Влияние тяжелых металлов, содержащихся в костной ткани, на формирование параметров яиц сизого голубя в крупных промышленных центрах (на примере города Гомеля)

5. Рентгенодиагностика заболеваний и повреждений черепа / Г. Ю. Коваль [и др.]. - Киев : Здоровье, 1984. - 376 с.

6. Михайлов, А. Н. Рентгеносемиотика и диагностика болезней человека : справ. пособие / А. Н. Михайлов. - Минск : Вышэйшая школа, 1989. - 608 с.

7. Рентгенодиагностика заболеваний челюстно-лицевой области: Руководство для врачей / под. ред. Н. А. Рабухиной, Н. М. Чупрыниной. - М. : Медицина, 1991. - 368 с.

8. Гатих, В. С. Млекопитающие Припятского заповедника / В. С. Гатих // Припятский заповедник. Исследования. - Минск : Ураджай, 1976. - Вып. 1. - С. 135.

9. Неврология детского возраста: болезни нервной системы новорожденных и детей раннего возраста, эпилепсия, опухоли, травматические и сосудистые поражения : учеб. пособие для ин-тов (фак.) усоверш. врачей / Г. Г. Шанько [и др.] ; под общ. ред. Г. Г. Шанько, Е. С. Бондаренко. - Минск : Вышэйшая школа, 1990. - С. 47-48.

10. Млекопитающие Советского Союза / В. Г. Гептнер [и др.]. - М. : Высш. шк., 1967. - Т. II (часть первая). - 1004 с.

11. Шевченко, Л. С. Краниометрические показатели обыкновенной лисицы европейской части СССР / Л. С. Шевченко // Вестн. зоологии. - 1987. - № 3. - С. 63-71.

12. Саварин, А. А. Патологические деформации черепа белогрудого ежа, Erinaceus concolor (Erinaceidae, Insectívora), из Белорусского Полесья / А. А. Саварин // Вестн. зоологии. - 2006. - № 6. - С. 549-554.

13. Саварин, А. А. Особенности патофизиологических процессов в черепе белогрудых ежей (Erinaceus concolor Martin, 1838) на территории Беларуси / А. А. Саварин // Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных : материалы Междунар. научн. конф., Саранск, март 2005 г. -Саранск, 2005. - С. 196-200.

14. Сходство фаун гельминтов диких и домашних хищных семейств псовые и кошачьи / А. И. Ятусевич [и др.] // Ветеринарная наука - производству : материалы Междунар. науч.-практич. конф. «Актуальные проблемы ветеринарной медицины в условиях современного животноводства». - Минск, 2005. - С. 589-592.

15. Дубина, И. Н. Эхинококкоз животных Беларуси / И. Н. Дубина // Ветеринарная наука - производству : материалы Междунар. науч.-практич. конф. «Актуальные проблемы ветеринарной медицины в условиях современного животноводства». - Минск, 2005. - С. 199-200.

16. Савицкий, Б. П. Природные очаги болезней человека в национальных парках Беларуси / Б. П. Савицкий, Л. С. Цвирко, Н. П. Мишаева. - Минск : Хата, 2002. - 330 с.

Summary

The pathologies of the Canidaes skull dwelling in «Pripiatsky» reserve are analyzed. The following pathologies were observed: exostosis of the parietal bones (Canis lupus, Nyctereutes procyonoides); complex distraction of processus coronoideus, proc. articilaris and proc. angularis of (Vulpes vulpes). Exostosis say about violation of metabolism of calcium. The distraction of the lower jaw has oncological origin. It suggests the abnormal behaviour of the specimens.

Поступила в редакцию 08.10.07.

УДК 598.2:591.5:591.4:546

Е. Г. Тюлькова

ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В КОСТНОЙ ТКАНИ, НА ФОРМИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЯИЦ СИЗОГО ГОЛУБЯ В КРУПНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕНТРАХ

Введение

Современные крупные города с развитым промышленным производством характеризуются высоким уровнем загрязнения тяжелыми металлами и другими токсикантами.

Ранее установлено, что характер и степень накопления различных элементов в органах и тканях живых организмов отражает уровень их содержания в окружающей среде. С целью мониторинга окружающей среды в качестве биоиндикаторов широко используются птицы. Многие виды птиц являются последними звеньями трофических цепей, а значит, концентрации токсикантов в их организмах достаточно велики. Кости птиц представляют собой достаточно удобный объект для исследований, поскольку химический состав костной ткани отражает долговременное воздействие факторов окружающей среды на живые организмы [1].

Следует отметить, что при воздействии химических загрязнителей различной природы возможно нарушение репродуктивной функции и аномальное развитие яиц. Исследованиями Р. Мянда [2] было показано, что наиболее значимыми для развития эмбрионов являются линейные размеры (длина и наибольший диаметр), а также объем яйца. Кроме того, формирование вышеуказанных показателей во многом объясняется трофической специализацией птиц. Это связано с тем, что корм содержит набор как естественных, так и искусственных элементов, из которых строится не только тело птицы, но и ее яйцо. Оценить влияние и роль, главным образом, искусственных элементов в формировании птичьего яйца, а через него и всего орнитонаселения является важнейшей теоретической и практической задачей.

Методы исследования

Определение содержания тяжелых металлов в костной ткани сизых голубей проводилось методом атомной абсорбции по ГОСТу 26929-86 «Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения токсичных элементов» [3] и по ГОСТу 30178-96 «Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов» [4] на спектрофотометре модели 180-80 фирмы Hitachi в пламени ацетилен-воздух. Количественно оценивали содержание пяти металлов: свинец, марганец, цинк, медь, железо. Этот выбор обусловлен тем, что эти элементы, с одной стороны, относятся к основным компонентам загрязнения окружающей среды, а с другой - играют важную роль в процессах жизнедеятельности человека и животных.

Изучение морфометрических параметров яиц проводилось по методике, предложенной Р. Мяндом [2]. Использование такой методики имеет следующие преимущества: существенно сокращается время, затрачиваемое на рассмотрение кладок возле гнезда; уменьшается фактор беспокойства, что важно в случае человекопугливых видов; возможен сбор богатого количественного материала за короткое время и его обработка в любое удобное время; при необходимости реально увеличить изображение яйца.

На основании снятых с яиц промеров определялись:

1. Линейные размеры: а) длина (L, мм); б) наибольший диаметр (В, мм).

2. Объем (V, мл): V = 0,51 LB2

Место исследования

Сбор данных проводился на территории города Гомеля, в котором условно можно выделить три крупные промышленные зоны - западную, южную и северную.

Западная промышленная зона - зона высокого загрязнения атмосферы. Высокий потенциал загрязнения (свыше 5000 км3 в год) создают здесь ТЭЦ-2 и Гомельский химический завод. Зона при господствующих западных ветрах оказывает негативное влияние на состояние воздушного бассейна всего города. Район отличается повышенной запыленностью, в целом на него приходится 885,6 т в год загрязняющих веществ , что составляет 19,7% общего объема выбросов.

Южная промышленная зона, которая также отличается высоким загрязнением атмосферы, компактно располагается на крайнем юге города в Новобелицком районе. На территории зоны находятся следующие предприятия: Гомельдрев, фанерно-спичечный комбинат, Гомельский завод химического мела, завод сантехзаготовок, «Кристалл». Высокий потенциал объемного загрязнения атмосферы (свыше 3000 км3 в год) формируется за счет выбросов деревообрабатывающего и фанерного комбинатов, в которых содержится большое количество летучих органических соединений. На южную промышленную зону приходится 1505,5 т в год загрязняющих веществ, что составляет 33,5% общего объема выбросов по г. Гомелю.

Северная промышленная зона характеризуется также довольно высокой цифрой объемного загрязнения (до 1600 км3 в год) и неблагоприятным расположением относительно районов города при воздействии летних северо-западных ветров. На северную промышленную зону приходится 2107,4 т в год загрязняющих веществ, или 46,8% общего объема выбросов.

*

Здесь и далее имеются в виду выбросы загрязняющих веществ без очистки.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты атомно-абсорбционного анализа показали, что накопление тяжелых металлов в костной ткани сизых голубей, обитающих на территории различных промышленных зон города Гомеля, происходит неравномерно.

Содержание свинца в костной ткани сизых голубей, обитающих на территории западной промышленной зоны города Гомеля, составило 4,5-9,6 мг/100 г сухой массы; марганца - 9,6-28,6; цинка - 19,0-38,2; меди - 0,8-2,3; железа - 10,2-60,2 мг/100 г сухой массы. В среднем свинец накапливался в количестве 6,5 мг/100 г сухой массы; марганец - 16,3; цинк - 25,3; медь - 1,2; железо - 32,6 мг/100 г сухой массы. Из этого следует, что в костной ткани сизого голубя, обитающего на территории западной промышленной зоны в преобладающем количестве, накапливается железо; минимальная концентрация характерна для меди (рисунок 1).

35,0

3 30,0

о о

§ 25,0

'1 20,0

х

" 15,0 § 10,0 I 5,0 0,0

ЕРЬ ШМп Ш2п ШСи НРе

32,6 32,9 32,8

западная южная северная

Рисунок 1 - Концентрация тяжелых металлов в костной ткани сизых голубей, обитающих на территории различных промышленных зон города Гомеля

По мере убывания концентрации исследуемые элементы костной ткани сизых голубей западной промышленной зоны располагаются в следующий ряд: железо > цинк > марганец > свинец > медь, причем уменьшение концентрации цинка происходит в 1,3 раза по сравнению с железом; в 1,6 раза снижается концентрация марганца по сравнению с цинком; свинца накапливается в 2,5 раза меньше, чем марганца; в 5,3 раза снижается концентрация меди по сравнению со свинцом.

Содержание свинца в костной ткани сизых голубей, обитающих на территории южной промышленной зоны города Гомеля, составило 3,2-9,5 мг/100 г сухой массы; марганца - 6,3-19,8; цинка - 16,6-36,8; меди - 0,4-2,3; железа - 24,9-46,5 мг/100 г сухой массы. В среднем свинец накапливался в количестве 5,9 мг/100 г сухой массы; марганец - 13,7; цинк - 26,1; медь - 1,1; железо - 32,9 мг/100 г сухой массы. Таким образом, в костной ткани сизых голубей южной промышленной зоны в преобладающем количестве накапливается железо; минимальная концентрация характерна для меди.

По мере убывания концентрации исследуемые элементы костной ткани сизых голубей южной промышленной зоны располагаются в следующий ряд: железо > цинк > марганец > свинец> > медь, причем уменьшение концентрации цинка происходит в 1,3 раза по сравнению с железом; в 1,9 раза снижается концентрация марганца по сравнению с цинком; свинца накапливается в 2,3 раза меньше, чем марганца; в 5,4 раза снижается концентрация меди по сравнению со свинцом.

Концентрация свинца в костной ткани сизых голубей, обитающих на территории северной промышленной зоны города Гомеля, составила 3,5-9,1 мг/100 г сухой массы; марганца - 6,8-23,5; цинка - 13,2-37,9; меди - 0,4-2,3; железа - 26,5-46,5 мг/100 г сухой массы. В среднем свинец накапливался в количестве 5,8 мг/100 г сухой массы; марганец - 13,5; цинк - 24,7; медь - 1,1; железо - 32,8 мг/100 г сухой массы. Следует отметить, что в костной ткани птиц северной промышленной зоны в преобладающем количестве накапливается железо; минимальная концентрация характерна для меди.

По мере убывания концентрации исследуемые элементы костной ткани сизых голубей северной промышленной зоны располагаются в следующий ряд: железо > цинк > марганец > свинец > медь, причем уменьшение концентрации цинка происходит в 1,3 раза по сравнению с железом; в 1,8 раза снижается концентрация марганца по сравнению с цинком; свинца накапливается в 2,3 раза меньше, чем марганца; в 5,1 раза снижается концентрация меди по сравнению со свинцом.

Таким образом, результаты исследования костной ткани сизых голубей, обитающих на территории города Гомеля, показали, что больше всего в костях накапливается железо, причем максимальная его средняя концентрация в данных исследованиях зарегистрирована в костной ткани сизых голубей на территории южной промышленной зоны; минимальная - на территории западной. Далее по мере уменьшения концентрации идут цинк, марганец, свинец и медь, причем указанная закономерность характерна для всех промышленных зон города Гомеля. Однако необходимо отметить, что максимальная средняя концентрация цинка, например, в данных исследованиях зарегистрирована в костной ткани сизых голубей на территории южной промышленной зоны; минимальная - на территории северной; максимальная средняя концентрация марганца -на территории западной промышленной зоны; минимальная - на территории северной; максимальная средняя концентрация свинца - на территории западной промышленной зоны; минимальная -на территории северной; максимальная средняя концентрация меди - на территории западной промышленной зоны; минимальная - на территории южной. В целом в костной ткани сизых голубей, обитающих на территории западной промышленной зоны, зарегистрированы самые высокие концентрации марганца, свинца и меди и минимальная концентрация железа; южной -максимальная концентрация для железа и цинка и минимальная - для меди; северная промышленная зона отличается минимальным содержанием цинка, марганца и свинца.

Результаты определения длины яиц сизых голубей, обитающих на территории города Гомеля, показали, что она имеет незначительные колебания от 38,1 ± 0,2 мм в западной промышленной зоне до 38,4 ± 0,3 мм в северной промышленной зоне (таблица 1).

Таблица 1 - Линейные размеры и объем яиц сизого голубя на территории промышленных зон города Гомеля

Промышленные зоны города Гомеля Линейные размеры V

Ь

Северная 38,4 ± 0,3 27,9 ± 0,1 15,2 ± 0,2

Южная 38,2 ± 0,1 28,6 ± 0,1 16,0 ± 0,1

Западная 38,1 ± 0,2 28,3 ± 0,1 15,6 ± 0,1

Эта особенность привела к тому, что пределы изменчивости этого показателя также незначительны. Наименьшую изменчивость длина яиц сизого голубя имеет на территории северной промышленной зоны (а = 1,7) города Гомеля. В южной и западной промышленных зонах она одинакова и незначительно выше, чем на территории северной промышленной зоны (а = 1,8) города Гомеля (рисунок 2).

1 2 3

н!_ шв вУ

Рисунок 2 - Изменчивость (а ) основных линейных размеров и объема яиц сизого голубя на территории города Гомеля промышленные зоны: 1 - северная, 2 - южная, 3 - западная; размеры яйца: Ь - длина, В - наибольший диаметр, V - объем

На наш взгляд, выясненная невысокая изменчивость длины яиц сизого голубя на территории промышленных зон города Гомеля обусловлена тем, что на сегодняшний день количественное воздействие факторов среды не приводит к каким-то видимым изменениям данного показателя.

Наибольший диаметр яиц. Совсем иная картина наблюдается при формировании наибольшего диаметра яиц сизого голубя на территории промышленных зон города Гомеля. Это связано с тем, что величина наибольшего диаметра имеет стойкую тенденцию уменьшения от южной промышленной зоны к северной. Величина уменьшения этого параметра сравнительно высока. Так, если в южной промышленной зоне она составляла 28,6 ± 0,1 мм, то в северной зоне -27,9 ± 0,1 мм (таблица 1).

Такие изменения величины наибольшего диаметра яиц сизого голубя на территории города Гомеля обеспечили выраженную изменчивость данного показателя в этом направлении. Среднеквадратическое отклонение наибольшего диаметра яиц сизого голубя имеет следующую тенденцию изменения - оно минимально на территории северной промышленной зоны (а = 0,83), а максимально на территории южной зоны (а = 1,06) (рисунок 2).

В отличие от длины яиц, на формирование наибольшего диаметра яиц сизого голубя влияет сложившееся в каждой промышленной зоне экологическое напряжение, не последнее место в котором занимают тяжелые металлы. Выбросы и сбросы промышленных предприятий и автотранспорта загрязняют все природные среды. В результате этого наибольший диаметр яиц сизого голубя как один из основных эволюционных показателей среагировал уменьшением среднеквадратического отклонения, особенно на территории северной промышленной зоны города Гомеля. Это указывает на то, что на территории этой зоны на формирование наибольшего диаметра яиц сизого голубя действует стабилизирующий отбор, обеспечивающий повышенное накопление частот рассматриваемого параметра в области среднепопуляционных величин.

Объем яиц. Объем яиц сизого голубя имеет сходную тенденцию к развитию с наибольшим диаметром. Это связано с тем, что развитие объема при формировании яйца в яйцеводе во многом определяется наибольшим диаметром. Как и в случае с наибольшим диаметром, для объема яиц сизого голубя характерна стойкая тенденция уменьшения от южной промышленной зоны к северной зоне. Однако величина уменьшения этого параметра несколько больше, чем у наибольшего диаметра: в южной зоне 16,0 ± 0,1 мл, а в северной промышленной зоне 15,2 ± 0,2 мл (таблица 1).

Такие изменения величины объема яиц сизого голубя на территории города Гомеля обеспечили выраженную изменчивость данного показателя в этом направлении. Как и в случае с величиной показателя, наибольший диаметр среднеквадратическое отклонение объема яиц сизого голубя имеет следующую тенденцию изменения: - оно минимально на территории северной промышленной зоны (а = 1,30), а максимально на территории южной зоны (а = 1,68) (рисунок 2).

Для выяснения влияния тяжелых металлов на формирование птичьего яйца в качестве зависимой переменной был взят наибольший диаметр яиц сизого голубя как наиболее чувствительный фактор к воздействию экологического напряжения, сформировавшегося на территории города Гомеля. Независимыми переменными были выбраны следующие: Х1 - температура воздуха; Х2 - минимальная влажность воздуха; Х3 - средняя влажность воздуха; Х4 - минимальная скорость ветра; Х5 - количество осадков; Х6 - число дней с осадками. Кроме того, в качестве независимых переменных выступали концентрации в костной ткани сизого голубя свинца, марганца, цинка, меди и железа.

Проведение пошагового регрессионного анализа с последующим построением множественной регрессионной модели и выяснением линейной зависимости между наибольшим диаметром и независимыми переменными показало, что показатель наибольший диаметр яиц сизого голубя испытывает влияние соответственно со стороны железа и количества осадков, что позволило записать для всех промышленных зон следующие регрессионные уравнения:

Северная В = 30,0 - 0,5Х5 - 0,003Ев;

Южная В = 23,0 - 0,8Х5 - 0,004№;

Западная В = 27,0 - 0,4Х5 - 0,005Fe.

Независимые факторы, вошедшие в регрессионную модель, имеют отрицательную количественную связь с показателем наибольший диаметр яиц сизого голубя при сравнительно высоком уровне значимости (Р < 0,05). Это указывает на то, что количество осадков и содержание железа в костной ткани сизых голубей ведет к уменьшению наибольшего диаметра яиц, что более всего выражено на территории северной промышленной зоны. Вклад количества осадков и содержания железа в регрессионную модель, отражающую величину их количественной связи с наибольшим диаметром яиц, составляет соответственно 54,88% и 51,06%.

Таким образом, зависимость формирования наибольшего диаметра (параметра, обладающего максимальными биоиндикационными свойствами) яиц сизого голубя от содержания в костной ткани тяжелых металлов позволяет говорить, что последние являются средообразующими факторами.

Выводы

1. В костной ткани сизых голубей в преобладающем количестве накапливается железо, причем максимальная его средняя концентрация зарегистрирована на территории южной промышленной зоны; минимальная - на территории западной; минимальная концентрация характерна для меди, причем максимальная ее средняя концентрация отмечена на территории западной промышленной зоны; минимальная - на территории южной.

2. Установлена невысокая изменчивость показателя длина яиц сизого голубя на территории промышленных зон города Гомеля и выраженная изменчивость показателей наибольший диаметр и объем яиц в следующем направлении: она минимальна на территории северной промышленной зоны, а максимальна - на территории южной зоны.

3. Проведение пошагового регрессионного анализа показало, что количество осадков и содержание железа в костной ткани сизых голубей ведет к уменьшению наибольшего диаметра яиц, что более всего выражено на территории северной промышленной зоны.

Литература

1. Лебедева, Н. В. Экотоксикология и биогеохимия географических популяций птиц / Н. В. Лебедева. - М. : Наука, 1999. - 199 с.

2. Мянд, Р. Внутрипопуляционная изменчивость птичьих яиц / Р. Мянд. - Таллинн : Валгус, 1988. - 193 с.

3. Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения токсичных элементов : ГОСТ 26929-86. - Введ. 01.01.88. - Минск : Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1988. - 8 с.

4. Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов : ГОСТ 30178-96. - Введ. 01.01.98. - Минск : Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1998. - 12 с.

Summary

This article is about accumulation of lead, zinc, manganese, copper and iron in pigeon's bone on Gomel territory and about egg's length, diameter and volume. It was studied dependence between egg's sizes and concentration of heavy metals in bones.

Поступила в редакцию 10.09.07.