Оценка селенового статуса территории Омской области Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

ЭКОЛОГИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011

УДК 574:613:616.326:546.23:614.26

А. В. СИНДИРЕВА Н. А. ГОЛУБКИНА

Омский государственный аграрный университет

Научно-исследовательский институт питания РАМН, г. Москва

ОЦЕНКА СЕЛЕНОВОГО СТАТУСА ТЕРРИТОРИИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Установлена обеспеченность селеном жителей 32-х районов Омской области по показателю содержания элемента в сыворотке доноров крови. Интервал наблюдаемых концентраций составил 73—116 мкг/ л. Показаны значительные различия в коэффициенте концентрирования селена растениями в зависимости от типа почвы. Обсуждаются наиболее перспективные пути оптимизации селенового статуса населения. Ключевые слова: Омская область, селеновый статус, дефицит, коррекция, экологическая оценка.

Селен является одним из важнейших элементов, участвующих в процессах энергообмена, предотвращения избыточного образования активных форм кислорода и обезвреживания их. Известно, что уровень обеспеченности селеном населения тесно связан с показателями здоровья. Так, широкомасштабное исследование влияния повышенного потребления селена на частоту случаев онкологических заболеваний подтвердило защитный эффект органического селена от рака легких, предстательной железы, прямой кишки [1]. Омская область является регионом, где уровень смертности от рака населения превышен по сравнению со среднестатистическими показателями для России. Кроме того, отмечена тенденция роста количества случаев онкологических заболеваний за последние несколько лет. Поскольку рядом исследователей установлена прямая зависимость между величиной обеспеченности селеном и снижением риска возникновения и развития кардиологических и онкологических заболеваний [2], представляется необходимой оценка селенового статуса территории Омской области.

Целью настоящей работы было определение селенового статуса территории Омской области с учетом геохимических условий его содержания в системе почва — растение — животное.

Образцы сыворотки доноров крови (п = 637) получены в 32-х районных станциях переливания крови Омской области в период 01.2010— 07.2010. Образцы сыворотки отбирали в полиэтиленовые пробирки и хранили при —4 °С до начала проведения анализа. В работе также использовали образцы мяса (говядина) из 14 районов (п = 42), образцы 31 типа, подтипа почвы (п = 94), характерных для Омской области, а также отдельные виды растений: кострец, овес, пшеница, рапс (зеленая масса), клевер, мышиный горошек и вьюнок. Все указанные образцы высушивали до постоянной массы: мясо и почву — при 90 °С, растения — при комнатной температуре, и затем гомогенизировали. Отбор образцов почвы осуществляли на глубине 0 — 20 см.

Содержание селена устанавливали флуорометри-чески (АИШап, 1984). В качестве референс-стандар-тов использовали лиофилизованную мышечную ткань (сельскохозяйственный центр Финляндии), а также

лиофилизованную сыворотку крови (Национальный институт здравоохранения, Хельсинки) с регламентированным содержанием селена 394 мкг/кг и 83 мкг/л соответственно. По окончании исследования полученные данные подвергали статистической обработке.

Известно, что на аккумуляцию селена, в т.ч. в условиях Омской области, влияют климатические условия, тип водного режима, свойства самой почвы: ее гумусированность, карбонатность, гранулометрический состав, реакция среды. Существует определенная связь содержания селена с почвенной зональностью. По природным условиям Омская область разделяется на три зоны: северную (южная тайга), лесостепную и степную. Каждая их этих зон характеризуется определенным типом почв. В своей работе мы исследовали содержание селена в характерных почвах для каждой географической зоны. Наши исследования показали, что исходя из среднего валового содержания селена (мг/кг) основные типы почв Омской области можно расположить в следующий ряд: чернозем (0,342) > лугово-черноземная (0,326) > серая лесная (0,270) > подзолистая (0,233) > дерновая (0,152). В целом содержание валового селена изменяется от 0,118 до 0,506 мг/кг (табл. 1).

Для оценки уровня обеспеченности почвы селеном приняты следующие пороговые значения концентрации микроэлемента: менее 125 мкг/кг — область селенодефицита; 125—175 мкг/кг — маргинальная недостаточность; 175 — 3000 мкг/кг — область оптимума; более 3000 мкг/кг — область избытка. Исходя из этих пороговых значений, можно констатировать, что для всех типов почв Омской области содержание селена соответствует условной области оптимума. Только отдельные почвы северной зоны (Муромцевский и Тарский район) находятся в зоне маргинальной недостаточности.

На содержание селена в растениях влияет комплекс факторов, среди которых следует отметить биологические особенности культуры и эдафические факторы, влияющие на доступность элемента.

Наши исследования свидетельствуют о разной биодоступности селена в растениях, произрастающих на разных типах почвы (табл. 2).

По содержанию селена в растениях, основные типы почв можно расположить в следующий ряд:

Почва Содержание селена, мг/кг Иш

Дерновая 0,152± 0,034 0,118-0,198

Глубокодерновая 0,133± 0,015

Среднедерновая 0,188± 0,010

Дерново-глеевая 0,118± 0,033

Подзолистая 0,233± 0,049 0,163-0,292

Дерново- подзолистая 0,253± 0,019

Глубокоподзолистая 0,195± 0,015

Серая лесная 0,27± 0,077 0,175-0,348

Светло-серая 0,244± 0,017

Темно-серая 0,348± 0,024

Лугово-черноземная 0,326± 0,091 0,221-0,458

Чернозем 0,342± 0,125 0,214-0,506

Обыкновенный 0,435± 0,043

Выщелоченный 0,286± 0,018

Оподзоленный 0,214± 0,022

Солонец Лугово-черноземный 0,261± 0,118 0,176-0,396

Таблица 2

Содержание селена в растениях, произрастающих на различных типах почв Омской области

Тип почвы Содержание в растении, мг/ кг Коэффициент накопления (Бе растения/Бе почвы)

М+БЭ Нш М+БЭ Т.іш

Дерново-подзолистая 0,073+0,036 0,023-0,128 0,28+0,14 0,1-0,49

Дерновая 0,089+0,013 0,081-0,108 0,41+0,14 0,26-0,61

Светло-серая лесная 0,061+0,035 0,031-0,142 0,25+0,15 0,1-0,58

Темно-серая лесная 0,077+0,027 0,056-0,107 0,22+0,08 0,16-0,31

Лугово-черноземная 0,059+0,026 0,032-0,103 0,27+0,15 0,12-0,50

Чернозем выщелоченный 0,103+0,018 0,077-0,118 0,36+0,06 0,27-0,41

Чернозем обыкновенный 0,078+0,032 0,032-0,099 0,155+0,06 0,06-0,19

Солонец лугово-черноземный 0,079+0,047 0,029-0,167 0,32+0,25 0,07-0,77

Среднее значение 0,175-0,506 0,288+0,096 0,029-0,167 0,073+0,033 0,07-0,77 0,28+0,16 5,9- 10,3 7,74 + 1,42

чернозем выщелоченный > дерновая > солонец лугово-черноземный > чернозем обыкновенный > темно-серая лесная > дерново-подзолистая > светлосерая лесная > лугово-черноземная.

Обобщенная оценка содержания селена в различных видах растений показала, что по способности накапливать элемент растения можно расположить в следующий ряд: вьюн > мышиный горошек > рапс > клевер > кострец > овес > пшеница.

В связи с широко развитым сельским хозяйством Омской области, где около 67,50 % территории занято землями сельскохозяйственного назначения, импорт продуктов питания, по-видимому, оказывает малое влияние на селеновый статус жителей по сравнению с влиянием биогеохимических характеристик среды. Оценка отдельных звеньев пищевой цепи переноса селена в условиях Омской области выявила вариации в содержании селена как в почве, так и в растениях и мясе сельскохозяйственных животных.

Содержание селена в образцах говядины находилось в интервале концентраций 223-543 мкг/кг сухой массы. Между содержанием селена в мясе крупного рогатого скота и уровнем селена в сыворотке крови жителей установлена прямая корреляция (г=+0,66, Р<0,005) (рис. 1).

Средние показатели концентрации селена варьировали между районами от 73 до 116 мкг/л при величине медианы 92 мкг/л. Наиболее высокий уровень обеспеченности селеном установлен для жителей Азовского района, наименьший — для Муромцев-ского и Тарского (табл. 3). Индивидуальные различия составили интервал концентраций 44 — 160 мкг/л (рис. 2). Доля лиц с уровнем селена менее 80 мкг/л достигала 22,1 %, а более 115 мкг/л не превышала 10,4 %.

Географическое распределение уровней обеспеченности селеном населения исследуемого региона позволяет выделить: 1) северо-восточные районы —

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011 ЭКОЛОГИЯ

ЭКОЛОГИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011

Содержание селена в говядине, мкг/кг сухой массы

Рис. 1. Зависимость содержания селена в сыворотке крови человека от содержания селена в мясе сельскохозяйственных животных (Примечание: на графике показаны номера административных районов, соответствующие нумерации, представленной в табл. 3)

120

100

<и

£

&

га

х

о

и

80

60

40

20

50 70 90 110 130

селен сыворотки, мкг/л

150

Рис. 2. Гистограмма содержания селена в сыворотке крови жителей Омской области

0

значительный недостаток потребления селена (Му-ромцевский и Тарский районы), 2) расположенные на западе районы — маргинальной недостаточности со средними концентрациями селена в сыворотке крови жителей от 80 до 88 мкг/л и 3) территории со сравнительно высокой обеспеченностью селеном (от 89 до 116 мкг селена/л сыворотки крови), расположенные на юго-востоке.

Показательно, что ввиду разнообразия типов почв в Омской области корреляция между селеном сыворотки крови жителей и валовым содержанием микроэлемента в почве отсутствует. Среди обследованных районов Омской области только Муромцев-ский отличался одновременно низким содержанием селена и в почве, и в сыворотке крови человека (табл. 1-3).

Рассматривая показатели селенового статуса жителей Омской области обращает внимание значительная вариабильность средних величин: от 73 - 75 мкг/л сыворотки крови на северо-востоке до 116 мкг/л на юге. Такая мозаичность селенового статуса характерна в целом для России.

По показателю медианы содержания селена в сыворотке крови жителей Омская область занимает в этом ряду 3-е место вместе с Томской областью [3]. Однако на настоящее время низкие уровни обеспе-

ченности селеном (менее 75 мкг/л сыворотки крови) выявлены только в Омской области (табл. 4).

Сходство геохимических характеристик Омской и соседних Новосибирской [4] и Томской областей предполагает более обширное распространение невысокого селенового статуса населения в Западной Сибири. В частности, зонами риска могут оказаться соседние с Муромцевским и Тарским районами Омской области районы Новосибирской и Томской областей. Тем не менее окончательная оценка возможна лишь после проведения подробного эпидемиологического исследования.

Поскольку уровень обеспеченности населения селеном имеет положительную и тесную корреляцию с показателями здоровья, необходим поиск наиболее эффективных и безопасных путей оптимизации селенового статуса населения. Использование селенсодержащих удобрений, а также селенобога-щенных премиксов в корм скоту и птице, по-видимому, следует считать наиболее рациональным путем оптимизации селенового статуса жителей Омской области, как сельскохозяйственного района. Оба эти пути оказываются наиболее эффективными и безопасными, потому что, во-первых, обеспечивают поступление в организм человека хорошо усваиваемых природных форм селена и, во-вторых, исключают

№ на карте Район п М+БЭ Интервал концентраций

1 Азовский немецкий национальный р-н 18 116 + 12 90- 153

2 Одесский 17 109+27 55- 160

3 Москаленский 20 108 + 13 87- 137

4 Горьковский 16 107+20 82- 152

5 Большереченский 15 102+23 74- 133

6 Таврический 15 101+17 63- 133

7 Нововаршавский 18 100 + 18 71-158

8 Оконешниковский 15 100 + 11 83- 128

9 Черлакский 16 100+21 44- 150

Г. Омск женщины мужчины 60 30 30 99+15 121+21 95+14 76- 128 72- 169 87-142

10 Саргатский 18 94 + 14 72- 121

11 Шербакульский 21 93 + 14 70- 130

12 Тевризский 22 92 + 13 67- 139

13 Седельни ковский 17 92 + 12 64-114

14 Нижнеомский 18 91+12 64- 125

15 Русско-Полянский 20 90 + 16 61-128

16 Колосовский 15 91+16 65- 125

17 Павлоградский 14 89 + 12 66-113

18 Любинский 16 88+15 72-119

19 Омский 17 88 + 15 63-119

20 Знаменский 27 88 + 11 64- 108

21 Калачинский 14 88+11 63-111

22 Усть-Ишимский 25 88 + 11 60- 109

23 Большеуковский 21 88+10 70- 128

24 Крутинский 19 87 + 13 58-124

25 Полтавский 17 87 + 13 60-114

26 Кормиловский 17 86 + 12 61-114

27 Называевский 22 86 + 12 53- 103

28 Исилькульский 20 86 + 11 71-111

29 Тюкалинский 17 84 + 11 64-113

30 Марьяновский 19 80 + 16 58-112

31 Тарский 16 75+11 51 - 102

32 Муромцевский 16 73 + 10 56-94

Среднее 637 92 ±8 0 6 1 4 4

Таблица 4

Показатели селенового статуса отдельных населенных пунктов соседних с Омской областью регионов ( по данным Н. А. Голубкиной, Т. Т. Папазяна)

Регион Город N Бе сыворотки крови М+БЭ Интервал концентраций

Новосибирская обл. Новосибирск 20 116 + 11 85- 144

Красноярский край Норильск 40 102 + 10 92-107

Томская обл. Томск 25 92 + 13 73-116

Тюменская обл. Сургут 30 84 + 14 60-125

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011 ЭКОЛОГИЯ

ЭКОЛОГИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011

возможность токсикозов у населения при передозировках, поскольку растения и животные в этом случае выполняют роль своего рода буфера. При этом необходимо нормирование содержания селена в системе почва — растение — животное с учетом конкретных биогеохимических условий региона.

Библиографический список

1. Clark L.C., Combs JGF, Turnbull B.W. et al The Nutritional Prevention of Cancer with selenium 1983 — 1993; a Randomized Clinical Trial // J. Am. Med. Ass., 1995. - Vol. 276. -P. 1957-1963.

2. Levy J. B., Jones H.W, Gordon A.C. Selenium deficiency, reversible cardiomyopathy and short-term intravenous feeding // Postgraduate Medical J., 1994. — Vol. 70. — P. 235-236

3. Голубкина, Н. А. Селен в питании: растения, животные, человек / Н. А. Голубкина. - М. : Изд-во Печатный город, 2006. - 254 с.

4. Полосина, А. В. Селен в почвообразующих породах и почвах Новосибирской области / А. В. Полосина // Сибирской экологический журнал. — 2009. — Т. 2. — С. 293 — 297.

СИНДИРЕВА Анна Владимировна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры экологии и биологии Омского государственного аграрного университета.

ГОЛУБКИНА Надежда Александровна, доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории пищевой токсикологии НИИ питания РАМН, г. Москва.

Адрес для переписки: е-таіі: sindireva72@mail.ru

Статья поступила в редакцию 07.04.2011 г.

© А. В. Синдирева, Н. А. Голубкина

УДК 504.406.(1/9) С. Б. ЧАЧИНА

Омский государственный технический университет

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫСШИХ ВОДНЫХ РАСТЕНИЙ: ЭЙХОРНИИ, РЯСКИ МАЛОЙ И ВАЛЛИСНЕРИИ СПИРАЛЕВИДНОЙ ДЛЯ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОАО « ГАЗПРОМНЕФТЬ-ОНПЗ»______________________

Изучена аккумуляционная способность высших водных растений — эйхорнии, ряски малой, валлиснерии спиралевидной. Впервые проведена сравнительная характеристика высших водных растений по способности извлекать из сточных вод и аккумулировать фосфаты, фенол, соединения азота, СПАВ, хлориды, сульфаты и нефтепродукты. Данные исследований могут применяться для создания биологических прудов и использования для доочистки городских и промышленных сточных вод высших водных растений.

Ключевые слова: сточные воды, доочистка сточных вод, высшие водные растения.

В сточных водах, образующихся на современных предприятиях, преобладают примеси, которые не относятся к категории сильно токсичных: хлориды, сульфаты, нитраты и фосфаты натрия, калия, кальция, аммония, магния, железа, меди, органические продукты, взвешенные вещества, нефтепродукты, СПАВ, масла и т.д. Сточные воды нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств, кроме растворенных органических и неорганических веществ, могут содержать коллоидные примеси, а также взвешенные вещества, плотность которых может быть больше или меньше плотности воды.

Основными загрязнителями сточных вод ОНПЗ являются нефтепродукты и фенолы. ПДК нефтепродуктов в водоемах питьевого и рыбохозяйственного назначения составляет 0,1 мг/м3, фенола — 0,25 мг/м3.

Поэтому актуальным является вопрос очистки сточных вод от этих загрязнений. Норматив содержания нефтепродукта в промстоках 1,2 систем на выходе с установок, без предварительных очисток составляет 2500 мг/м3. На заводе применяются методы очистки: механическая, флотация и биологическая, но они не дают высокой степени очистки.

Одним из способов доочистки сточных вод от биогенных веществ является использование высшей водной растительности (ВВР) — макрофитов (тростник, камыш, уруть, ряска). Способность ВВР к накоплению, утилизации, трансформации многих загрязняющих веществ делает их незаменимыми в общем процессе самоочищения водоёмов [1].

Все это определило основную цель исследования: изучить способность высших водных растений аккумулировать фосфаты, фенол, соединения азота,