Научная статья на тему 'ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ОРГАНИЗМ ОБЫКНОВЕННОГО ПАВЛИНА PAVO CRISTATUS'

ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ОРГАНИЗМ ОБЫКНОВЕННОГО ПАВЛИНА PAVO CRISTATUS Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
55
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БИОСРЕДЫ / МИКРОЭЛЕМЕНТЫ / ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ / МЫШЬЯК / МИГРАЦИЯ / ДЕПОНИРУЮЩИЕ СРЕДЫ / ПРОДУКТЫ / ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Каледин Анатолий Петрович, Степанова Марина Вячеславовна, Остапенко Владимир Алексеевич

Урбанизация и антропогенное воздействие на окружающую среду приводит к загрязнению экосистем, в том числе городских, химическими элементами. В биомониторинговых исследованиях окружающей среды птицы являются наиболее подходящим индикатором загрязнения поллютантами. Цель исследования заключалась в изучении путей поступления микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus. Исследование проводилось с 2018 по 2022 гг. на микропопуляциях физиологически здоровых особей обыкновенного павлина, содержащихся в трех зоопарках (г. Москва, г. Иваново, г. Ярославль). Объектами исследования являлись перья павлина (n = 33), компоненты рациона питания (n = 303), питьевая вода (n = 94), почва (n = 123) и снег (n = 204). Исследования по определению микроэлементов проводили на атомно- абсорбционном спектрометре КВАНТ-2АТ. Вариабельность концентрации микроэлементов в исследуемой выборке особей составила, %: Zn - 73,9, Cu - 94,3, Fe - 111,6, Pb - 150,0, Cd - 136,88 и As - 203,87. Средние уровни накопления элементов в биосредах убывают в ряду Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As. Анализ рационов питания павлинов, организованных на базе зоологических учреждений Москвы, Иваново и Ярославля, показал, что Zn поступает 11,35, 6,60 и 2,50 мг; Cu - 2,29, 0,75 и 0,41 мг; Fe - 55,83, 30,54 и 6,78 мг; Pb - 0,14, 0,18 и 0,01 мг; Cd - 0,02, 0,01 и 0,005 мг; As - 0,04, 0,02 и 0,002 мг соответственно. Если особь полностью съедает весь выданный корм, то ориентировочное общее суточное поступление Zn от дневной нормы потребления элемента составляет 16,7-75,7 %, Cu - от 13,7 до 76,3 %, Fe - от 48,4 до 398,79 %. Pb, Cd и As поступают с рационами в пределах суточной нормы. Основной путь поступления Zn, Cu, Fe в Ярославле и Cd - пероральный, Fe в Москве и Иваново, As и Pb в Москве - ингаляторный. В ходе анализа многомаршрутной и многосредовой экспозиции микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, при поступлении в организм птиц было установлено, что уровень концентрации эссенциальных микроэлементов в биосредах определяется их поступлением с пищей. Накопление организмом птиц Fe (в Москве и Иваново) и As (на всех территориях исследования) связано с их поступлением из почвенного покрова, т. к. в депонирующей среде обнаружен высокий уровень содержания данных эссенциальных микроэлементов. Наибольшее воздействие на организм птиц оказывает валовое содержание Pb в почве Москвы и питьевой воде Ярославля и Иваново. Снежный покров оказывал наименьшее воздействие на элементный статус биосред павлинов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Каледин Анатолий Петрович, Степанова Марина Вячеславовна, Остапенко Владимир Алексеевич

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

TRACE ELEMENTS IN INDIAN PEAFOWL (PAVO CRISTATUS): EXPOSURE ROUTES

Urbanization leads to chemical pollution. Contaminants accumulate in feed and enter animal body through digestive tract. Numerous studies have established that the level of mineral content in the environment reflects the technogenic load on the territory and is transmitted in the system through products of plant and animal origin, which can be used to prevent and correct elementoses. This research featured feathers of Indian peafowls Pavo cristatus (n = 33), diet components (n = 303), their drinking water (n = 94), soil (n = 123), and snow (n = 204). The micro-elemental profile was defined using an atomic absorption spectrometer. The samples were obtained from zoological institutions of Mosco w, Ivanovo, and Yaroslavl. As for the feathers, the average Zn accumulation level was 122.74 ± 9.64 mg/kg, Cu - 5.36 ± 0.05 mg/kg, Fe - 508.06 ± 56.84 mg/kg, Pb - 6.75 ± 1.13 mg/kg, Cd - 1.65 ± 0.26 mg/kg, and As - 0.61 ± 0.23 mg/kg. The variability of the concentration of microelements in the sample was as follows, %: Zn - 73.9, Cu - 94.3, Fe - 111.6, Pb - 150.0, Cd - 136.88, and As - 203.87. The average levels of accumulation of elements in the biological media decreased in the following order: Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As. The share of Zn in the total of all determined elements was 0.7-48.0%, Cu - 0.04-2.8%, Fe - 46.2-92.8%, Pb - 0-2.5%, Cd - 0-2.5%, and As - 0-4.6%. The diet analyses showed the following results for Moscow, Ivanovo, and Yaroslavl, respectively: Zn - 11.35, 6.60, and 2.50 mg; Cu - 2.29, 0.75, and 0.41 mg; Fe - 55.83, 30.54, and 6.78 mg; Pb - 0.14, 0.18, and 0.01 mg; Cd - 0.02, 0.01, and 0.005 mg; As - 0.04, 0.02, and 0.002 mg. If the birds consumed all the food they received, the approximate total daily intake of the selected essential microelements Zn was 16.7-75.7% of the recommended daily intake, Cu - 13.7-76.3%, and Fe - 48.4-398.79%. Pb, Cd and As stayed within the daily norm. The oral route of intake was registered for Zn, Cu, and Fe in Yaroslavl and for Cd in all samples. Inhalation was registered as the main route of intake for Fe in Moscow and Ivanovo, as well as for As and Pb in Moscow. The highest intake of Pb was registered in Ivanovo and Yaroslavl. The analysis revealed the multi-route and multi-environment exposure of urban birds to microelements, including heavy metals. The level of concentration of essential microelements in the biological media depended on the diet. Fe in Moscow and Ivanovo and As in all the samples came from the soil cover, which had a high content of these elements. The gross content of Pb in the soil samples from Moscow and the drinking water from Yaroslavl and Ivanovo demonstrated the greatest impact on the avian organism. The snow samples had the least effect on the el emental status of the bioenvironments.

Текст научной работы на тему «ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ОРГАНИЗМ ОБЫКНОВЕННОГО ПАВЛИНА PAVO CRISTATUS»

2023 Т. 53 № 1 / Техника и технология пищевых производств / Food Processing: Techniques and Technology

ISSN2074-9414 (Print) ISSN 2313-1748 (Online)

https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2412 https://elibrary.ru/APJYYJ

Оригинальная статья https://fptt.ru

Пути поступления микроэлементов в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus

А. П. Каледин1 , М. В. Степанова2'* , В. А. Остапенко3

1 Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева(хх*, Москва, Россия

2 Российский биотехнологический университетR0R, Москва, Россия

3 Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии -МВА имени К. И. СкрябинаВОН, Москва, Россия

Поступила в редакцию: 10.09.2022 Принята после рецензирования: 10.10.2022 Принята к публикации: 08.11.2022

М. В. Степанова: stepanova-marina@bk.ru, https://orcid.org/0000-0002-0041-1091 А. П. Каледин: https://orcid.org/0000-0002-1769-5043

© А. П. Каледин, М. В. Степанова, В. А. Остапенко, 2023

Аннотация.

Урбанизация и антропогенное воздействие на окружающую среду приводит к загрязнению экосистем, в том числе городских, химическими элементами. В биомониторинговых исследованиях окружающей среды птицы являются наиболее подходящим индикатором загрязнения поллютантами. Цель исследования заключалась в изучении путей поступления микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus. Исследование проводилось с 2018 по 2022 гг. на микропопуляциях физиологически здоровых особей обыкновенного павлина, содержащихся в трех зоопарках (г. Москва, г. Иваново, г. Ярославль). Объектами исследования являлись перья павлина (n = 33), компоненты рациона питания (n = 303), питьевая вода (n = 94), почва (n = 123) и снег (n = 204). Исследования по определению микроэлементов проводили на атомно-абсорбционном спектрометре КВАНТ-2АТ. Вариабельность концентрации микроэлементов в исследуемой выборке особей составила, %: Zn - 73,9, Cu - 94,3, Fe - 111,6, Pb - 150,0, Cd - 136,88 и As - 203,87. Средние уровни накопления элементов в биосредах убывают в ряду Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As. Анализ рационов питания павлинов, организованных на базе зоологических учреждений Москвы, Иваново и Ярославля, показал, что Zn поступает 11,35, 6,60 и 2,50 мг; Cu - 2,29, 0,75 и 0,41 мг; Fe - 55,83, 30,54 и 6,78 мг; Pb - 0,14, 0,18 и 0,01 мг; Cd - 0,02, 0,01 и 0,005 мг; As - 0,04, 0,02 и 0,002 мг соответственно. Если особь полностью съедает весь выданный корм, то ориентировочное общее суточное поступление Zn от дневной нормы потребления элемента составляет 16,7-75,7 %, Cu - от 13,7 до 76,3 %, Fe - от 48,4 до 398,79 %. Pb, Cd и As поступают с рационами в пределах суточной нормы. Основной путь поступления Zn, Cu, Fe в Ярославле и Cd - пероральный, Fe в Москве и Иваново, As и Pb в Москве - ингаляторный.

В ходе анализа многомаршрутной и многосредовой экспозиции микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, при поступлении в организм птиц было установлено, что уровень концентрации эссенциальных микроэлементов в биосредах определяется их поступлением с пищей. Накопление организмом птиц Fe (в Москве и Иваново) и As (на всех территориях исследования) связано с их поступлением из почвенного покрова, т. к. в депонирующей среде обнаружен высокий уровень содержания данных эссенциальных микроэлементов. Наибольшее воздействие на организм птиц оказывает валовое содержание Pb в почве Москвы и питьевой воде Ярославля и Иваново. Снежный покров оказывал наименьшее воздействие на элементный статус биосред павлинов.

Ключевые слова. Биосреды, микроэлементы, тяжелые металлы, мышьяк, миграция, депонирующие среды, продукты, загрязнение

Финансирование. Работа выполнена на базе кафедры биоэкологии и биологической безопасности Российского биотехнологического университета (РОСБИОТЕХ)иж.

Для цитирования: Каледин А. П., Степанова М. В., Остапенко В. А. Пути поступления микроэлементов в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus // Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 1. С. 25-37. https:// doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2412

https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2412 Original article

https://elibrary.ru/APJYYJ Available online at https://fptt.ru/en

Trace Elements in Indian Peafowl (Pavo cristatus):

Exposure Routes

®

Anatoly P. Kaledin1 , Marina V. Stepanova2'* , Vladimir A. Ostapenko3

1 Russian State Agrarian University - Timiryazev Moscow Agricultural Academy"OR, Moscow, Russia 2 Russian Biotechnological University**®*, Moscow, Russia 3 Moscow state Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology - MVA by K.I. SkryabinKxi, Moscow, Russia

Received: 10.09.2022 *Marina V. Stepanova: stepanova-marina@bk.ru,

Revised: 10.10.2022 https://orcid.org/0000-0002-0041-1091

Accepted: 08.11.2022 Anatoly P. Kaledin: https://orcid.org/0000-0002-1769-5043

© A.P. Kaledin, M.V. Stepanova, V.A. Ostapenko, 2023

Abstract.

Urbanization leads to chemical pollution. Contaminants accumulate in feed and enter animal body through digestive tract. Numerous studies have established that the level of mineral content in the environment reflects the technogenic load on the territory and is transmitted in the system through products of plant and animal origin, which can be used to prevent and correct elementoses.

This research featured feathers of Indian peafowls Pavo cristatus (n = 33), diet components (n = 303), their drinking water (n = 94), soil (n = 123), and snow (n = 204). The micro-elemental profile was defined using an atomic absorption spectrometer. The samples were obtained from zoological institutions of Moscow, Ivanovo, and Yaroslavl.

As for the feathers, the average Zn accumulation level was 122.74 ± 9.64 mg/kg, Cu - 5.36 ± 0.05 mg/kg, Fe -508.06 ± 56.84 mg/kg, Pb - 6.75 ± 1.13 mg/kg, Cd - 1.65 ± 0.26 mg/kg, and As - 0.61 ± 0.23 mg/kg. The variability of the concentration of microelements in the sample was as follows, %: Zn - 73.9, Cu - 94.3, Fe - 111.6, Pb - 150.0, Cd - 136.88, and As - 203.87. The average levels of accumulation of elements in the biological media decreased in the following order: Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As. The share of Zn in the total of all determined elements was 0.7-48.0%, Cu - 0.04-2.8%, Fe - 46.2-92.8%, Pb - 0-2.5%, Cd - 0-2.5%, and As - 0-4.6%. The diet analyses showed the following results for Moscow, Ivanovo, and Yaroslavl, respectively: Zn - 11.35, 6.60, and 2.50 mg; Cu - 2.29, 0.75, and 0.41 mg; Fe - 55.83, 30.54, and 6.78 mg; Pb - 0.14, 0.18, and 0.01 mg; Cd - 0.02, 0.01, and 0.005 mg; As - 0.04, 0.02, and 0.002 mg. If the birds consumed all the food they received, the approximate total daily intake of the selected essential microelements Zn was 16.7-75.7% of the recommended daily intake, Cu - 13.7-76.3%, and Fe - 48.4-398.79%. Pb, Cd and As stayed within the daily norm. The oral route of intake was registered for Zn, Cu, and Fe in Yaroslavl and for Cd in all samples. Inhalation was registered as the main route of intake for Fe in Moscow and Ivanovo, as well as for As and Pb in Moscow. The highest intake of Pb was registered in Ivanovo and Yaroslavl.

The analysis revealed the multi-route and multi-environment exposure of urban birds to microelements, including heavy metals. The level of concentration of essential microelements in the biological media depended on the diet. Fe in Moscow and Ivanovo and As in all the samples came from the soil cover, which had a high content of these elements. The gross content of Pb in the soil samples from Moscow and the drinking water from Yaroslavl and Ivanovo demonstrated the greatest impact on the avian organism. The snow samples had the least effect on the elemental status of the bioenvironments.

Keywords. Biological media, trace elements, heavy metals, arsenic, migration, deposit media, products, pollution

Funding. The research was performed on the premises of the Department of Bioecology and Biological Safety of the Russian Biotechnological University (BIOTECH University )R0R.

For citation: Kaledin AP, Stepanova MV, Ostapenko VA. Trace Elements in Indian Peafowl (Pavo cristatus): Exposure Routes. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):25-37. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2412

Введение

В результате антропогенного воздействия в окружающую среду постоянно попадают пол-лютанты, поэтому глобальное загрязнение экосистем вызывает обеспокоенность мирового сообщества [1-8]. Исследования элементного состава проводятся в депонирующих средах, объектах окружающей среды и продуктах питания [9-13]. Из-за постоянного увеличения урбанизации и связанных с ней промышленных процессов загрязнение химическими элементами может стать основной экологической проблемой в городской среде [4, 9, 14-16].

В последние десятилетия птицы и млекопитающие стали успешно применяться в качестве биоиндикаторов загрязнения окружающей среды пол-лютантами из-за их широкого распространения и часто высокого трофического уровня [9, 15]. Поэтому определение концентраций микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, в различных тканях и продукции разных видов птиц (например, в крови, перьях, печени, почках, мышцах, яйцах, фекалиях и т. д.) широко применяется в биомониторинговых исследованиях [17-20].

Кумуляция контаминантов в кормах оказывает влияние на уровень содержания веществ в организме животных, т. к. основная доля элементов поступает в организм алиментарным путем [21, 22]. Многочисленными исследованиями установлено, что уровень содержания минеральных веществ в окружающей среде отражает техногенную нагрузку на территорию и передается в системе через продукцию растительного и животного происхождения, которую можно применять для профилактики и коррекции элементозов [23, 24]. Однако недостаточно уделять внимание только полиэлементному составу компонентов рациона питания. Необходимо проводить исследования комплексного характера загрязнений с учетом взаимного влияния тяжелых металлов, определения их миграции и негативного влияния повышенных концентраций в природе. Помимо уровня содержания токсичных элементов, необходимо контролировать содержание эссенциальных элементов, т. к. они играют роль в обеспечении жизнедеятельности организмов [24-27].

Цель данного исследования - изучение путей поступления микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus.

Объекты и методы исследования

Исследование проведено в 2018-2022 гг. на представителях семейства фазановые (Phasianidae), содержащихся в Московском зоологическом парке, располагающемся около Садового кольца между улицами Красная Пресня, Большая Грузинская и

Зоологическая, в Ивановском зоопарке, находящемся на улице Рабфаковская Фрунзенского района г. Иваново - областного центра с удовлетворительной экологической ситуацией и развитой текстильной промышленностью, но плохим экологическим состоянием естественных водных объектов, и в Ярославском зоопарке, расположенном в Заволжском районе г. Ярославля - крупного промышленного и транспортного центра, который характеризуется высокой антропогенной нагрузкой на атмосферный воздух, поверхностные водные объекты и почвенный покров, с развитым нефтеперерабатывающим, химическим, машиностроительным и теплоэнергетическим комплексом (в районе располагается мусоросжигающий завод).

Исследования выполнены на атомно-абсорб-ционном спектрометре КВАНТ-2АТ на микропопуляциях физиологически здоровых животных вида обыкновенный павлин Pavo cristatus. Все животные находились в половозрелом возрасте. Отбор образцов перьев всех типов осуществлялся со всего тела массой пробы не менее 10 г. Пробы очищались и обезжиривались ацетоном и бидистиллированной водой в течение двух суток. Производилось мокрое кислотное озоление на электроплитке, а затем в муфельной печи с постепенным повышением температуры от 250 до 450 °С с получасовой выдержкой. Всего было отобрано 33 пробы и выполнено 198 измерений химических элементов. В пробах проводилась оценка уровня содержания микроэлементов и тяжелых металлов - цинка, меди, железа, кадмия, свинца и мышьяка.

Кроме этого, проводилось исследование уровня содержания исследуемых микроэлементов в объектах окружающей среды и рационах питания. Отбор питьевой воды осуществляли в районах постоянного содержания животных в соответствии с требованиями ГОСТ Р 56237-2014 (ИСО 5667-5:2006). Качество питьевой воды оценивалось в соответствии с требованиям ГОСТ Р 51232-98 и СанПиН 2.1.4.1074-01. Для исследования воды на предмет содержания в ней микроэлементов необходимо наличие 1 л пробы воды после 15 мин спуска при полном открытии крана. Срок хранения проб 72 ч. Проанализировано 94 пробы.

Отбор и хранение проб компонентов рациона питания животных проводили в соответствии с МосМР 2.3.2.006-03. Проанализировано 303 пробы.

Снег отбирался в период максимального снего-стояния конвертным способом на площадке 1Х1 м в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05-85 (208 пробы, 1044 измерений). Снег топили при комнатной температуре. Подготовленные пробы к испытанию воды, снега (объемом 100 см3) и почвы переносили в выпарительную чашку, добавив 1-2 см3 концентрированной азотной кислоты. Содержимое

чашки упаривали до влажных солей. Если остаток был темным, то кислотную обработку повторяли до его осветления.

Отбор объединенных проб почв массой не менее 1 кг осуществляли на территории зоологических учреждений два раза в год - весной и осенью. Отбор проб из пяти точек осуществлялся на однородном почвенном покрове с территорий основных экспозиций в количестве не менее одной с поверхностного горизонта на глубине 0-5 см площадки 10^10 м. Транспортировка и хранение проб почв осуществлялись в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-2017, ГОСТ 17.4.4.02-2017 и ГОСТ 58595-2019. Всего за время исследования было изучено 123 пробы.

В ходе выполнения работы были произведены расчеты среднесуточных доз поступления микроэлементов из почвы зоологических учреждений в организм животных, которые учитывают внешнее воздействие химических элементов при перо-ральном (заглатывание частиц почвы) и ингаляционном поступлении при эмиссии пылевых частиц из почвенного покрова в атмосферный воздух, а также при попадании тяжелых металлов и Лб в организм при накожной экспозиции почвы; среднесуточных доз перорального, ингаляторного и накожного поступления микроэлементов из питьевой воды и с продуктами питания в организм птиц и млекопитающих по адаптированным для животных формулам расчета доз при оценке риска многосредового воздействия химических веществ.

Механизм воздействия отражает путь поступления химических элементов от источника загрязнения окружающей среды до организма птицы. Элементами маршрута воздействия являются источники поступления загрязнения в объекты окружающей среды, воспринимающая (первично загрязненная) среда, транспортирующие и трансформирующие среды, точка воздействия на организм (рецептор-ную точку), воздействующие среды и пути поступления веществ в организм птиц (пероральное и ингаляторное поступление, кожная абсорбция). Все

вышеперечисленные элементы составляют полный маршрут воздействия химических элементов. Маршрут исследования по многосредовому сценарию воздействия приведен в таблице 1.

Расчет поступления исследуемых веществ проводился по следующим формулам:

1. Питьевая вода: пероральное поступление

1 = Со х¥хЕЕхЕЛ БФ х АТ х 365

где I - пероральное поступление вещества с питьевой водой, мг/кгхдень; С - концентрация вещества в питьевой воде, мг/л; V - величина водопотребления, л/сут. (0,5 л/сут.); ЕЕ - частота воздействия, день/год (350 дней/год); ЕЛ - продолжительность воздействия, лет (20 лет); БФ - масса тела, кг (4 кг); АТ - период осреднения экспозиции, лет (5 лет).

2. Питьевая вода: ингаляци онное воздействие

I =

CDI х EDxEF AT х 365

(2)

где I - ингаляционное поступление вещества с питьевой водой, мг/кг*день; CDI - средняя концентрация в вох^хе, мг/л (рассчитывается по формуле (3)); ЕЛ - проАОлжиоольность воздействия, лет (3-20 лет); ЕЕ - частота воздействия, день/год (365 дней /год); СЛ; пе/лох осреднения экспозиции, лет (канцерогены - 25 либ).

CDI = (Xb + Xh ) xCw xTheta

(3)

где Хь - вспомогательная величина, отражающая вклад водных процеду; е общую снг/шяционную нагрузку (рассчитывается по фо1)М0ле (И)); Хь - вспомогательная величина, отражающая вклад питьевой воды (кроме водных процедур) в общую ингаляционную нагрузку (рассАотыиб5тся по формуле (5)); Theta - эффективн=сть массопх рено са вещества из воды в воздух (рассчитывается по формуле (6)).

х = 0,7 х /5а х Fx р b A5b х 60

(I)

Таблица 1. Сценарий многосредового воздействия химических элементов на организм Pavo cristatus, содержащихся

в зоологических учреждениях

Table 1. Scenario of multi-environment impact of chemical elements on the organism of Pavo cristatus kept in urban zoological

institutions

Объект воздействия Путь поступления

Ингаляторно Перорально Накожно

Питьевая вода + + +

Продукты питания - + -

Почва + + +

Снег + + +

+ - данный путь поступления химических элементов из среды включен в расчет доз и рисков исследования. + - this exposure route was included in the calculation of doses and risks.

где НЯa - скорость вентиляции при активной деятельности, мв/кгхчас (0,02 мв/кгхчас); П- -время на ежедневные водные процедуры, мин/день (30 мин/день); Дъ - водопотребление для водных процедур, лЫмин (8 о/мин); -Къ - скорость вентиляции в помещении, м3/мон(0,5 мЗ/мин).

0,54 нет. HlRpH (T - ()

XX0о-

VRu

TtxPRr не.

VRu

(5)

где Дт - общее водое отребление, л/час (30 л/час); Н/а - скорость вента ля/ии при активной деятельности, мв/кгд час (0,02 мв/ко хчас); Пе - общее время пребывания в помещении, час/день (16 час/день); Пг - продолжительноаиь сна, птдыха, час/день (8 час/день); УУе - скорость вентиляции в помещении, мЗ/мин (360 де/иин); П4 - температура в помещении, °С (25 °С); Н/г - скорость вентиляции в покое, мЗ/кгхчас (0,008 мЗ/кг*час).

3000000 „ 7 1/3 T0eta о + R н Сз

2,5/ H a

/С 2/3

(6)

где Ди - коэффициент диффузии в вод^ смд/с (0,1 см2/с); Я - униведсальнаягаоовая постоянная (8,31); П - температура в помещении, °С (2Ы °СД; Н - константа закона Генри, Памв/моль (справочное значение); Да - коэфДициент длОфузыи и воздух, см2/с (0,1 см2/с).

3. Питьеваявода:накожноевоздействие

DAD =

DA№ x/V х CD х CFx SA BWxAT x 365x1000

(71

где ДА Б - поглоще ннм до за, м гИк-хдень; БАЕ -абсорбированная доза за одно событие на экспо-нируеддю пыощадь кожн (дэасопите1тае^тс^я гио формуле (8)); ЕУ - частота контак/а, кдооакт/дднь (1 контакт/день) ; ЕБ - пдодо ожио еаьность воздействия, лет (2) жт)\ЕФ - часа/та воздеаствия, день/год (350 дней/год); 30 - площадд нялсг-ка кожи, см2 ) 2(80 /м Л ); -АП - мае с а те оп, ка (Н кг); АТ - перице />оредае ния эо/позиции, лет (канц ыр о иены - 25 ог/).

DA/о KhChL

(8)

где Кр 2. к0эффициеет кожной проыиоаомости (рассчитывается та фо рмуле (9)); Cw - ко нцентрация вещества в воде, мг/л; t2 - продолжительность оиногн события, чос/снбытне (1,0 час/событие).

log Кн о-2,8 + 0,67 н KoW -0,0056AW—

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(9)

где Kow - коэффици0нт расщ>нд^^ле(^ия, иктанол/вода (справочное знаоение); MW - молекулярная масса, г/моль (справо ч но е значен 25) .

4. Снег: пер^]^аиньт^соо песоупеечин (зое^латывание)

Т о-

С,,,н TRhCF h CCD н CT AT xBW x36P

(10)

где Н - пероральнок поступление вещества, мг/кгхдень; Д - коддедти»доия оещдствц 15 снеге, мг/л; Н/ - скоро ста посту плнния, л/час (0,05 л/час); ЕФ - частота выздайсьвия, даоь/год (4 о дней/год); ЕД - продолжатадьность пфод/йсавия, лет (20 лет); ЕТ - время воздейсопия, ча//дени (1 час/день); Ка - масса тддн, кг (Н кы); о2Н о период НПр д Пне ния экспозиции, ней (канцеро-я-ы - /У Пед). Н. Снег: ингаляцииПнок -озаетатние

Т о

CAh TRh CF h CTh CRD

CiT

(11)

где T - иитнлдщночто 2 таступление вещеctjbjo со снегтм, мг/кг. день; СкТ - донцинсpwцчя оощеитна в воздухе, мг/м3 (рассчитывается по формуле (12)); CF - частота во од етатаио!, eta нч/гед (45 дней/год); ЕТ - время ооздейстаия, дан /дерь (1 час/день); BW- маеса тела, кл TO иД -Е£> - 1^+^о,дтлжитеко]ноотб воздействия, лыт (26 лет); АТ - период осреднения экспозиции, лет(канцечогнны -F5 ден) .

caw ныс е)1 аз. two

СА о RCW—с--(12)

-60 н KR 22,4

где C - конценыфиция вепрестии в снеге, мг/л; V; - давление ^Aoe, мм.рт.ит . (иассчитывается по формуле (о3))° MW - моденуля. нае маеса, г/моль (справочное эта^ние); Кн те/пе/ат22а,°К (298 °К).

КМД/ 1 /28,9

(и. Ct/ег: Р2кожно2 всздкйстаие

DAD о

СИС нСЫ нСИ н CF hSA BWh ATx3600h1000

(13)

(14)

где БОДИ - аС^тор^вПиооданная накожная доза, ми/кнхдень; БОЕ - абсорбированная доза за одно соПытие на экспонируемую площадь кожи (рассчитывается по формудв (а; оУ - частота контакта, соДытие/год 6-5 тобытий/год); оБ - продолжительность воздействия, лет (20 лет); оФ - частота воздействия, а онь(гад (45 дней/год); 30 - площадь участка дожи, см2 (288Н см2); Ка - масса тела, кг (Н кг); АТ -период осреднения дкепдз иции, оет (канцерогены -25 л ет).

8. Почва: пероральное поступление П вен

- о с н FT н CF н CT н CF)

,ССсн TRC ' BW„

ССзН TRa

7BWa

ATh 365

пр

где I - поступление в/щестес voчвеT, мг/кгхдень; С - концентрацит вещоохоо! х пофве, мг/кг; № -загрязненная акция то чвы, отн. ед. (1,0 отн. ед., т. е. 100 еь); Е/7 - сахтеи о со одтйселия, день/год (75 дней/год); ЕТ - время возда°ствил, час/день (1 час/день); СТ^ - охve хлзиный коэффициент, день/час ХЕТ/24 цн/ч); Е£>; - продолжительность воздействия, год (л- 3 года); Юс - скорость поступления, мг);уе. Ы0,Е002 мг07ут.); ВИ^-масыа тела молодняка, кг (2 кг); ЕЛ, - продолжительность воздействия в зс+лад дох/ете, дет (20 лет); Ш - скорость пнет-плшио молоднхку, мг/сут. (0,0001 мг/сут.); ВЫ, - нсоа дсла тзхдллых особей, кг (4 кг); АТ - пер и од осреднатия экспозиции, лет (канцерогены - 35 лз(^тО.

2. Почва: ингаляционное хоздхтствие

1 =

Ca x IRx ED x EF BW)AT x365

(16)

где I - ингаляционнте плату плет/л, ее/юндень; Са - концентрация лещеотва т иоздухо] мг/м3 (рассчитьшается по формуле (17)); Ю - скорость поступления, м3/сут. (10 м3/сут.); Ел -продолж)тель но сть со хдейсдв ин, г од (3 года); ЕЕ - частота воздействия, день/год (350 дней/год); БЫ - масса тела, аг ( 4 )г) О Т л х ери од осреднения экспозиции, лет (выцаттибнох 1- 25 лет).

С = C

—' я —'ч

1 1

-+-

PEF EF

(17)

где Св - концентрация вещества в почве, мг/кг; РЕЕ - фа/тор емдлсии пылевых частиц, м3/кг (1,32х109 м3/коф Е'т частота воздействия, день/год (350 дней/год).

9. Почва: накордсо е еозд ействие

DAD =

DAE х EF х EDx EP х SA BW x ATx 365

(18)

где DAD - абсорбированная накожная доза, мг/кгхдень; DAE - абсорбированная доза за одно событие на экспонируемую площадь кожи (рассчитывается по формуле (19)); EF - частота воздействия, событие/год (350 событий/год); ED - продолжительность воздействия, год (3 года); EP - число событий в день, событие/день (1 событие/день); SA - площадь участка кожи, см2 (2874 см2); BW - масса тела, кг )4 кг); АТ - период осреднения экстезтции, лет )кетцeзюг)ны- 25 лет).

DA и с X CF X AF X ABSa

(19)

где Св - концентрация вещества в почве, мг/кг; СЕ - пересчетный коэффициент, кг/мг (10-6 кг/мг); АЕ - фактор загрязнения кожи, мг/см2хсобытие (0,2 мг/см2хсобытие); АБГа - абсорбированная фракция, отн. ед. (неорганические вещества - 0,01).

1-. Перораль ное п oí ту ef н ист с про д^там. питания

I н

CR дС cF с ED с EF BW c AT с 365

(20)

где I - пероральное среднесуточное поступление с рационами питания, мг/день; CR - среднесуточное содержание элемента в компонентах рациона, мг/кг; С - масса компонента рациона с рационом питания на основе затребований на кормокухню и рационов питания, кг; ED - продолжительность воздействия, год (3 года); EF - частота воздействия, событие/год (365 событий/год); BW - масса тела, кг (4 кг); АТ - период осреднения экспозиции, лет (канцерогены - 25 лет).

Результаты и их обсуждение

Обыкновенный павлин Pavo cristatus - один из самых крупных представителей отряда. Голова, шея и грудь самца синие, спина зеленая, низ тела черный. На туловище есть надхвостье из удлиненных перьев бронзово- и золотисто-зеленой окраски с металлически блестящими сине-оранжево-фиолетовыми глазками и треугольными изумрудными косицами. Самки павлинов окрашены скромнее и не имеют удлиненных перьев в надхвостье.

Средний уровень накопления Zn перьями обыкновенного павлина составил 122,74 ± 9,64 мг/кг, Cu - 5,36 ± 0,05 мг/кг, Fe - 508,06 ± 56,84 мг/кг, Pb - 6,75 ± 1,13 мг/кг, Cd - 1,65 ± 0,26 мг/кг и As - 0,61 ± 0,23 мг/кг. Вариабельность концентрации химических элементов в исследуемой выборке особей составила, %: Zn - 73,9, Cu - 94,3, Fe - 111,6, Pb - 150,0, Cd - 136,88 и As - 203,87. Средние уровни накопления элементов в биосредах убывают в ряду Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As, что соотносится с исследованиями ряда авторов [28].

Большой размах уровня накопления Cd и As связан с исследованиями двух разный цветовых вариаций павлинов: белой и стандартной. В ходе проведения сравнительного анализа с учетом окраски птиц установлено достоверное (p < 0,05) увеличение концентрации Cd в 5,4 и As в 8,4 раза у стандартной вариации в сравнении с белой (табл. 2). Колебания других элементов в исследуемой выборке связано с изучением птиц, постоянно содержащихся в условиях с разной техногенной нагрузкой.

Содержание Zn для исследованного вида составляло 0,7-48,0 %, Cu - 0,04-2,8 %, Fe -46,2-92,8 %, Pb - 0-2,5 %, Cd - 0-2,5 % и As -0-4,6 % от суммы всех определяемых элементов. Вид проявляет чувствительность к воздействию токсичных поллютантов, которая проявляется на фоне пониженного уровня содержания в организме Zn и Cu.

Таблица 2. Элементный статус перьевого покрова цветовых вариаций особей обыкновенного павлина Pavo cristatus,

содержащихся в искусственно созданных условиях

Table 2. Elemental status of Pavo cristatus feather varieties obtained from urban zoological institutions

Цветовая вариация Концентрация химических элементов, мг/кг

Zn Cu Fe Pb Cd As

Белая 114,51 ± 8,40 4,75 ± 1,81 411,15 ± 39,74 4,66 ± 1,34 0,40 ± 0,72* 0*

Стандартная 126,03 ± 9,44 5,59 ± 1,80 546,82 ± 16,24 7,19 ± 1,13 2,16 ± 1,47* 0,84 ± 0,39*

* - достоверные отличия (p < 0,05).

* - significant differences (p < 0.05).

Таблица 3. Рацион кормления обыкновенных павлинов Pavo cristatus в исследуемых зоопарках Table 3. Diets of Pavo cristatus in urban zoological institutions

Кормовые составы Количество в сутки, кг на гол.

Московский зоопарк Ивановский зоопарк Ярославский зоопарк

Растительные корма

Отруби 0,01 0,01 -

Комбикорм для кур (ПК-1) 0,1 0,1 -

Пшеница 0,15 0,15 0,08

Ячмень 0,03 0,03 0,035

Просо 0,05 0,05 -

Овсянка 0,08 0,08

Горох 0,05 0,05 0,03

Кукуруза 0,08 0,08 0,03

Подсолнух 0,02 0,02 0,05

Семя тыквенное 0,02 0,02 -

Фрукты разные 0,05 - -

Ягоды разные 0,05 - -

Морковь 0,1 0,1 0,025

Капуста 0,04 0,04 0,025

Свекла 0,02 0,02 0,005

Салат 0,05 - -

Лук 0,02 0,02 0,01

Чеснок 0,015 - -

Овощи разные 0,1 - -

Масло растительное - - 0,003

Животные корма

Мясо 0,015 0,015 0,015

Творог 0,015 0,015 0,03

Яйцо куриное 0,025 0,025 -

Гаммарус 0,01 - -

Добавки

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Травяная мука 0,015 0,015 -

Костная мука 0,003 0,003 0,002

Исследуемые птицы содержались на разработанном рационе (табл. 3), сбалансированном по основным питательным показателям.

Анализ рационов питания обыкновенных павлинов, организованных на базе зоологических учреждений Москвы, Иваново и Ярославля, показал, что гп поступает 11,35, 6,60 и 2,50 мг; Си - 2,29, 0,75 и 0,41 мг; Fe - 55,23, 30,54 и 6,72 мг; РЬ - 0,14, 0,12 и 0,01 мг; Cd - 0,02, 0,01 и 0,005 мг; Лб - 0,04, 0,02 и 0,002 мг соответственно. Если особь полностью

съедает весь выданный корм, то ориентировочное общее суточное поступление гп от дневной нормы потребления элемента составляет 16,7-75,7 %, Си - от 13,7 до 76,3 %, Бе - от 42,4 до 392,79 %. РЬ, Cd и Лб поступают с рационами в пределах суточной нормы. Сбалансированность рационов питания по микроэлементному составу можно достичь, насыщая их продуктами, богатыми необходимыми элементами, или вводя минеральные комплексы.

В ходе анализа многомаршрутной и многосредо-вой экспозиции исследуемых микроэлементов на основании количественного расчета их поступления в организм было установлено превышение референтных концентраций для острого ингаляционного воздействия по Си (0,1 мг/кг), поступающей из почвы в г. Москве, в 2,15 раза, что может привести к заболеваниям органов дыхания животных (табл. Н). Отмечено превышение референтных концентраций для хронического ингаляционного воздействия по 2п (0,0005 мг/кг), поступающему из снежного покрова и почвы, в г. Москве в 1,22 и 39Н,11 раза, г. Ярославле - в 1,11 и 5,88 раза соответственно, из питьевой воды в Москве - в 1,88 раза. Это способствует развитию заболеваний органов дыхания, иммунной и кровеносной систем. Выявлено превышение референтных концентраций для хронического ингаляционного воздействия Бд (0,6 мг/кг) при поступлении элемента в орга-

низм павлинов из почвенного покрова г. Москвы и Иваново - в 50,15 и 55,28 раз соответственно, что стимулирует возникновение отклонений в функционировании дыхательной системы. В г. Москве превышен в 285,8 раз уровень поступления РЪ из почвы в сравнении с референтными концентрациями для хронического ингаляционного воздействия (0,0005 мг/кг). Это создает угрозу для возникновения болезней крови и развития репродуктивной и гормональной систем, почек. На всех исследуемых территориях обнаружено превышение ингаляторного уровня поступления из почвы Cd и Лб (референтные концентрации 2,00х10-5 и 3,00х1Ы-5 мг/кг соответственно): г. Москва - в 10,0 и 850,0 раз, г. Иваново - в 15,0 и 863,33 раза, г. Ярославль - в 60,0 и 356,68 раза соответственно. Это может привести к заболеваниям почек, органов дыхания, нервной и сердечно-сосудистой систем, изменению гормонального статуса птиц,

Таблица 4. Сводная таблица для анализа многомаршрутной и многосредовой экспозиции химических элементов при поступлении в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus

Table 4. Multi-route and multi-environment exposure of urban Pavo cristatus to chemical elements: a summary table

Путь поступления Территория Объекты поступления микроэлементов

Снег Почва Питьевая вода Продукты Сумма

Цинк, мг

Ингаляция № 1 0,0011 0,3547 0,0016 - 0,3574

№ 2 0,0002 0,0886 0,0002 - 0,0890

№ 3 0,0010 0,0088 0,0007 - 0,0105

Перорально № 1 1,1749х10-5 0,0756 0,0133 2,8366 2,9255

№ 2 1,6397х10-6 0,0189 0,0019 1,6508 1,6716

№ 3 1,1142х10-5 0,0019 0,0063 0,6212 0,6294

Накожно № 1 0,0335 1,7838х10-5 0,7447 - 0,7782

№ 2 0,0048 4,4577х10-6 0,1060 - 0,1108

№ 3 0,0159 4,4432х10-Т 0,3522 - 0,3681

Сумма № 1 0,0346 0,4303 0,7596 2,8366 4,0611

№ 2 0,0050 0,1075 0,1081 1,6508 1,8714

№ 3 0,0169 0,0107 0,3592 0,6212 1,0080

Медь, мг

Ингаляция № 1 0,0001 0,2188 0,0002 - 0,2191

№ 2 0,0002 0,0533 0,0001 - 0,0536

№ 3 0,0002 0,0083 0,0002 - 0,0087

Перорально № 1 1,5041 х10-6 0,0466 0,0057 0,5717 0,6240

№ 2 1,6397х10-6 0,0114 0,0040 0,1882 0,2036

№ 3 2,1144х10-6 0,0017 0,0077 0,1013 0,1107

Накожно № 1 0,0035 1,1х10-5 0,0787 - 0,0822

№ 2 0,0048 2,6801х10-0 0,0560 - 0,0608

№ 3 0,0048 4,1738х10-7 0,1074 - 0,1122

Сумма № 1 0,0036 0,2654 0,0846 0,5717 0,9253

№ 2 0,0050 0,0647 0,0601 0,1882 0,3180

№ 3 0,0050 0,0100 0,1153 0,1013 0,2316

Железо, мг

Ингаляция № 1 0,0054 30,0977 0,0029 - 30,1060

№ 2 0 57,1618 0,0025 - 57,1643

№ 3 0,0028 0,7079 0,0013 - 0,7120

Окончание табл. 4.

Путь поступления Территория Объекты поступления микроэлементов

Снег Почва Питьевая вода Продукты Сумма

Железо, мг

Перорально № 1 6,6736х10-5 6,4135 0,0962 13,9569 20,4666

№ 2 0 12,1807 0,0839 7,6361 19,9007

№ 3 3,4576х10-5 0,1508 0,0439 1,6948 1,8895

Накожно № 1 0,0579 0,0015 1,2874 - 1,3468

№ 2 0,0506 0,0029 1,1237 - 1,1772

№ 3 0,0264 3,5602х10-5 0,5872 - 0,6136

Сумма № 1 0,0633 36,5127 1,3865 13,9569 51,9194

№ 2 0,0506 69,3454 1,2101 7,6361 78,2422

№ 3 0,0292 0,8587 0,6324 1,6948 3,2151

Свинец, мг

Ингаляция № 1 0,0003 0,1384 9,09х10-5 - 0,1387

№ 2 0,0001 0 0,0001 - 0,0002

№ 3 0,0003 0,0005 0,0002 - 0,0010

Перорально № 1 9,1849х10-7 0,0295 0,0031 0,0361 0,0687

№ 2 4,2534х10-7 0 0,0047 0,0445 0,0492

№ 3 9,4315х10-7 0,0001 0,0057 0,0030 0,0088

Накожно № 1 0,0026 3,9586х10-6 0,0568 - 0,0594

№ 2 0,0039 0 0,0861 - 0,0900

№ 3 0,0048 2,6249х10-8 0,1056 - 0,1104

Сумма № 1 0,0029 0,1679 0,0599 0,0361 0,2668

№ 2 0,0040 0 0,0909 0,0445 0,1394

№ 3 0,0051 0,0006 0,1115 0,0030 0,1202

Кадмий, мг

Ингаляция № 1 0 0,0002 2,842х10-6 - 0,0002

№ 2 0 0,0003 0 - 0,0003

№ 3 9,9266х10-7 0,0012 0 - 0,0012

Перорально № 1 0 0,0011 9,589х10-5 0,0053 0,0064

№ 2 0 5,8381 х 10-5 0 0,0031 0,0031

№ 3 6,1644х10-9 0,0874 0 0,0012 0,0886

Накожно № 1 6,9761х10-5 5,5118х10-8 0,0016 - 0,0016

№ 2 0 1,3779х10-8 0 - 1,3779х10-8

№ 3 0 6,0216х10-8 0 - 6,0216х10-8

Сумма № 1 6,9761 х10-5 0,0013 0,0016 0,0053 0,0082

№ 2 0 0,0003 0 0,0031 0,0034

№ 3 9,9266х10-7 0,0886 0 0,0012 0,0898

Мышьяк, мг

Ингаляция № 1 1,1149х10-5 0,0237 1,1368х10-5 - 0,0237

№ 2 0 0,0259 1,5631 х10-5 - 0,0259

№ 3 3,9352х10-6 0,0119 7,1048х10-6 - 0,0119

Перорально № 1 1,0479х10-7 0,0050 0,0004 0,0088 0,0142

№ 2 0 0,0055 0,0005 0,0059 0,0119

№ 3 3,6986х10-8 0,0026 0,0002 0,0004 0,0032

Накожно № 1 0,0003 1,1919х 10-6 0,0056 - 0,0059

№ 2 0 1,3022х10-6 0,0077 0,0077

№ 3 0,0002 6,0333х10-7 0,0035 0,0037

Сумма № 1 0,0003 0,0287 0,0060 0,0088 0,0438

№ 2 0 0,0314 0,0082 0,0059 0,0455

№ 3 0,0002 0,0145 0,0037 0,0004 0,0188

Общее поступление № 1 0,1047 37,4063 2,2982 17,4154 57,2246

№ 2 0,0646 69,5493 1,4774 9,5286 80,6199

№ 3 0,0564 0,9831 1,2221 2,4219 4,6835

№ 1 - Московский зоопарк, № 2 - Ивановский зоопарк, № 3 - Ярославский зоопарк. № 1 - Moscow Zoo, № 2 - Ivanovo Zoo, № 3 - Yaroslavl Zoo.

возникновению разного рода онкологий и отклонениям в развитии. По другим показателям превышений не определено.

В результате анализа многомаршрутной и многосредовой экспозиции исследуемых ксенобиотиков на основании количественного расчета их поступления в организм было установлено превышение референтных концентраций для хронического перорального воздействия Си (0,015 мг/кг) в Москве из почвы в 2,Н5 раза. Это может привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта и печени (табл. Н). Из почвенного покрова г. Москвы и Иваново Бд перорально поступает в концентрациях выше референтных (0,3 мг/кг) для хронического воздействия - в 21,38 и Н0,60 раз соответственно. Это способствует развитию заболеваний слизистой, кожи, крови, иммунной системы. Выявлено превышение референтных концентраций для хронического перорального воздействия РЪ (0,0035 мг/кг) при поступлении элемента в организм павлинов из почвенного покрова г. Москвы - в 8,Н3 раз и питьевой воды г. Иваново и Ярославля - в 1,3Н и 1,63 раза соответственно. Это стимулирует возникновение отклонений в функционировании центральной нервной системы и кровеносной системы и нарушает биохимический состав внутренней среды, развитие репродуктивной системы и гормонального статуса организма птиц. В Москве и Ярославле уровень поступления Cd из почвы превышен в 2,2 и 18Н,8 раз

соответственно в сравнении с референтными концентрациями для хронического перорального воздействия (0,0005 мг/кг), что создает угрозу для возникновения болезней гормональной системы и почек. На всех исследуемых территориях обнаружено превышение перорального уровня поступления Лб из почвы (референтные концентрации 0,0003 мг/кг): Москва -в 16,68 раз, Иваново - в 18,33 раза, Ярославль - в 8,68 раза. Уровень перорального поступления из питьевой воды превышен в г. Москва в 1,33 раза, г. Иваново - в 1,68 раз. Хроническое увеличение пе-рорального поступления в организм птиц мышьяка может привести к заболеваниям кожи, центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, изменению гормонального статуса (увеличивается вероятность развития диабета), нарушению в работе желудочно-кишечного тракта и почек. По другим показателям превышений не определено.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В ходе анализа многомаршрутной и многосре-довой экспозиции микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, при поступлении в организм птиц было установлено, что уровень концентрации эссенциальных микроэлементов в биосредах определяется их поступлением с пищей (табл. 5).

Концентрация 2п в перьях птиц связана с их поступлением в организм с кормами на 61,63-88,21 %, Си - на Н3,8Н-61,85 %, Бд в Ярославле - на 52,81 % и Cd в Иваново и Ярославле - 6Н,63 и 51,18 % соответственно (табл. Н). Данные согласуются с

Таблица 5. Многосредовая экспозиция элементов при поступлении в организм обыкновенного павлина

Pavo cristatus

Table 5. Multi-environment elemental exposure of Pavo cristatus

Химический элемент, % Территория Объекты поступления

Снег Почва Питьевая вода Продукты

Цинк № 1 0,85 10,60 18,70 69,85

№ 2 0,27 5,74 5,78 88,21

№ 3 1,68 1,07 35,63 61,62

Медь № 1 0,39 28,68 9,14 61,79

№ 2 1,57 20,35 18,90 59,18

№ 3 2,16 4,32 49,78 43,74

Железо № 1 0,12 70,33 2,67 26,88

№ 2 0,06 88,63 1,55 9,76

№ 3 0,91 26,71 19,67 52,71

Свинец № 1 1,09 62,93 22,45 13,53

№ 2 2,87 0 65,21 31,92

№ 3 4,24 0,50 92,76 2,50

Кадмий № 1 0 15,85 19,52 64,63

№ 2 0 8,82 0 91,18

№ 3 0 98,66 0 1,34

Мышьяк № 1 0,68 65,53 13,70 20,09

№ 2 0 69,01 18,02 12,97

№ 3 1,06 77,13 19,68 2,13

№ 1 - Московский зоопарк, № 2 - Ивановский зоопарк, № 3 - Ярославский зоопарк. № 1 - Moscow Zoo, № 2 - Ivanovo Zoo, № 3 - Yaroslavl Zoo.

Zn

100

И

Н

П

Cu

Н

Fe

Н

И

П

Pb

о

Н

As

Н

П

Москва

Иваново

Ярославль

И

П

Поступление: И - иноалуторное, П - пероральное, Н - накожное

Рисунок 1. Анализ многомаршрутной и многосредовой экспозиции химических элементов при поступлении

ворганизм обыкновенныхпавлинов, %

Figure1.Multi-routeand multi-environment exposure of Pavo cristatus to chemical elements, %

результатами исследований ряда авторов по поступлению эссенциальных микроэлементов в организм птиц [29]. Накопление организмом птиц Бе в Москве и Иваново связано с его поступлением из почвенного покрова - 70,33 и 22,63 % соответственно, Лб в Москве - 65,53 %, Иваново - 69,01 %, Ярославле -77,13 %. Эао связано с высоким уровнем содержания данныа микроэлементов в депонирующей среде [13]. Наибольшее воздействие на организм птиц оказываот валооое содернннаие РЬ в пачве Москвы и питьевой воде Ярославля и Иваново. Установлено влияние валового содержания всех исследуемых элементов в почвенном покрове и питьевой воде на уровень кумуляции павлинами, за исключением влияния накопления Лб почвой. Снежный покров оказывал наименьшее воздействие на элементный статус биосред павлинов.

Основной путь поступления гп (62,44-77,4 %), Си (47,2-67,44 %), Бе в Ярославле (52,77 %) и Cd (72,05-92,67 %) - пероральный (рис. 1), Бе в Москве и Иваново (57,99 и 73,06 % соответственно), Лб (54,11-63,3 %), РЬ в Москве (51,99 %) - ингаляторный. Наибольшее поступление РЬ накожно отмечено в Иваново и Ярославле (64,57 и 91,25 % соответственно).

Выводы

Средний уровень накопления Zn перьями обыкновенного павлина Pavo cristatus составил 122,74 ± 9,64 мг/кг, Cu - 5,36 ± 0,05 мг/кг, Fe -508,06 ± 56,84 мг/кг, Pb - 6,75 ± 1,13 мг/кг, Cd - 1,65 ± 0,26 мг/кг и As - 0,61 ± 0,2 мг/кг. Вариабельность концентрации микроэлементов в исследуемой выборке особей составила, %: Zn - 73,9, Cu - 94,3, Fe - 111,6, Pb - 150,0, Cd - 136,88 и As - 203,87. Средние уровни накопления элементов в биосредах убывают в ряду Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As. Содержание Zn составило 0,7-48,0 %, Cu - 0,042,8 %, Fe - 46,2-92,8 %, Pb - 0-2,5 %, Cd - 0-2,5 % и As - 0-4,6 % от суммы всех определяемых элементов. Анализ рационов питания обыкновенных павлинов, организованных на базе зоологических учреждений Москвы, Иваново и Ярославля, показал, что Zn поступает 11,35, 6,60 и 2,50 мг; Cu - 2,29, 0,75 и 0,41 мг; Fe - 55,83, 30,54 и 6,78 мг; Pb - 0,14, 0,18 и 0,01 мг; Cd - 0,02, 0,01 и 0,005 мг; As - 0,04, 0,02 и 0,002 мг соответственно. Если особь полностью съедает весь выданный корм, то ориентировочное общее суточное поступление Zn от дневной нормы потребления элемента составляет 16,7-75,7 %, Cu - от 13,7 до 76,3 %, Fe - от 48,4 до 398,79 %. Pb, Cd и As

поступают с рационами в пределах суточной нормы. Основной путь поступления 2п, Си, Бд в Ярославле и Cd - пероральный, Бд в Москве и Иваново, Лб и РЪ в Москве - ингаляторный. Наибольшее поступление РЪ накожно отмечено в Иваново и Ярославле.

В ходе анализа многомаршрутной и многосре-довой экспозиции микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, при поступлении в организм птиц было установлено, что уровень концентрации эссенциальных микроэлементов в биосредах определяется их поступлением с пищей. Накопление организмом птиц Fe (в Москве и Иваново) и As (на всех территориях исследования) связано с их поступлением из почвенного покрова, т. к. в депонирующей среде обнаружен высокий уровень содержания данных эссенциальных микроэлементов. Наибольшее воздействие на организм птиц оказывает валовое содержание РЪ в почве Москвы и

питьевой воде Ярославля и Иваново. Снежный покров оказывал наименьшее воздействие на элементный статус биосред павлинов.

Критерии авторства

А. П. Каледин руководитель проекта. М. В. Степанова и В. А. Остапенко - исполнители проводимых исследований.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликтов интересов.

Contribution

A.P. Kaledin supervised the project. M.V. Stepanova and V.A. Ostapenko conducted the research.

Conflict of interest

The authors declare that there is no conflict of interest regarding the publication of this article.

References/Список литературы

1. Oganesyants LA, Sevostianova EM, Kuzmina EI, Ganin MYu, Chebykin EP, Suturin AN. Isotopic and chemical composition of the deep water of Lake Baikal. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(4):723-732. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-4-723-732

2. Senchenko M, Stepanova M, Pozdnyakova V, Olenchuk E. Migration of microelements and heavy metals in the system "soil-plant - plant-basedproducts". Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. 2021;10(6). https://doi.org/10.15414/jmbfs.3169

3. Azimi S, Ludwig A, Thеvenot DR, Colin J-L. Trace metal determination in total atmospheric deposition in rural and urban areas. Science of the Total Environment. 2003;308(1-3):247-256. https://doi.org/10.1016/S0048-9697(02)00678-2

4. Azimi S, Rocher V, Muller M, Moilleron R, Thevenot DR. Sources, distribution and variability of hydrocarbons and metals in atmospheric deposition in an urban area (Paris, France). Science of the Total Environment. 2005;337(1-3):223-239. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2004.06.020

5. Rôzylo K, Swieca M, Gawlik-Dziki U, Andruszczak S, Kwiecinska-Poppe E, Kraska P. Phytochemical properties and heavy metal accumulation in wheat grain after three years' fertilization with biogas digestate and mineral waste. Agricultural and Food Science. 2017;26(3):148-159. https://doi.org/10.23986/afsci.63156

6. Baghaie AH, Fereydoni M. The potential risk of heavy metals on human health due to the daily consumption of vegetables. Environmental Health Engineering and Management Journal. 2019;6(1):11-16. https://doi.org/10.15171/ EHEM.2019.02

7. Salishcheva OV, Prosekov AYu. Antimicrobial activity of mono- and polynuclear platinum and palladium complexes. Foods and Raw Materials. 2020;8(2):298-311. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2020-2-298-311

8. Kaledin AP, Stepanova MV. Bioaccumulation of trace elements in vegetables grown in various anthropogenic conditions. Foods and Raw Materials. 2023;11(1):10-16. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2023-1-551

9. Alleva E, Francia N, Pandolfi M, De Marinis AM, Chiarotti F, Santucci D. Organochlorine and heavy-metal contaminants in wild mammals and birds of Urbino-Pesaro province, Italy: An analytic overview for potential bioindicators. Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 2006;51(1):123-134. https://doi.org/10.1007/s00244-005-0218-1

10. Lodenius M, Solonen T. The use of feathers of birds of prey as indicators of metal pollution. Ecotoxicology. 2013;22(9):1319-1334. https://doi.org/10.1007/s10646-013-1128-z

11. Bakary T, Flibert G, Pane Bernadette S, Oumarou Z, François T, Cheikna Z, et al. Evaluation of heavy metals and pesticides continents in market-gardening products sold in some principal markets of Ouagadougou (Burkina FASO). Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. 2019;8(4):1026-1034. https://doi.org/10.15414/jmbfs.2019.8A1026-1034

12. Harangozo E, Snirc M, Arvay J, Bajcan D, Bystricka J, Trebichalsky P, et al. The heavy metal continents in selected kind of spices. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. 2018;8(2):760-764. https://doi.org/10.15414/ jmbfs.2018.8.2.760-764

13. Stepanova MV, Ostapenko VA, Kaledin AP. The content of heavy metals and arsenic in agricultural soils. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2020;86(6):15-21. (In Russ.). https://doi.org/10.37670/2073-0853-2020-86-6-15-21

14. Nam D-H, Lee D-P. Monitoring for Pb and Cd pollution using feral pigeons in rural, urban, and industrial environments of Korea. Science of the Total Environment. 2006;357(1-3):288-295. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2005.08.017

15. Roux KE, Marra PP. The presence and impact of environmental lead in passerine birds along an urban to rural land use gradient. Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 2007;53(2):261-268. https://doi.org/10.1007/ s00244-006-0174-4

16. Wei B, Yang L. A review of heavy metal contaminations in urban soils, urban road dusts and agricultural soils from China. Microchemical Journal. 2010;94(2):99-107. https://doi.org/10.1016/j.microc.2009.09.014

17. Berglund AMM, Koivula MJ, Eeva T. Species- and age-related variation in metal exposure and accumulation of two passerine bird species. Environmental Pollution. 2011;159(10):2368-2374. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2011.07.001

18. Carravieri A, Bustamante P, Tartu S, Meillere A, Labadie P, Budzinski H, et al. Wandering albatrosses document latitudinal variations in the transfer of persistent organic pollutants and mercury to Southern Ocean predators. Environmental Science and Technology. 2014;48(24):14746-14755. https://doi.org/10.1021/es504601m

19. Frantz A, Pottier M-A, Karimi B, Corbel H, Aubry E, Haussy C, et al. Contrasting levels of heavy metals in the feathers of urban pigeons from close habitats suggest limited movements at a restricted scale. Environmental Pollution. 2012;168:23-28. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2012.04.003

20. Ozpinar H, Abas I, Bilal T, Demirel G. Investigation of excretion and absorption of different zinc salts in puppies. Laboratory Animals. 2001;35(3):282-287. https://doi.org/10.1258/0023677011911615

21. Mayurnikova LA, Koksharov AA, Krapiva TV, Novoselov SV. Food fortification as a preventive factor of micronutrient deficiency. Food Processing: Techniques and Technology. 2020;50(1):124-139. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-1-124-139

22. Newman R, Waterland N, Moon Y, Tou JC. Selenium biofortification of agricultural crops and effects on plant nutrients and bioactive compounds important for human health and disease prevention - A review. Plant Foods for Human Nutrition. 2019;74(4):449-460. https://doi.org/10.1007/s11130-019-00769-z

23. Kakimov AK, Kakimova ZhKh, Smirnova IA, Zharykbasov ES. Promising areas of zeolite application in milk purification from toxic elements. Food Processing: Techniques and Technology. 2018;48(1): 143-149. (In Russ.). https://doi. org/10.21603/2074-9414-2018-1-143-149

24. Zenkova ML. Mineral and amino acid composition of germinated and canned wheat grains. Food Processing: Techniques and Technology. 2019;49(4):513-521. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-4-513-521

25. Golubkina NA, Nadezhkin SM, Agafonov AF, Antoshkina MS, Koshevarov AA. Onion of the collection of All-Russian Research Institute of Breeding and Seed Breeding of Vegetable Crops. Vestnik of Ulyanovsk State Agricultural Academy. 2015;31(3):11-16. (In Russ.). [Содержание железа, марганца, цинка и меди в луке репчатом коллекции ВНИИССОК / Н. А. Голубкина [и др.] // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. Т. 31. № 3. С. 11-16.].

26. Weekley CM, Harris HH. Which form is that? The importance of selenium speciation and metabolism in the prevention and treatment of disease. Chemical Society Reviews. 2013;42(23):8870-8894. https://doi.org/10.1039/c3cs60272a

27. Manzoor J, Sharma M, Wani KA. Heavy metals in vegetables and their impact on the nutrient quality of vegetables: A review. Journal of Plant Nutrition. 2018;41(13):1744-1763. https://doi.org/10.1080/01904167.2018.1462382

28. Yakimenko NN, Kletikova LV, Ponomarev VA, Pronin VV, Noda IB. Biometal cumulation in the liver and muscles of different bird species. Bulletin of the V.R. Filippov Buryat State Agricultural Academy. 2017;49(4):59-67. (In Russ.). [Кумуляция биометаллов в печени и мышцах птиц разных видов / Н. Н. Якименко [и др.] // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова. 2017. Т. 49. № 4. С. 59-67.].

29. Hunchak AV, Ratych IB, Gutyj BV, Paskevych HA. Metabolic effects of iodine in poultry for its deficiency or excess in the diet. Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyj. 2016;18(2-2):70-76. (In Ukr.). [Метаболическое действие Йода в организме птицы при его недостатке или излишке в рационе / А. В. Гунчак [и др.] // Науковий вюник Л^вського нацюнального ушверситету ветеринарно! медицини та бютехнологш iменi С.З. Гжицького. 2016. Т. 18. № 2-2. С. 70-76. (На укр.).].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.