 100,82±1,329 при ДУ 100 мг/кг.

Концентрация токсичного элемента мышьяка составляет 0,020±0,004; 0,172±0,016; 0,153±0,030 мг/кг соответственно в мышечной ткани, печени и почках, что в 5,0-6,5 раза ниже ДУ. Выводы. Рекомендации

1. Установили, что с увеличением дозы внесения осадков сточных вод в качестве удобрения концентрация токсичных элементов в почве возрастает. Миграция токсичных элементов в растения также зависит от количества внесенных осадков сточных вод в почву.

2. Накопление тяжелых металлов в мышечной ткани и органах животных происходит неравномерно. Максимальное их содержание выявили в печени и почках.

Рекомендуется разовое внесение осадков сточных вод в качестве удобрения для выращивания кормовых культур в строгих научно обоснованных дозах.

Литература

1. Васильев О. А. и др. Современный этап развития ноосферы: научно обоснованный возврат в биологический круговорот органического вещества и химических элементов осадков городских сточных вод. Чебоксары : Изд-во ФГОУ ВПО Чувашская ГСХА, 2005. С. 5-6.

2. Гостищев Д. П., Пилюгин В. А. Экологически безопасные технологии внесения ОСВ на орошаемых почвах при возделывании кормовых культур // Современные энерго- и ресурсосберегающие экологически устойчивые технологии и системы с.-х. производства. Рязан. гос. с.-х. акад, Рязань, 2003. Вып. 7. Ч. 1. С. 77-80.

ТЭ Мышечная ткань

ДУ 1 группа 2 группа 3 группа 4 группа 5 группа

Cd 0,05 0,035±0,002 0,040±0,002 0,039±0,001 0,050±0,002* 0,063±0,002*

Pb 0,5 0,038±0,003 0,057±0,003*** 0,064±0,003* 0,100±0,003* 0,192±0,010**

Hq 0,03 0,001 ±0,002 0,001 ±0,0002 0,002±0,002 0,003±0,003* 0,004±0,0003*

Cu 5,0 1,658±0,148 2,184±0,168 2,194±0,115 1,308±0,092* 2,042±0,070*

Zn 70,0 39,784±1,49 39,829±0,582 41,559±1,33 32,069±1,55* 22,476±0,898*

As 0,1 0,010±0,004 0,013±0,004 0,014±0,002 0,023±0,002* 0,032±0,003*

ТЭ Печень

ДУ 1 группа 2 группа 3 группа 4 группа 5 группа

Cd 0,3 0,208±0,007 0,216±0,011 0,332±0,013* 0,388±0,010* 0,422±0,015*

Pb 0,6 0,115±0,006 0,070±0,006 0,115±0,007 0,191 ±0,009 0,340±0,017

Hq 0,1 0,001 ±0,0002 0,001 ±0,0002 0,002±0,0002* 0,003±0,0002* 0,004±0,0002*

Cu 20,0 9,563±0,532 7,801 ±0,145 8,944±0,346 6,983±0,091* 8,424±0,334

Zn 100,0 52,183±1,769 53,509±2,239 60,964±0,785** 84,348±4,986** 99,819±2,456

As 1,0 0,150±0,001 0,152±0,002 0,147±0,018 0,175±0,004 0,217±0,016

ТЭ Почки

ДУ 1 группа 2 группа 3 группа 4 группа 5 группа

Cd 1,0 0,801 ±0,035 0,899±0,011* 1,014±0,020* 1,269±0,020* 1,326±0,040*

Pb 1,0 0,378±0,020 0,387±0,010 0,419±0,011 0,487±0,011* 0,585±0,010*

Hq 0,2 0,001 ±0,0002 0,001 ±0,0002 0,002±0,0002 0,002±0,0002 0,004±0,0002*

Cu 20,0 8,088±0,242 7,139±0,274* 8,945±0,136* 7,374±0,406 7,833±0,159

Zn 100,0 39,033±1,255 36,193±0,842 42,433±1,516 100,82±1,329* 87,636±1,650*

As 1,0 0,100±0,005 0,101 ±0,003 0,101 ±0,005 0,210±0,010* 0,199±0,005*

* - Р<0,05; ** - Р<0,01; *** - Р<0,001.

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СЕЛЕЗЕНКИ И ПЕЧЕНИ ЦЫПЛЯТ-БРОЙЛЕРОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ В РАННИЙ ПОСТЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ПЕРИОД РАЗНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ СЕЛЕНА И ЙОДА Е.В. ШАЦКИХ,

кандидат биологических наук, доцент,

Уральская ГСХА, г. Екатеринбург

Ключевые слова: неорганическая и органическая формы селена и йода, предстартовый период, печень, селезенка, цыплята-бройлеры.

Одними из значимых микроэлементов в кормлении сельскохозяйственной птицы являются селен и йод. Между селеном и йодом в организме существует функциональная взаимосвязь: селен участвует в метаболизме йода, входя в состав трийодтиронин деиодиназы в виде селеноцистеина. Дефицит селена может усугублять риск развития и тяжесть гипотиреоза, возникающего на фоне йодной недостаточности [1, 2, 3]. В ранний постэмбриональный период онтогенеза птицы (предстартовый период) в связи с активным развитием пищеварительной, ферментативной, иммунной и других систем организма

необходим особый оптимальный подход к кормлению цыплят, позволяющий стимулировать их развитие и обеспечить интенсивный рост в ходе всего продуктивного цикла [4, 5].

Цель и методика исследований Нами была поставлена цель - изучить морфологическое состояние селезенки и печени цыплят-бройлеров при воздействии в ранний постэмбриональный период разными препаратами селена и йода. Описание одновременно этих органов сделано с таким расчетом, что они входят в единую гепато-лиенальную систему, так как имеют общую кровеносную систему. Процессы, происходя-

щие в печени, отражаются на морфологическом состоянии селезенки и наоборот, хотя эти органы относят к разным функциональным системам: печень - к системе пищеварения, селезенку - к лимфоидной системе.

Эксперимент проводили в производственных условиях ГУПСО «Птицефабрика «Среднеуральская» на цыплятах-бройлерах кросса «Смена-7» в 2007 году, а также на кафедре анатомии и гистологии УрГСХА. По принципу аналогов было сформировано 3 группы бройлеров: одна

Inorganic and organic forms of selenium and iodine, the prestarting period, a liver, a spleen, chickens-broilers.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.