Агроэкологическая оценка влияния тяжелых металлов на качество корнеплодов и биохимические показатели животных

и пищевых продуктах не оказывает какого-либо вредного действия на взрослых и детей. Исключение составляют дети младше шести месяцев, особенно младенцы до трех месяцев. Так записано в материалах Всемирной организации здравоохранения.

Безопасность пищи — это более широкая проблема, на которую ученые и практики должны, что называется, навалиться всем миром. На фоне этой большой проблемы опять же хочется вспомнить одну из многих статей в газетах, освещающих усеченно и односторонне проблему решения безопасности пищи, - статью А. Вознесенского, который видит решение проблемы в отказе от применения удобрений. Вот что он пишет: «В Дании и Голландии закон запрещает применять химические удобрения» и что «полуграмотное тотальное пользование нитратами стало одной из причин того, что наша жизнь короче жизни среднего американца».

В противовес информации поэта А. Вознесенского скажу, что если в мире (возьмем 1986 г.) на 1 га пашни применялось 87,1 кг д.в., (в т.ч. 47,4 кг азота), в РФ -118,1 кг (51,3 кг азота), то самые высокие дозы удобрений применялись в Нидерландах (798,5 кг/га д.в., в т.ч. 568,8 кг азота). Здесь же получены и самые высокие урожаи пшеницы (81,2 ц/га), ржи (46,7 ц/га), ячменя

A.B. СИНДИРЕВА, Н.К. ТРУБИНА

Омский государственный аграрный университет

УДК 633.41/43.004.12: [546.47/48+546.74]

Загрязнение окружающей среды веществами, вредными и опасными для здоровья, во все больших масштабах приобретает значение экологического фактора. В связи с этим расширяется круг задач, включающих изучение свойств токсических веществ, механизма их действия на живой организм, диагностики и профилактики их вредного влияния [1].

Среди многочисленных загрязнителей особое место занимают тяжелые металлы - к ним условно относят химические элементы с атомной массой свыше 50, обладающие свойствами металлов и металлоидов.

Тяжелые металлы обладают большим сродством к физиологически важным соединениям и способны инак-тивировать последние. Их избыточное поступление в организм живых существ нарушает процессы метаболизма, тормозит их рост и развитие. В сельском хозяйстве это выражается в снижении выхода продукции и ухудшении ее качества. Поскольку тяжелые металлы поступают в организм человека и травоядных животных в основном с растительной пищей, а обогащение последней происходит главным образом из почвы, почвенно-агрохимичес-

(62,5 ц/га), овса (61,4 ц/га), кукурузы на зерно (100 ц/га), картофеля (429,6 ц/га) и т.д.

Второе место в мире по количеству применяемых минеральных удобрений занимает Япония (428,4 кг/га), третье - ФПГ (428,3 кг/га), затем идут Великобритания (359,9 кг/га), Франция (302,7 ц/га). В этих же странах наблюдается и самая высокая урожайность сельскохозяйственных культур.

Таким образом, нетрудно заметить, что между рациональными дозами применяемых удобрений и величиной урожая и его качеством наблюдается прямо пропорциональная зависимость. И в этих странах, как и у нас в России, азот в виде нитратов - это основа получения высоких урожаев, богатых аминокислотами, белками, витаминами и каротином. Отсюда можно сказать, что поэзия без нитратов не может существовать, а нитраты без поэзии существуют всегда. Удобрения, как и огонь, могут нести людям тепло, благополучие, а могут - горе и несчастье. Все зависит от того, насколько умело мы ими пользуемся.

ЕРМОХИН Ю.И. - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик Российской академии АО, заслуженный деятель науки РФ.

кие исследования техногенно загрязненных территорий приобретают важное значение[2].

С помощью наших исследований получены данные о влиянии ацетатных солей тяжелых металлов (кадмия, никеля, цинка), вносимых в лугово-черноземную почву Омской области, на содержание тяжелых металлов в корнеплодах моркови и свеклы.

Мелкоделяночные полевые опыты со столовой свеклой и морковью были заложены на территории опытного поля ОмГАУ в 1997-1999 годах по следующей схеме:

1. Фон

2. Фон + кадмий

3. Фон + никель

4. Фон + цинк

Фоном для свеклы явилось внесение Р90, для моркови Р90. Опыты были заложены в 4-кратной повторности.

Исследования показали, что влияние кадмия, никеля, цинка на содержание тяжелых металлов в растении зависело от культуры, вносимого элемента и метеорологических условий года.

Рассмотрим влияние кадмия, никеля, цинка на содер-

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА КАЧЕСТВО КОРНЕПЛОДОВ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЖИВОТНЫХ_

В УСЛОВИЯХ ОПЫТНОГО ПОЛЯ ОМГАУ ПОЛУЧЕНЫ ДАННЫЕ о влиянии АЦЕТАТНЫХ СОЛЕЙ СЬ. Ш, 2п, ВНОСИМЫХ ДО ПОСЕВА В ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНУЮ ПОЧВУ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ, НА СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В КОРНЕПЛОДАХ МОРКОВИ И СВЕКЛЫ. ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАЛИ, ЧТО ВЛИЯНИЕ а/, №, 2п НА СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В РАСТЕНИЯХ ЗАВИСЕЛО ОТ КУЛЬТУРЫ, ВНОСИМОГО ЭЛЕМЕНТА И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ГОДА.

В НАШИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ОПРЕДЕЛЕНО ПОСТУПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ С КОРМАМИ В ОРГАНИЗМ КРОЛИКОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ИЗМЕНЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ. УСТАНОВЛЕНО, ЧТО ПРИ ПРЕВЫШЕНИИ ПДК ПО СР И РВ В КОРМАХ У ЖИВОТНЫХ В ПЛАЗМЕ КРОВИ СНИЖАЕТСЯ ОБЩИЙ БЕЛОК И УВЕЛИЧИВАЕТСЯ АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ АМИНОТРАНСФЕРАЗ.

жание тяжелых металлов в корнеплодах моркови.

В 1997 году в корнеплодах моркови не наблюдается превышение ПДК по кадмию, свинцу, цинку, меди, никелю даже при внесении тяжелых металлов.

Внесение кадмия не способствовало накоплению тяжелых металлов выше уровня контроля. При внесении никеля увеличивается содержание кадмия, свинца, цинка. Внесение цинка также способствует увеличению содержания тяжелых металлов, особенно свинца, по сравнению с контролем.

В условиях сухого и жаркого 1998 пода внесение тяжелых металлов не способствовало их увеличению по сравнению с контролем в корнеплодах моркови.

В 1999 году при внесении кадмия наблюдается увеличение кадмия и свинца по сравнению с контролем и превышение ПДК по кадмию. При внесении цинка увеличивается содержание кадмия и особенно свинца по сравнению с контролем.

Рассмотрим влияние кадмия, никеля, цинка на содержание тяжелых металлов в корнеплодах свеклы.

В условиях умеренно-влажного 1997 года наблнэдает-ся превышение ПДК по кадмию и свинцу в корнеплодах свеклы даже на контрольном варианте. Внесение кадмия способствовало накоплению цинка. Внесение никеля способствовало увеличению содержания всех тяжелых металлов (в особенности кадмия и цинка) по сравнению с контролем. Внесение цинка также способствовало накоплению тяжелых металлов, в особенности кадмия и цинка, содержание которых выше уровня контроля в 2 раза (цинк) и вЗ раза (кадмий).

Условия 1998 года не способствовали превышению ПДК тяжелых металлов даже при их внесении. Внесение кадмия способствовало увеличению кадмия. Внесение никеля способствовало увеличению всех определяемых тяжелых металлов, за исключением меди. Содержание кадмия на этом варианте выше уровня контроля в 2 раза. Внесение цинка способствовало накоплению кадмия, меди и никеля.

В 1999 году не наблюдается превышение содержания тяжелых металлов выше ПДК. При внесении кадмия наблюдается увеличение цинка. При внесении никеля увеличивается содержание всех определяемых тяжелых металлов в свекле.

Рассматривая систему почва - растение - животный организм, мы поставили цель: изучить влияние тяжелых металлов не только на химический состав растений, но и на биохимические показатели животных. Наша задача -определить, будут ли оказывать данные растения токсикологическое действие, если их использовать в качестве кормов.

Объектом исследования являются кролики. Животные разделены на 4 группы по особенностям кормления: контрольная (обычный рацион), первая опытная (обычный рацион + корма, содержащие кадмий), вторая опытная (обычный рацион + корма, содержащие никель), третья опытная (обычный рацион + корма, содержание цинк). Эксперимент проводился в 1997-1999 гг.

Исходя из содержания кадмия, никеля, цинка, свинца, меди в корнеплодах, используемых в качестве кормов животным, рассчитано поступление данных тяжелых металлов в организм кроликов.

В 1997 году выше ПДК поступали кадмий и свинец во все опытные группы.

В 1998 году не наблюдалось поступление тяжелых металлов выше ПДК.

В 1999 году выше ПДК поступал кадмий в пищу животным «кадмиевой» и «цинковой» групп.

В литературе имеется много сведений о биохимической роли и об отрицательном воздействии тяжелых металлов. Цинк и его соединения малотоксичны для живот-

ных при поступлении в организм с пищей и питьевой водой. Вместе с тем в литературе приводятся данные о канцерогенном действии цинка при его большом содержании в питьевой воде и кормах. Цинк, введенный в организм, накапливается в печени и поджелудочной железе [3,4].

При продолжительном действии соединения никеля производят серьезные изменения в организме экспериментальных животных. Патологические изменения наблюдались в капиллярах, особенно в мозге, надпочечниках, в почках, ослабляется деятельность мышцы сердца, наблюдаются депрессивные состояния центральной нервной системы, под влиянием сернокислого никеля у кроликов были обнаружены патологические изменения во внутренних органах: печени, почках, мышце сердца и се-лезенке[3].

Биологическая роль кадмия изучена недостаточно. В отличие от цинка, как активатора многих ферментов, кадмий является ингибитором большинства ферментов. Между кадмием и цинком существует физиологический антагонизм: общее токсическое действие кадмия снижается при добавлении в диету повышенного количества соли цинка. Соли кадмия, попавшие в желудочно-кишечный тракт, вызывают воспаление почек, жировое перерождение печени и сердца, кишечные кровотечения. Из организма кадмий выводится очень медленно[5].

Из анализа литературных данных видно, что одним из основных депо тяжелых металлов является печень.

Накапливаясь в печени, вредные вещества могут вызвать нарушение одной, нескольких или многих ее функций, возникающие вследствие острого или хронического повреждения гепатоцитов.

Для оценки влияния кормов с тяжелыми металлами на функции печени использовали ряд стандартных биохимических тестов, основанных на определении в плазме крови следующих показателей:

• содержание билирубина - оценивается экскреторная функция печени,

• активность аминотрансфераз (аланин-аминотранс-феразы и аспарат-аминотрансферазы) оценивается степень повреждения клеток,

• активность щелочной фосфатазы - оценивается хо-лестаз,

• содержание общего белка и белковых фракций - альбуминов - синтетическая функция печени.

Анализ тестов показал, что практически все функции печени сохранены. Однако в тех группах животных, где поступление тяжелых металлов в пищу было выше ПДК, намечена следующая тенденция: снижен общий белок и повышена активность аминотрансфераз по сравнению с контролем, что является показателем цитолиза клеток. Поэтому для более полной оценки влияния кормов с тяжелыми металлами на функции печени будет увеличен спектр биохимических исследований и проведен гистохимический анализ органа.

ЛИТЕРАТУРА

1. Экология человека. Основные проблемы / В.Б. Казначеев, Б.С. Преображенский. // Сборник научных трудов -М.: Наука, 1988.

2. Ильин В.Б. Тяжелый металлы в системе почва -растение.-Новосибирск: Наука, 1991-149 с.

3. Грушко Я.М. Ядовитые металлы. - М.: Медицина, 1972.

4. Хухрянский В.Г., Циганенко Я.И., Павленко Н.В. Химия биогенных элементов.- К.: Высш. Школа, 1990.

5. Швайкова М Д. Токсикологическая химия. - М.: Медицина, 1975.

СИНДИРЕВА A.B. - аспирант каф. агрохимии.

ТРУБИНА Н.К. - доцент каф. агрохимии.