CC BY
9УДК 574.24:591.5:546.7
Д.Г. Салихов
СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ВОЛОСЯНОМ ПОКРОВЕ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ОТДЕЛЬНЫХ РАЙОНОВ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН
Целью работы был сравнительный анализ содержания тяжелых металлов в образцах волос крупного рогатого скота из хозяйств 11 районов Республики Татарстан. Отбор проб (п=67) производился в 20182019 гг. Содержание тяжелых металлов определяли на атомно-абсорб-ционном спектрофотометре ICPE-9000. В отдельных районах установлено значительное превышение концентраций эссенциальных металлов (в 2-10 раз) при сравнении со средними значениями по региону: Co, Zn, Сг, Mo, Mn; а также токсичных (в 2-4 раза): Л1, As, №, Pb, Sr. Полученные результаты позволили определить наиболее загрязненные районы: Тука-евский, Тюлячинский, Атнинский.
Ключевые слова: тяжелые металлы, волосы, крупный рогатый скот, Республика Татарстан.
Элементный состав животных и человека отличается высокой подвижностью и определяется влиянием множества факторов в числе которых условия биогеохимической провинции [5], состав рациона и др. [2]. Не маловажное место в элементном составе занимают и тяжелые металлы. В настоящее время это неизвестно, связано ли уменьшение популяции с загрязнением тяжелыми металлами. Анализ волос позволяет оценить степень загрязнения природной среды, что особенно важно для исследования популяций, населяющих территории с различной степенью загрязнения [6]. Поэтому исследования по изучению содержания тяжелых металлов в организме с последующей интерпретацией полученных данных для оценки состояния окружающей среды находят все большее распространение [2].
Существует немало исследований по накоплению тяжелых металлов в волосах домашних животных. Уровень загрязнения лучше всего определяются путем прямого анализа органической ткани, но этот метод более трудоемкий. Поэтому в таких случаях интерес должен быть сосредоточен на анализе образцов волос [7]. Диагностическая ценность исследования образцов волос установлена многочисленными исследованиями [7]. Анализ волос находит применение для различных целей, например для биологического и экологического мониторинга [6]. Во многих исследованиях анализ волос был показателемзагрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, такими как свинец или кадмий [6]. Шерсть - это легкодоступный биологический материал, характеризующийся безболезненным для животного отбором проб, и длительностью хранения образцов. Она наиболее объективно отражает концентрацию токсичных элементов [2]. Так же, многие авторы подчеркивают, что эти исследования гораздо легче проводить, чем анализ крови или анализ мочи [6]. Постоянный мониторинг уровней загрязнения и корреляций с известными источниками загрязнения может показать, что образцы волос являются полезным индикатором тяжелых металлов
[7].
Исследования многих ученых по оценке концентраций тяжелых металлов в различных видах, показывают, что волосы могут служить средством выявления областей, чрезмерно загрязненных отдельными металлами, а так же для сравнения количественного содержания тяжелых металлов в различных биосубстратах [3, 4, 6, 7]. Содержание тяжелых металлов в волосах крупного рогатого скота согласно данным разных исследований: Со - 0,154 мг/кг, & - 0,305 мг/кг, Си - 9,86 мг/кг, Fe - 81,5 мг/кг, Mn - 31 мг/кг, Se - 0,572 мг/кг, Zn - 143,7 мг/кг, As - 0,137 мг/кг, Cd - 0,034 мг/кг, № - 0,713 мг/кг, Pb - 0,288 мг/кг, Sr - 13 мг/кг [3, 4].
Все вышесказанное указывает на важность исследования волос крупного рогатого скота на содержание тяжелых металлов, а также создание базы данных о фоновых значениях этих показателейотдельных регионов.
Цель исследования: провести сравнительный анализ содержания тяжелых металлов в образцах волос крупного рогатого скота из хозяйств 11 районов Республики Татарстан.
© Д.Г. Салихов, 2020.
Научный руководитель: Шуралев Эдуард Аркадьевич - кандидат ветеринарных наук, доцент, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия.
Вестник магистратуры. 2020. № 3-3 (102)
ISSN 2223-4047
Материалы и методы исследования. Наше исследование направлено на определение содержания тяжелых металлов (Al, As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, Zn) в волосах крупного рогатого скота с различных районов Республики Татарстан. Отбор проб производился в 2018-2019 гг. Образцы волос крупного рогатого скота отбирали с хвоста или холки. Всего было собрано 67 проб с разных территорий Республики Татарстан. Исследованию подлежали образцы из Чистопольского, Алексеевского, Тукаев-ского, Сабинского, Новошешминского, Мамадышского, Сармановского, Лаишевского, Тюлячинского, Ат-нинского и Азнакаевского районов Республики Татарстан. При планировании исследований мы опирались на данные по информативности биосубстратов при оценке содержания тяжелых металлов на основании рекомендаций [2, 4]. Отбор проб производился по методике [8]. Образцы транспортировали и хранили в бумажных конвертах.
Пробоподготовка отобранных для анализа образцов волос заключалась в их поверхностной очистке [1], и промывке в системе мыльный раствор-ацетон-дистилированная вода [6]. Вначале удалили поверхностное загрязнение и обезжирили образцы. Для этого, используя метод, рекомендованный МАГАТЭ, образцы обрабатывали ацетоном в течение 10-15 мин, а затем три раза промывали деионизованной водой и высушивали при комнатной температуре. Отмытые и обезжиренные образцы хранили в бумажных конвертах до последующих исследований.
На следующем этапе анализа пробы подвергали открытому кислотному разложению. Для анализа брали навеску весом 0,01-0,3 г, которую помещали в предварительно отмытый азотной кислотой стакан на 50 мл, приливали 5 мл концентрированной азотной кислоты, закрывали плёнкой, в ней делали несколько проколов и нагревали не песчаной бане 2-2,5 часа до полного растворения пробы. Для контроля в анализ включали минимум 2 холостые пробы. Отстоявшуюся в течение 15-20 часов подготовленную пробу переносили в полипропиленовую пробирку и доводили объём до 15 мл деионизированной водой. Подготовленные пробы герметично закрывали и хранили в холодильнике при +4-8° С.
Содержаниеискомых элементовв подготовленных образцах определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре ICPE-9000 («SHIMADZU Corp.», Япония) согласно инструкции к прибору.
Результаты исследований. Проведенные исследования показали, что крупный рогатый скот характеризовались различным уровнем концентраций отдельных эссенциальных элементов в волосяном покрове (таблица 1). Выявление этих элементов в волосах не является показателем при оценке здоровья животных, так как они являются необходимыми для выполнения отдельных жизненно необходимых функций организма. Однако превышение уровня отдельных элементов на отдельных территориях (при сравнении со средними показателями по Республике Татарстан) может указывать на влияние внешних факторов (в т.ч. и неблагополучных факторов окружающей среды). Так, выявление завышенного содержания кобальта (в 8 раз) и цинка (в 2,5 раза) в волосяном покрове крупного рогатого скота Азнакаевского района может указывать на их высокое воздействие из окружающей среды (возможно и поступление с кормом). Аналогичная ситуация наблюдается в отношении хрома (в 7 раз) и молибдена (в 10 раз) в Тюлячинском районе, марганца (в 2,5 раза) - в Тукаевском районе. При этом отмечается и значительно низкие уровни в образцах из отдельных районов: железа (Азнакаевский район), марганца (Тюлячинский район), молибдена и селена (Алексеевский и Новошешминский районы).
Таблица 1
Содержание эссенциальных элементов в волосяном покровекрупного рогатого скота(мг/кг)
Районы РТ Co Cr Cu Fe Mn Mo Se Zn
Чистопольский <п/о 0,007 2,42 16,4 1,68 0,06 0,010 32,7
Алексеевский <п/о <п/о 3,32 6,8 0,43 <п/о <п/о 25,0
Тукаевский <п/о 0,120 4,13 12,1 5,03 0,61 0,100 30,8
Сабинский <п/о <п/о 2,65 13,6 0,72 0,17 0,020 28,1
Новошешминский <п/о <п/о 1,65 11,5 0,47 <п/о <п/о 19,7
Мамадышский <п/о <п/о 3,10 7,4 2,61 0,05 0,020 28,5
Сармановский <п/о 0,110 3,19 23,3 1,88 0,16 0,020 52,1
Лаишевский <п/о 0,020 2,69 6,8 1,24 0,52 0,030 49,9
Тюлячинский <п/о 0,360 3,20 11,8 0,24 2,96 0,080 75,7
Атнинский <п/о 0,090 4,69 20,6 1,25 0,35 0,110 45,0
Азнакаевский 0,070 0,040 2,97 3,4 1,25 0,43 0,050 129,7
Средние значения 0,009 0,051 3,71 15,4 1,93 0,31 0,043 52,7
п/о - предел обнаружения
Более важными индикаторами загрязнения окружающей среды служат токсичные элементы, которые не должны быть в организме животных, особенно в высоких концентрациях. В отношении таких веществ также отмечалось выраженное разнообразие по районам (таблица 2). Выраженное превышение
средних региональных значений выявлено в Тукаевском, Тюлячинском и Атнинском районах в отношении алюминия (в 2-3 раза), мышьяка (в 3 раза), никеля (в 3 раза), свинца (в 4,5 раза), стронция (в 2-3 раза).
Таблица 2
Содержание токсичных элементов в волосяном покрове крупного рогатого скота(мг/кг)_
Районы РТ Al As Cd Ni Pb Sr
Чистопольский 3,43 0,48 0,001 0,01 0,040 0,01
Алексеевский 0,80 0,86 <п/о <п/о <п/о <п/о
Тукаевский 6,50 4,58 0,004 <п/о <п/о 4,66
Сабинский 0,80 1,18 <п/о 0,01 <п/о 0,02
Новошешминский 1,00 0,19 0,002 <п/о <п/о <п/о
Мамадышский 1,90 0,79 0,008 <п/о <п/о 0,02
Сармановский 0,70 1,27 <п/о 0,17 0,110 2,20
Лаишевский 0,90 0,67 <п/о 0,08 <п/о 1,90
Тюлячинский 3,90 1,64 <п/о 0,46 0,400 6,29
Атнинский 8,20 1,61 0,003 0,34 0,060 8,13
Азнакаевский 1,50 1,87 0,003 0,18 0,020 2,42
Средние значения 2,79 1,52 0,006 0,15 0,088 2,58
п/о - предел обнаружения
Полученные уровни химических элементов в волосах крупного рогатого скотане согласуются в полной мере с ранее опубликованными аналогичными исследованиями в других регионах. Это вероятно связно с разными подходами в проведении исследований, различиями климатогеографических характеристик регионов, кормовой базы, генетическими особенностями животных, в т.ч. пород крупного рогатого скота.
Заключение. Полученные результаты позволили условно разгруппировать исследованные районы Республики Татарстан по уровню загрязнения на: чистые (Алексеевский, Новошешминский), слабо-загрязненные (Сабинский, Мамадышский, Чистопольский, Лаишевский), загрязненные (Сармановский, Азнакаевский), сильно загрязненные (Тукаевский, Тюлячинский, Атнинский).
Библиографический список
1.Еськов Е.К. Влияние дигидрокверцетина на динамику массы тела и аккумуляцию свинца и кадмия в волосяном покрове норок / Е.К. Еськов, Е.В. Крутикова // Кролиководство и звероводство. 2015. №5. С.15-16.
2.Завьялов О.А. Адаптационные изменения элементного статуса герефордского скота канадской селекции к условиям Южно-Уральской биогеохимической провинции / О.А. Завьялов, А.Н. Фролов, А.В. Харламов, Г.К. Дускаев, М.Я. Курилкина // Вестник мясного скотоводства. 2016. №2(94). С.7-13.
3.Мирошников С.А. Справочные материалы концентраций эссенциальных и токсичных элементов в шерсти мясного скота / С.А. Мирошников, А.Н. Фролов, А.О. Завьялов, М.Я. Курилкина // Животноводство и кормопроизводство. 2019. Т.102, №1. С.31-39
4.Нарожных К.Н. Изменчивость, корреляции и уровень тяжелых металлов в органах и тканях герефордского скота в условиях Западной Сибири / Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. - Новосибирск, 2019. - 163 с.
5.Нотова С.В. Необходимость учета региональных особенностей в моделировании процессов межэлементных взаимодействий в организме человека / С.В. Нотова, С.А. Мирошников, И.П. Болодурина, Е.В. Дидикина // Вестник Оренбургского государственного университета. 2006. №52. С.59-69.
6.Baran A.,Wieczorek J. Concentrations of heavy metals in hair as indicators of environmental pollution // E3S Web of Conferences. 2013. 1: 21005.
7.Yediler A., Panou A., Schramel P. Heavy metals in hair samples of the Mediterranean Monk Seal (Monachusmona-chus) // Marine Pollution Bulletin. 1993. 26(3).P.156-159.
8.Zavyalov O.Method of sampling beef cattle hair for assessment of elemental profile / S. Miroshnikov, A. Khar-lamov, O. Zavyalov, A. Frolov, G. Duskaev, I. Bolodurina, O. Arapova // Pakistan Journal of Nutrition. 2015. 14(9). P.632-636.
САЛИХОВ ДАМИР ГАБДУЛЬБАРОВИЧ - магистрант, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Россия.
