CC BY
43
УДК 6363:637:636.087.6
Сачко Р. Г.1, к. с.-г. н., Лесик Я. В.1, к. вет. н., Пилипець А. З.1, к. с.-г. н., Грабовська О. С.1, к. б. н., Венгрии А. В.2, к. вет. н. (romans-34@i.ua) © Институт бюлогИ'тваринНААН 2Львгвськии нацюнальнииушверситет ветеринарногмедицини та бютехнологт гмеш С. 3. Тжицъкого
ВМ1СТ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В У ГРУНТ1, КОРМАХ ТА БЮЛОГ1ЧНОМУ МАТЕР1АЛ1 В АГРОЕКОЛОГ1ЧНИХ УМОВАХ Л1СОСТЕПУ ТА
ПОЛ1ССЯ
Досл1джували вм1ст Стронцт, Кадмт, Свинцю та Стануму (Бг, Cd, РЬ, Бп) у бюлог1чнт систем/ довкшля-корми-тварина-продукщя тварин в умовах Л1состепу та Пол1сся Украши. Узразках Трунт1в стъсъкогосподарсъких уг1дъ ргзних агроеколог1чних умов Лжостепу та Полжся вм1ст дослгджуваних елемент1в не перевищував гранично допустимих концентрами (ГДК). Встановлено вищии р1венъ важких метал1в (ВМ) у зразках грунту з стъсъкогосподарсъких уг1дъ господарства СГПП «Лище», яке розташоване в бюгеох1м1чнт провтцп Лжостепу. На концентрацт ВМ у грунт1 ргзних бюгеох1м1чних провтцт впливае вгдстанъ сыъсъкогосподарсъких уг1дъ до промислових тдприемств та надм1рне внесения мтералъних добрив до грунту / застосування засоб1в захистурослин. Вмгст ВМу вод/ буву межах допустимих ветеринарно-саштарних норматив1в.
ВМ з грунту акумулюютъся вегетативною частиною рослин, особливо злакових культур. Встановленоргзницгу концентрацИ'Свинцю (РЬ) та Стануму (Бп) у кормах, заготовлених у господарствах в умовах Лжостепу та Полгсся: вищии р1венъ цих елемент1в встановлено у силоы, солом1 та комб\корм1, заготовлених в агроеколог1чних умовах Полгсся. Вмгст Кадмт (Cd) у кормах з господарств ргзних агроеколог1чних зон Лжостепу та Полкся буе маиже однаковим. У заготовлених вргзних бюгеохгм1чних пров1нц1ях кормах ргвенъ Бг, Cd, РЬ та Бп не перевищував ГДК.
У зразках кровг, шерст1 та молока, ям брали у кор1в з господарств, розташованих ур1зних бюгеох1м1чних пров1нц1ях, вмгст дослгджуваних ВМ буе у межах максимально допустимих р1втв (МДР). КонцентрацИ Стронцт та Свинцюу кров1 кор1в господарствр1зних бюгеох1м1чних провтцт в1др1зняютъся маижеу 2 рази. Угосподарствах СТОВ «Украта» та СГПП «Лище» суттевих ргзницъ у вм1ст1 ВМ у молоц1 кор1в не встановлено. Високий вм1ст Стануму у шерст1 кор1в може вказувати на тривале накопичення цъого елемента в оргашзм1.
Ключов1 слова: корови, довтлля, грунт, вода, корми, важт метали, продукщя тварин, бюгеох1м1чна пров1нц1я, еколог1я, токсичшречовини
© Сачко Р. Г., Лесик Я. В., Пилипець А. 3., Грабовська О. С., Венгрии А. В., 2013
415
Зростання антропогенного впливу на екосистеми призвело до забруднення довкшля токсичними сполуками, в тому числ1 важкими металами, що ставить перед св1товою наукою ряд важливих проблем запоб1гання розповсюдженню, накопиченню та контроль за !х вмютом у грунт^ вод1, кормах, оргашзм! тварин та продукци тваринництва [1-3]. Серед токсичних речовин, як1 акумулюються у р1зних ланках троф1чних ланцюпв наземних I водних екосистем найнебезпечшшими е ВМ, як1 надходять ¿з викидами автотранспорту, вщходами промисловост1 та сшьського господарства, при використанш агрох1м1кат1в I мшеральних добрив [4-6]. Грунт штенсивно акумулюе важк1 метали, поглинае I збер1гае !х, тому довготривале I систематичне внесения добрив I отрутох1м1кат1в може пщвищити 1х концентрацию. Вщомо, що найбшьша кшьккть Кадмш мютиться у фосфорних добривах (вщ 0,02 до 10 мг/кг). Максимально допустиме надходження Сё у грунт за нормами Свропейських кра!н становить 4 г/кг в р1к. При надходженш Сё з кормами в оргашзм тварин вражаються нирки, порушуеться синтез бшка та баланс в1тамш1в. Кадмш пригшчуе фосфорно-кальщевий обмш, а також впливае на метабол1зм деяких м1кроелемент1в [7, 8].
ВМ вщносяться до небезпечних забруднювач1в довкшля, яю через токсичний стрес спричиняють р1зномаштш порушення функционального стану оргашзму тварин I людей. Потрапляючи в оргашзм в невеликих дозах, протягом тривалого часу, I накопичуючись в р1зних органах I тканинах, ВМ можуть викликати токсикози, як1 супроводжуються порушеннями бюх1м1чних процеЫв, структури I функцп кл1тин, зокрема проникност1 останшх для х1м1чних компонент внутршнього середовища [9, 10].
Корми, забруднеш нав1ть малою кшьюстю ВМ можуть бути причиною субклмчного отруення тварин. Доведено, що вмют Свинцю (РЬ) I Кадмш (Сё) у внутршшх органах I м'язах тварин при використанш корм1в з шдустр1ально розвинутих регюшв у декшька раз1в перевищував 1х р1вень, шж у тварин з еколопчно чистих зон. 3 даних л1тератури вщомо,що корми е основним джерелом надходження в оргашзм тварин ВМ I може сягати до 99 % вщ 1х загально! кшькостг [11-13].
Беручи до уваги широкий спектр бюлопчно! I токсично! дп ВМ, яка спричиняе зниження здатност1 до вщтворення, збереженост1 та продуктивное^ тварин, заслуговуе на увагу необхщшсть вдосконалення системи ведения галуз1 тваринництва та год1вл1 тварин зокрема.у зонах пщвищеного техногенного навантаження сшьськогосподарського виробництва. Складна еколопчна ситуащя, зумовлена ВМ, вимагае профшактичних заход1в, як1 спрямоваш на попередження надходження важких метал1в до оргашзму тварин та людей. Дослщження вмкту ВМ у троф1чному ланцюгу довкшля-корми-тварина-продукщя тварин у р1зних бюгеох1м1чних провшцшх Украши е актуальними I необхщними для з'ясування розповсюдження !х у довкшл1, вивчення !х бюгенно! м1граци та процесу проникнення у тваринницьку продукцш [14-16]. .Тому метою нашо! роботи було вивчити вмкт (8г, Сё, РЬ, 8п) у бюлопчнш
416
система довкшля-корми-тварина-тваринна продукщя в агроеколопчних умовах Лкостепу та Полюся.
Матер1али 1 методи. Дослщження проводили в господарствах С! 1111 «Лище» Луцького р-ну, Волинсько! обл., яке розташоване в агроеколопчнш зош Лшостепу та СТОВ «Украша» Ковельського р-ну, Волинсько! обл., що знаходиться в кл!матичнш зош Полкся. У цих господарствах сформували групи кор1в чорно-рябо! породи по 10 тварин у кожнш, яю були аналогами за вжом, продуктившстю, ф1зюлопчним станом, утримувалися на збалансованому рацюш за встановленими нормами год!влг Для дослщження вщбирали зразки грунту, води, корм1в, що входили до рацюну кор1в(силос, солома, комбкорм), а вщ тварин вщбирали кров з яремно! вени, зразки шерст! з дшянки холки та молоко. Зразки грунту вщбирали за методикою вщбору грунт1в згщно з ДСТУ 4287:2004. Для дослщження вмкту ВМ зразки грунту мшерал1зували методом сорбци, а корми, кров, молоко та шерсть методом сухого озолення, згщно з ДСТУ 26929-94. Визначення вмкту ВМ у вщ1браних зразках проводили за допомогою атомно-абсорбц1йного спектрофотометра С-115М
Результати й обговорення. Визначення вм1сту ВМ: 8г, Сё, РЬ, 8п у зразках грунту, вщ1браних у с1льськогосподарських упддях господарств СГПП «Лище», б1огеох!м1чно! провшци Л1состепу та СТОВ «Укра!на», розташованого в агроеколог1чних умовах Пол1сся, показали, що !х р1вень не перевищував гранично допустимих концентрац1й для грунт1в. Однак проведен! досл!дження показали, що вмкт досл!джуваних метал!в у грунт!, вадбраному в господарств! Л!состепово! зони Укра!ни був вищим (табл. 1). Р!зниця в концентрац!! ВМ у грунтах господарства СГПП «Лище» може вказувати на те, що дослщжуваш елементи були внесен! у великих кшькостях з добривами, отрутох!м!катами ! акумулювались у верхньому шар! грунту. На показники вм!сту ВМ у грунтах цього господарства впливае невелика вщдаль с!льськогосподарських уг!дь до пщприемств м. Луцька та автомаг!страл!. 1з наведених в таблиц! результат!в видно, що вмкт досл!джуваних елемент!в у вод! з обох б!огеох!м!чних провшцш був в межах допустимих р!вшв ! в!дпов!дав ветеринарно- г!г!ен!чним вимогам.
В!домо, що м!ж р!внем ВМ у грунт! та накопиченням !х у с!льськогосподарських культурах. ¿снуе залежшсть [17]. Одержан! результати досл!джень корм!в, як! входили до рац!ону кор!в ! були заготовлен! у сшьськогосподарських уг!ддях господарств показали, що вмют деяких досл!джуваних елемент!в в!др!знявся у 2 рази. Зокрема вм!ст Стронцш був вищим в солом!, з господарства, розташованого в бюгеох!м!чнш провшцп Л!состепу ! перевищував ГДК цього елемента в кормах, — 0,5 мг/кг корму. У силос! та комбжормах, що входили до рацюну кор!в ! заготовлен! в господарствах, як! розташоваш в р!зних агроеколопчних умовах, р!вень цього елемента був у межах допустимих концентрацш.
Встановлено, що вм!ст Кадм!ю в кормах господарств р!зних б!огеох!м!чних пров!нц!й, суттево не в!др!знявся ! був у межах МДР (0,3 мг/кг
417
корму). Концентрацп Кадмш у комбжормах з р1зних бюгеох1м1чних провшцш вщр1зняються вдв1ч1.
Одержан! результати щодо вмкту Свинцю в силоЫ, солом1 та комбшорм1, що згодовували коровам у господарств1, розташованому в агроеколопчних умовах Полюся, були вищими, але не перевищували ГДК цього елемента в кормах (5,0 мг/кг корму). Проведен! дослщження показали суттеву р1зницю щодо вмюту цього елемента у грунт1 та кормах в межах агроеколопчно! провшци Люостепу.
Таблиця 1
Вмкт важких метал1в у грунт! 1 кормах, мг/кг М±т_
Назва Мгнеральт елементи
Sr Cd Pb Sn
Полюся Люостеп Полюся Ллсостеп Полюся Люостеп Полюся Шсостеп
Грунт 0,23±0,03 0,53±0,04 0,10±0,02 0,34±0,05 0,92±0,07 3,68±0,16 0,99±0,07 2,02±0,4
Вода 0,02±0,004 0,01±0,002 0,01±0,003 0,01±0,002 0,01±0,00 0,01±0,00 0,41±0,00 0,57±0,00
Силос 0,23±0,002 0,20±0,02 0,18±0,015 0,15±0,02 0,55±0,06 0,24±0,03 2,94±0,2 0,69±0,05
Солома 0,25±0,03 0,78±0,04 0,12±0,012 0,12±0,01 0,57±0,07 0,20±0,02 5,44±0,25 1,06±0,3
Комбжорм 0,19±0,02 0,18±0,03 0,35±0,05 0,10±0,02 1,02±0,08 0,44±0,04 5,02±0,32 1,82±0,4
Результата дослщжень (табл. 1) свщчать про р1знищ щодо вмкту Стануму в силос1, солом1 та комб1корм1 р1зних бюгеох1м1чних провшцш. У кормах, що входили до рацюну кор1в, вмют Стануму був вищим у бюгеох1м1чнш провшци Полкся, але не перевищував ГДК. У кл1матичнш провшци Лкостеп спостер1гаеться пряма залежшсть м1ж вмктом Стануму у Грунт1 та кормах. Одержан! результати свщчать, що вмют Свинцю та Стануму в кормах, заготовлених в агроеколопчних умовах Полкся, був вищим, а вмкт Стронщю та Кадмш був майже однаковим в обох бюгеох1м1чних провшщях.
1з л1тературних даних вщомо, що ВМ з корм1в трансформуються в оргашзм тварин та впливають на штенсивнють метабол1чних процеЫв, ф1зюлого-бюх1м1чний стан та продуктивш якост1 тварин. Встановлеш р1знищ в концентрацп ВМ у кров1, шерст1 та молощ, взятих для дослщжень в господарствах р1зних агроеколопчних провшцш (табл. 2). Вмкт Стронцш в кров1 кор1в, що утримуються в господарств1 СГПП «Лище», був вищим, але в межах МДР. Под1бно, як \ в зразках корм1в, вмют Свинцю у кров1 кор1в був вищим у бюгеох1м1чнш провшци Полкся.
Таблиця 2
Вмкт важких метал1в в кровь шерсл та молощ кор1в, М±т
Назва Мгнеральт елементи
Sr Cd Pb Sn
Полюся Люостеп Полюся Люостеп Полюся Люостеп Полюся Люостеп
Кров, мг/л 0,09±0,02 0,25±0,02 0,17±0,01 0,22±0,03 0,43±0,06 0,23±0,03 2,18±0,18 1,77±0,29
Шерсть, мг/кг 0,85±0,11 0,54±0,06 0,29±0,03 0,13±0,01 1,06±0,09 1,63±0,28 7,34±1,11 18,09±1,7
Молоко, мг/л 0,16±0,02 0,16±0,015 0,09±0,01 0,04±0,01 0,31±0,04 0,24±0,01 1,64±0,34 1,05±0,14
418
Анал1зуючи одержан! результати дослщжень щодо вмкту ВМ у молощ кор1в, як1 утримуються у бюгеох1м1чних провшщях Полюся та Лкостепу, встановлеш р1знищ вмюту Кадмш, Свинцю та Стануму. При цьому слщ зазначити, що р1вень дослщжуваних елемент1в не перевищував ГДК цих елемент1в у молощ.
Надходження ВМ з кормами до оргашзму кор1в, трансформащя та накопичення 1х у шерст1 вщр1зняеться в агроеколопчних умовах Полюся та Люостепу. Одержан! даш вмкту Стронцш Кадмш, Свинцю та Стануму в шерст1 кор1в вказують на те, що акумулящя дослщжуваних елемент1в вщбуваеться впродовж тривалого часу. Вмют Стануму в зразках шерст1 кор1в з господарства, яке знаходиться в бюгеох1м1чнш провшци Лкостепу, був вищим у 2,5, а Свинцю — у 1,5 раза. Р1вень Стронцш та Кадмш, навпаки, був вищим у зразках шерст1 кор1в в агроеколопчних умовах Полюся. Проведен! нами дослщження показали вщмшност1 щодо вмкту ВМ (8г, Сё, РЬ, 8п) у бюгеох1м1чних провшщях Полкся та Лкостепу у дослщжуваних зразках, проте 1х концентраци не перевищували МДР.
Висновки.
1. Вмют ВМ у зразках, взятих для дослщжень в агроеколопчних умовах Полюся та Л1состеп, не перевищував ГДК.
2. На вмкт ВМ у дослщжуваних зразках грунт1в впливае вщдаль вщ основних джерел забруднення.
3. Встановлена залежшсть м1ж р1внем ВМ у грунт1 та накопиченням 1х у сшьськогосподарських культурах.
4. Встановлено р1знищ концентрацш ВМ у бюлопчному матер1ал1, вщ1браному з р1зних бюгеох1м1чних провшцш.
Перспективи подальших дослщжень. Провести мошторингов1 дослщження вмкту ВМ в шших бюгеох1м1чних провшщях Захщного регюну Украши в умовах техногенного навантаження у систем! довкшля-корми-тварина-тваринна продукщя 1 людина та розробити рекомендацп щодо зменшення негативного впливу важких метал1в на оргашзм тварин I яккть продукт1в тваринництва.
Л1тература
1. Богатирев А. Н. О производстве экологически безопасной пищевой продукции / А. Н. Богатирев // Молочная промышленность. — 2003. — № 2. — С. 17-19.
2. Галецкий Л. С. Региональный эколого-геохимический анализ влияния тяжелых металлов промышленных отходов на состояние окружающей среды Украины / Л. С. Галецкий, Т. М. Егорова // Науково-техшчний журнал «Еколопя довкшля та безпека життед1яльносп». — 2008. — № 5. — С. 10-15.
3. Величко В. О. Ф1зюлопчний стан оргашзму тварин, бюлопчна цшшсть молока I яловичини та 1х корекщя за р1зних еколопчних умов середовища / В. О. Величко. — Льв1в, 2007. — 295 с.
419
4. Бабш В. Ф. Канцерогенний ризик забруднення навколишнього середовища прюритетними х1м1чними сполуками та заходи первинно! профшактики : автореф. дис. д-ра мед. наук / В. Ф. Бабш. — К., 2004. — 37 с.
5. Kottferova J., Korenkova B. The effect of emissions on heavy metals concentrations in cattle from the area of an industrial plant in Slovakia // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. - 1995. - 29:3. - P. 400 - 405.
6. Kessels B.G., Wensing T., Wentink G. Clinical, chemical and hematological parameters in cattle kept in a cadmium contaminated area // Bulletin of Environmental Contamination & Toxicology. - 1990 - Vol.44(2). - P. 339 - 344.
7. Beyersmann D., Hechtenberg S. Cadmium Gene Regulation and Cellular Signalling in Mammalian Cell //Toxicology and Applied Pharmacology. - 1997. - P. 247 - 261.
8. Bryan C.W. The effect of heavy metals (other than mercury) on marine and estuarine organisms //Proc. Royal. Soc. London. -1971. - Vol. 177. - P. 389 - 411.
9. Decum M., Jula S., Biriescu I. Conctntration of heavy metals in milk and meat in western Romania // Revista- Romana-de-Medicina-Vetennara. - 1995. - 5:3 - P. 271 - 277.
10. Hetmanska B., Tomasik P. The metal-metal interactions in biological systems // Water, air and Soil Pollut. - 1994. - Vol. 74. - № 3-4. - P. 281-288.
11. Baykov B.,Gugova M., Stoyanov M Designing an artificialekological mesocosm for the stady of Cd and Pb impact on the immune system of experimental animals //Toxicology Letters. - Vol.89(1). - P. 5 - 10.
12. Litwinczuk A. Zawartosc Metali ciezkich (Pb I Cd) w mleku towarowym produkowanym w rejonach premyslowych I typowo rolniczych / A. Litwinczuk, A. Drozd-Janczak, M. Florek // Roczniki naukowe zootechniki. Annals of Animal Science. Institut zootechniki. — Krakow, 1999. — T. 26, Z. I. — P. 219-228.
13. Мшеральне живлення тварин / За ред. Г. Т. Клщенка, М. Ф. Кулика, М. В. Косенка, В. Т. Лковенка. — К. : Свп; 2001. — 576 с.
14. ФедорукР. С. Бюлопчна цшшсть i яюсть молока в контексп техногенного забруднення природного середовища та еколопчно! безпеки / Р. С. Федорук, I. I. Ковальчук // Бюлопя тварин. — 2007. — Т. 9, № 1-2. — С. 10-19.
15. Кравщв Р. Й., Буцяк Г. А., Сумюний вплив важких метал1в на oprarniM тварин. Науковий вкник ЛНУВМБТ ¿меш С. 3. Гжицького. 2008, т. 10, № 2 (37), с. 3-8.
16. Сачко Р. Г. Вмкт важких метал1в у бюлопчнш систем!: довкшля-корми-тварина i продукщя тварин в агроеколопчних умовах Л1состепу Украши / Р. Г. Сачко, Я. В. Лесик, А. 3. Пилипецъ, О. С. Грабовсъка, Г. Г. Денис, Ю. В. Мартин // Науково-техшчний бюлетень 1нституту бюлогп тварин i ДНДК1 ветпрепарат1в та кормових добавок. — 2013. — Вип. 14. — № 1-2. — С. 315-318.
17. Горд1енко О. А. Оцшка еколопчного стану грунт1в за bmIctom важких метал1в : 1-й Всеукрашський з'1зд еколопв : м1жнар. наук.-техн. конф., 4-7 жовтня, 2006 / О. А. Горд1енко, Я. I. Костик, О. В. Суровцева та ш. — С. 247.
420
Summary
Sahko R. G. 1, Lesyk Ja. V. 1, Pylypets A. Z.1, Grabobska O. S.1, Vengryn A. V.2,
1Institute Of Animal Biology NAAS 2Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S. Z. Gzhytskij CONTENT OF HEAVY METALS IN THE SOIL, FEED, AND BIOLOGICAL MATERIALS, SELECTED IN FOREST AND AGRO-ECOLOGICAL CONDITIONS POLISSYA REGION We investigated the content of Strontium, Cadmium, Lead and Tin (Sr, Cd, Pb, Sn) in biological systems environment-feed-animal-production animals in Forest and Woodlands of Ukraine. In soil samples from farms located in different agro-ecological conditions, the contents of the studied elements does not exceed the maximum permissible concentration (MPC). Found that heavy metals (HM) in soil samples from farmland farms SHPP «Lysche», which is located in Forest biogeochemical provinces were higher. The difference in the concentration of HM in the soil of different biogeochemical provinces affected by the location of farms to industrial and excessive application of fertilizers and plant protection products. The data on the content of heavy metals in water showed that their level was within acceptable veterinary and sanitary standards.
HM from the soil accumulated vegetative part of the feed, especially cereals. The results of research HM content in feed, harvested in farms located in different climatic zones, showed a difference in the concentration of Lead and Tin. Higher levels of these elements found in silage, straw and fodder, harvested in agro ecological conditions Polissya Region. Cadmium (Cd) in the feed farms from different agro-ecological zones were almost identical. In the harvested forage that cows fed in different biogeochemical provinces of the level of Sr, Cd, Pb and Sn does not exceed the maximum permissible concentration of these elements in the feed.
Content of HM in samples of blood, hair and milk, taken from the cows from farms located in different biogeochemical provinces was within the maximum allowable levels (MRL). Concentrations of Strontium (Sr) and Lead (Pb) in blood of cows kept on farms of different biogeochemical provinces differ in almost 2 times. In the cows milk taken for research in farms STOV «Ukraine» and SHPP «Lysche» significant differences of heavy metals is not elucidated. The high content of tin in wool cows indicates accumulation of this element in the cows for a long time.
Keywords: cows, environment, soil, water, feed, heavy metals, animals biogeochemical provinces, ecology, toxic substances
Рецензент - д.вет.н., професор Зав1рюха B.I.
421
