Тяжелые металлы в почвах и кормах Республики Тыва

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОЧВАХ И КОРМАХ ЖИВОТНЫХ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА

Тяжелые металлы, кадмий, свинец, медь, цинк, пастбищная трава, сено, зерноотходы.

Среди экологических факторов, определяющих прогрессирующее загрязнение окружающей среды, одно из лидирующих мест занимают тяжелые металлы как биологически активные соединения. Попадая в результате антропогенной деятельности в природные среды, тяжелые металлы начинают мигрировать, включаясь в биологический круговорот, и при определенных биогеохимических условиях и концентрациях оказывают токсическое воздействие на людей, животных и растения. Применительно к тяжелым металлам наиболее опасными путями их движения считаются пищевая цепочка: почва - сельскохозяйственные культуры - человек - и нисходящее перемещение в почвенном профиле до грунтовых вод. Массированное загрязнение тяжелыми металлами внешней среды может приводить к катастрофическим токсикозам растений, животных и людей, а при длительном воздействии способно вызвать сдвиги в существующем биологическом равновесии. Попав в организм теплокровных, тяжелые металлы нарушают биохимические процессы, ингибируют активность многих ферментов, угнетают белковый и нуклеиновый обмены, блокируют поступление в организм жизненно важных элементов, т. е. они обладают широким спектром токсических проявлений [Иванов, Папудини, Сафронов, 2000].

Цель данной работы - определить содержание тяжелых металлов в почвах и пастбищных кормах Республики Тыва.

Материалами исследований служили основные виды естественных кормов и почв Бай-Тайгинского, Чеди-Хольского и Тес-Хемского районов Республики Тыва. Отбор проб почв и их первичная обработка для химического анализа проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.02.84 «Почвы». Пробы кормов отбирались согласно ГОСТ 27262-87 «Корма растительного происхождения». Анализы содержания тяжелых металлов во всех объектах исследования выполнены на атомно-абсорбционном спектрофотометре ААS-3 на базе ФГУ ГСАС

«Тувинская» согласно методическим рекомендациям по атомно-абсорбционным спектрофотометрическим методам определения токсичных элементов в пищевых продуктах. Анализ почвы, проведенный по разным районам Республики Тыва, показал, что концентрации тяжелых металлов в почве Бай-Тайгинского, Чеди-Хольского и Тес-Хемского районов имеют значительные колебания (табл. 1).

Таблица 1

Содержание тяжелых металлов в почве, мг / кг

Район Кадмий Свинец Цинк Медь

Бай-Тайгинский 0,469±0,15 19,6±0,15 24,8±0,17 7,2±0,24

Чеди-Хольский 0,175±0,03 28,8±0,27 52,2±0,25 12,2±0,43

Тес-Хемский 0,152±0,04 12,5±0,52 26,2±0,63 13,5±0,21

ПДК 0,5 32 55 33

Среднее содержание тяжелых металлов в основном не превышает предельно допустимые концентрации. Однако содержание таких элементов, как кадмий, свинец и цинк, близки к предельно допустимым концентрациям и представляют опасность для здоровья животных. Так, в почвах Бай-Тайгинского района содержание кадмия составляет 0,469 мг / кг,

Экология

а в почвах Чеди-Хольского района наблюдается повышенное содержание цинка (52,2 мг / кг) и свинца (28,8 мг / кг).

С целью выявления приоритетных экотоксикантов в районах разведения пастбищных животных нами проведен анализ кормов на содержание тяжелых металлов. Исследованиям подвергли пастбищные корма, составляющие основу рациона животных.

Результаты исследования кормов в различных хозяйствах Республики Тыва представлены в табл. 2. Проанализировав данные, можно сделать вывод о том, что наиболее высокое содержание соединений кадмия наблюдается в пастбищной траве Бай-Тайгинского района - 0,32 мг / кг, на 6 % превышающее ПДК, в сене концентрация данного металла также близко к ПДК и составляет 0,28.

Таблица 2

Содержание тяжелых металлов в основных кормах Бай-Тайгинского и Чеди-Хольского районов, мг I кг

^рма Kадмий Свинец Цинк Медь

Бай-Тайгинский район

Трава пастбищная 0,32±0,04 0,41±0,31 22,30±1,12 12,53±0,17

Сено злаковое 0,28±0,01 0,37±0,04 18,19±0,68 7,65±0,68

Чеди-Хольский зайон

Трава пастбищная 0,020±0,00 0,20±0,04 9,40±0,034 1,60±0,09

Сено степное 0,113±0,01 0,89±0,09 27,70±0,96 4,77±0,31

Зерноотходы 0,39±0,04 0,39±0,07 26,23±0,32 3,78±0,27

Превышение ПДК по кадмию отмечено также в зерноотходах Чеди-Хольского района -

0,39 мг / кг, что гораздо выше предельно допустимой концентрации. Соединения кадмия играют важную роль в процессе жизнедеятельности животных и человека. В повышенных концентрациях он токсичен, особенно в сочетании с другими токсичными веществами [Новиков, Тремасов, 2004]. Его ПДК в грубых и концентрированных кормах составляет 0,3 мг / кг. Кадмий признан веществом с доказанной канцерогенностью. В местностях, характеризующихся высоким содержанием кадмия во внешней среде, процент заболеваний людей злокачественными новообразованиями более высокий. Высокое содержание в пастбищной траве и в почве Cd объясняет его относительно высокое содержание в кормах.

Следующим металлом, представляющим токсическую опасность не менее, чем кадмий, является свинец. Свинец - промышленный яд, способный при неблагоприятных условиях оказаться причиной отравления. В организм человека и животных проникает главным образом через органы дыхания и пищеварения. Удаляется из организма очень медленно, вследствие чего накапливается в костях, печени и почках [Кононский, 1992]. По нормативам ПДК его концентрация допускается на уровне 0,6 мкг / г (для субпродуктов) и 0,5 мкг / г для мясных продуктов.

Полученные данные по содержанию соединений свинца в основных кормах животных свидетельствуют о незначительном загрязнении их этим металлом. Так, содержание свинца в пастбищной траве и сене Бай-Тайгинского района составляет 0,41 и 0,37 мг / кг, а в пастбищной траве и сене Чеди-Хольского района - соответственно 0,20 и 0,89 мг / кг. Зерноотходы Чеди-Хольского района содержат 0,39 ± 0,06 мг / кг свинца. Средний показатель также ниже предельно допустимых концентраций.

Наибольшая концентрация цинка обнаружена в сене степном (27,7 мг / кг) и зерноотходах (26,23 мг / кг) Чеди-Хольского района. Меньше всего накапливает его пастбищная трава того же района - 9,4 мг / кг. А в Бай-Тайгинском районе трава пастбищная содержит значительное количество цинка - 22,3 мг / кг, в сене концентрация его составила 18,19 мг / кг. Известно, что цинк в больших концентрациях является токсичным элементом для организма человека и животных. ПДК для этого элемента в печени и костной ткани крупного рогатого скота

составляет 100 мкг / г. Средний показатель цинка ниже предельно допустимых концентраций. Что касается меди, то наибольшая ее концентрация зафиксирована в траве пастбищной Бай-Тайгинского района - 12,53 мг / кг, а в сене его содержание составляет 7,65 мг / кг. ^р-ма Чеди-Хольского района накапливают незначительное количество меди. В траве пастбищной ее концентрация составила 1,60 мг / кг, сене степном - 4,77мг / кг и зерноотходах - 3,78 мг / кг. Медь обладает кумулятивным действием и накапливается в основном в печени [Тюти-ков, ^рпова, Ермакова, 2000]. При хроническом действии развивается гепатодистрофия и затем атрофический цирроз. Телята к меди более чувствительны, чем взрослые животные. Отравлению данным элементом способствуют корма, бедные молибденом и серой, но богатые медью. При этих условиях животные усваивают повышенное количество меди. Потребность в этом элементе складывается от содержания в кормах кадмия, цинка, молибдена, серы. Токсические дозы меди сульфата для овец составляют 20 мг / кг, для крупного рогатого скота - 400 мг / кг Результаты наших исследований показали, что наибольшее накопление Си происходит в пастбищной траве Бай-Тайгинского района, уровень его составил 12,53 мк / кг Нами сделаны следующие выводы.

1. Территория Республики Тыва имеет неодинаковую степень загрязнения тяжелыми металлами. В почвах Бай-Тайгинского района отмечено высокое содержание кадмия, Чеди-Хольского - свинца и цинка. В зависимости от типов почв на многих участках отмечено превышение П,^ по кадмию, свинцу и цинку.

2. В основных кормах Бай-Тайгинского и Чеди-Хольского районов зафиксирована высокая концентрация кадмия и меди. Трава пастбищная Бай-Тайгинского района содержит

0.32.мг / кг кадмия и 12,53 мг / кг меди, в зерноотходах Чеди-Хольского района концентрация кадмия составляет 0,39 ± 0,041мг / кг, что превышает в 1,3 раза.

3. ^дмий преимущественно концентрируется в зерноотходах, что следует учитывать при скармливании концентрированных кормов животным.

Библиографический список

1. Иванов А.В., Папуниди ^Х., Сафонов В.Г. Содержание тяжелых металлов в почвах и кормах некоторых регионов Республики Татарстан // Ветеринарный врач. 2000. № 2. С. 61-63.

2. ^шнский А.И. Биохимия животных. М.: ^лос, 1992. 528 с.

3. Новиков В.А., Тремасов М.Я. Техногенное воздействие тяжелых металлов // Ветеринария. 2004. № 11. С. 51-55.

4. Тютиков С.Ф., ^рпова Е.А., Ермаков В.В. Экологический мониторинг качества микроэлементов // Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде: матер. междунар. науч.-практ. конф. Семипалатинск: Семей-Печать, 2000. С. 260-261.