Детоксикация тяжелых металлов (свинца и кадмия) в системе "почва - растение - животное"

Спринчак, Дмитрий Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Детоксикация тяжелых металлов (свинца и кадмия) в системе "почва - растение - животное"
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Детоксикация тяжелых металлов (свинца и кадмия) в системе "почва - растение - животное""

Спринчак Дмитрий Викторович

ДЕТОКСИКАЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ (СВИНЦА И КАДМИЯ) В СИСТЕМЕ «ПОЧВА-РАСТЕНИЕ-ЖИВОТНОЕ»

03.00.16 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Красноярск - 2005

Диссертация выполнена в ГНУ Сибирский научно-исследовательский и проектно-технологический институт переработки сельскохозяйственной продукции СО РАСХН

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Мотовилов Константин Яковлевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Танделов Юрий Павлович; доктор биологических наук, доцент Колесников Владимир Алексеевич

Ведущая организация:

ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»

Защита состоится « 19 » мая 2005 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220.037.01. при ФГОУ ВПО «Красноярском государственном аграрном университете» по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 88. Факс: (3912) 27-86-52

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан «13 » 2005 г.

Ученый секретарь /•

диссертационного совета Полонская Д.Е.

тощ

Актуальность исследования. В эпоху научно-технического прогресса негативное антропогенное воздействие на окружающую среду становится все более интенсивным и масштабным. Загрязнение тяжелыми металлами (ТМ) объектов биосферы (воздуха, воды, почвы) является причиной накопления их в кормах растительного и в продукции питания животного происхождения в количествах, порой превышающих санитарно-гигиенические нормы (Вяйзенен Г.Н., 1997; Скальный А.В., 2002; N1^11 О., 1990).

Результаты мониторинга, проведенного Государственным комитетом санитарно-эпидемиологического надзора совместно с Институтом питания РАМН, свидетельствуют о том, что в целом по России в 0,8-4 % изученных проб пищевых продуктов наблюдалось превышение содержания ТМ, в том числе по свинцу и кадмию. Возрос процент нестандартных проб пищевого сырья и продуктов питания, загрязненных кадмием и свинцом с 1 до 1,5 % по всей группе продукции. В Западной Сибири в результате антропогенного воздействия на почвы сформировались биогеохимические районы со значительным отклонением от нормы в содержании многих химических элементов в пищевых цепочках Это отрицательно сказалось на здоровье животных и человека. В последние годы Алтайский край подвергался значительным техногенным и антропогенным нагрузкам. Значительная территория края имеет в объектах биосферы повышенное содержание токсических веществ в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации. Такая степень загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как ТМ обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме (Додина Л Г., 1998; Завалишин С.А., 1999; Ильин В Б., Сысо А.И, 2001; Морковкин Г Г, 2002).

Однако до сих пор нет четких данных о степени перехода токсических веществ из почвы в растения, из кормов в организм животных и í животноводческую продукцию. Достаточно спорным и не до конца

изученным остается вопрос о месте накапливания токсикоэлементов в организме животных. Поэтому разработка системы стабильного получения экологически безопасной растительной и животноводческой продукции, является актуальной.

Цель. Изучение процесса ограничения миграции ТМ (свинца и кадмия) в системе «почва - растение - животное» для получения экологически безопасной растительной и животноводческой продукции. Основные задачи:

1. Изучить действие и последействие внесенных в почву разных доз ТМ и детоксиканта на величину урожая рапса.

ЮС МАЩММШМ! | •МЯЛИОТЕКА I

2. Оценить действие и последействие внесенных в почвы доз ТМ и детоксиканта на концентрацию загрязнителей в вегетативной массе и семенах рапса.

3. Определить изменение во времени концентрации подвижной формы ТМ в почве при разных уровнях ее загрязнения и различных дозах детоксиканта.

4. Определить содержание ТМ (свинца и кадмия) в мясной продукции (мясо, сердце, почки, печень), изучить детоксицирующее действие семян рапса.

5. Провести биохимические, гематологические исследования крупного рогатого скота при повышенном содержании ТМ в рационе при использовании детоксиканта.

6. Определить степень влияния ТМ, детоксиканта на продуктивность крупного рогатого скота и качество молока.

Научная новизна. Впервые дано научное обоснование использования гуминового препарата «Гумат-80» как детоксиканта ТМ (свинца и кадмия) в системе «почва - растение». Выявлено, что использование семян рапса в кормах уменьшает аккумуляцию ТМ в организме животных (крупного рогатого скота).

Практическая значимость. Предложены научно-обоснованные способы детоксикации ТМ в системе «почва - растение - животное». Доказано, что гуминовый препарат «Гумат-80» уменьшает подвижность ТМ, свинца на 12-22 %, кадмия на 11-32 % и переход их в кормовую культуру - рапс. При использовании семян рапса ярового (100 граммов в сутки на одну голову) в рационе крупного рогатого скота в мышечной ткани животных уменьшается аккумуляция свинца на 34,6 %, кадмия на 50,0 % и в молоке - свинца на 36,3 %, кадмия на 36,4 %

Материалы диссертации используются при чтении лекций для студентов агрономического, зооинженерного факультетов, факультета ветеринарной медицины Новосибирского государственного аграрного университета и других сельскохозяйственных вузов Западной Сибири по курсам: «Агроэкология», «Экология животных», «Нормативы по защите окружающей среды». Защищаемые положения:

1. Влияние различных доз гуминового детоксиканта на концентрацию ТМ в рапсе, его урожайность, концентрацию подвижных форм ТМ в почве.

2. Научное обоснование использования семян рапса для уменьшения токсического влияния свинца и кадмия.

3 Получение экологически безопасной продукции в системе «почва - растение - животное» путем детоксикации токсических элементов

Апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в 8 научных работах и представлены на 2-й, 3-й, 4-й Международных научно-практической конференциях «Пища. Экология. Качество» (Новосибирск, 2002; 2003; 2004), 4-й Российской биогеохимической школе «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы» (Москва, 2003), 1-й научно-практической конференции с международным участием «Биоэлементы» (Оренбург, 2004), 3-й Международной конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы -биофилы в окружающей среде» (Семипалатинск, 2004). Личный вклад автора. Представленная работа является обобщением научных исследований, проведённых автором лично. Автор принимал непосредственное участие в постановке задач исследований и проведении работ, обработке, систематизации экспериментальных данных, анализе и интерпретации полученных результатов. Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность своему учителю и научному руководителю, профессору, д.б.н. К.Я. Мотовилову. Особую признательность автор выражает к.б.н. Т.И. Боковой, за помощь в проведении экспериментальных работ, обработке материала, оформлении диссертации и ценные советы.

Структура и объем диссертации. Диссертация выполнена на 119 страницах, включает 22 таблицы и 8 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований, обсуждения, заключения, выводов и предложений. Список литературы включает 230 наименований, в том числе 68 - на иностранных языках.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Первая глава представляет собой аналитический обзор современной отечественной и зарубежной литературы, посвященной изучаемой проблеме. Описаны агротехнические и агрохимические мероприятия по ограничению миграции ТМ из почвы в растения. Показаны способы снижения аккумуляции ТМ в организме животных.

Анализ научных достижений в этой области свидетельствует о том, что проблемная ситуация заключается в недостаточности знаний механизма детоксикации ТМ в системе почва - растение - животное, а так же в отсутствии экологически безопасных эффективных методов снижения концентрации ТМ в конечной продукции. Данная работа проводится впервые.

Анализ патентной и научно-технической информации в области снижения концентраций ТМ в системе почва - растение - животное показал, что данная проблема актуальна и перспективна.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная часть работы проводилась в АОЗТ «Таёжный» Ельцовского района Алтайского края в период 2001-2004 гг. Общая структура исследований представлена на рис. 1.

Рис.1. Общая структура исследований

Были проведены полевые мелкоделяночные опыты на землях хозяйства ТМ вносили в почву весной до посева ярового рапса, перед основной обработкой, путем поверхностного полива раствором водорастворимых солей: РЬ(СН3СОО)2 х ЗН20, Сс1(М03)2 х 4Н20.

Полевые опыты проводились по десяти вариантам (таблица 1).

Анализы почв и растений выполнялись на станции агрохимической службы «Бийская»; содержание подвижного фосфора по методу Чирикова; подвижные свинец, кадмий, цинк, медь, по методу Крупско-го-Александровой; валовое содержание цинка, меди, свинца, кадмия проводилось на атомно-абсорбционном спектрофотометре «Квант-2А».

Разложение растительных проб для определения количества ТМ выполнялось по методу Ринькиса.

Таблица 1 - Варианты опыта по изучению доз внесения в почву свинца и кадмия и детоксиканта «Гумат-80»

Вариант Дозы внесения, мг/кг почвы

1 0 - фон без внесения ТМ (контроль)*

2 РЬ500 + Cd3 (Pb500 Cd3)

3 РЬбОО + Cd4 + Гумат 500 (РЬ600Сё4+Г500)

4 РЬ400 + Cd2 + Гумат 500 (Pb400Cd2+r500)

5 РЬ400 + Cd4 + Гумат 250 (Pb400Cd4+r250)

6 РЬбОО + Cd2 + Гумат 250 (Pb600Cd2+ Г250)

7 РЬбОО + Cd4 + Гумат 250 (Pb600Cd4+r250)

8 РЬ400 + Cd4 + Гумат 500 (Pb400Cd4+r500)

9 РЬ400 + Cd2 + Гумат 250 (Pb400Cd2+r250)

10 РЬбОО + Cd2 + Гумат 500 (Pb600Cd2+r500)

| В скобках даны обозначения вариантов опытов, которые будут ис-

пользоваться в дальнейшем.

Качество рапса определяли общепринятыми методами сырой протеин, сырую золу, сырую клетчатку, сырой жир.

Детоксикант «Гумат-80» (ТУ 2189-004-417646-43-98) вносили в почву в виде раствора. «Гумат-80» содержит 75-85 % калиевых и натриевых солей гуминовых кислот

Для проведения физиологического опыта по принципу аналогов были сформированы три опытные группы коров по 8 голов в каждой В первой контрольной группе коровы получали в составе основного рациона фоновое содержание ТМ, уровень которых был ниже максимально допустимого уровня (МДУ).

Во второй и третей группе коровы получали корма, содержащие в составе основного рациона повышенное количество ТМ свинца и кадмия в 1,5 раза выше МДУ. В третьей опытной группе в качестве подкормки вводились в рацион семена рапса в дозе 100 граммов в сутки на одну голову.

Исследования мяса, молока на содержание ТМ проводили согласно СанПиН 2.3.2.1078-01 в Алтайском краевом центре Госсанэпиднадзора.

Данные полевых и лабораторных исследований обработаны методами дисперсионного и корреляционного анализа (Плохинский H.A., Лакин Г Ф., 1990; Васильева Л А., 2000) с использованием программ SNEDECOR, ЕхсеШ.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Действие доз свинца, кадмия и детоксиканта на величину урожая зеленой массы и семян рапса.

Период проведения полевых опытов пришелся на годы, существенно различавшиеся по погодным условиям.

Наиболее благоприятным по увлажнению был 2001 г., в последующий год проведения опытов количество осадков уменьшилось. В 2003 г. отмечено наступление периода засухи в Западной Сибири и более позднее начало появления биологически активных температур воздуха (более 5° С).

Существенное уменьшение осадков в вегетационный период привело к дефициту влаги в почве и снижению урожая большинства сельскохозяйственных культур, в том числе рапса ярового в наших опытах (рис. 2).

2001 2002 2003

Сроки учета по годам

□ контроль

■ рьбоосаз

□ РЬ600Сс14Г500

□ РЬ400Сс12Г500

■ РЬ400Сс)4Г250 ОРЬ600Сс12Г250 В РЬ600Сс14Г250

□ РЬ400Сс)4Г500

■ РЬ400Сс12Г250

■ РЬ600Сс12Г500

Рис. 2. Урожай зеленой массы ярового рапса в полевых опытах 2001-2003 гг., ц/га

Уменьшение увлажненности почв сказалось на содержании сухого вещества в зеленой массе рапса: в среднем оно возросло с 15 % в 2001 г до 18 % в 2003 г Существенных различий между вариантами опыта по этому показателю не отмечено На основании этого можно сделать заключение, что внесенные в почву дозы ТМ и гумата слабо влияют на содержание сухого вещества в растениях рапса.

По сравнению с контролем урожай зеленой массы, сухого вещества и семян рапса на всех вариантах с внесением ТМ был достоверно ниже.

Внесение гумата позволило частично инактивировать токсическое действие ТМ на растения, но в полной мере восстановить уровень продуктивности растений не смогло.

Наиболее негативное действие на величину урожая зеленой массы, сухого вещества и семян рапса оказал свинец. В вариантах с высокими дозами его внесения были получены наименьшие урожаи. На урожай семян ТМ оказали более сильное влияние, чем на урожай вегетативной массы.

3.2 Влияние доз свинца, кадмия и детоксиканта на концентрацию ТМ в зеленой массе и семенах рапса, качество растительной продукции.

Химический анализ выращенной продукции показал, что внесение в почву ТМ привело к повышению их концентрации в растительной продукции рапса до уровня, превышающего предельно допустимую концентрацию (ПДК), применение же гумата способствовало уменьшению поступления в растения ТМ. Прежде всего это касается свинца, который, вероятно, инактивировался гуматом сильнее, чем кадмий (таблица 2).

Таблица 2 - Содержание в рапсе свинца и кадмия, мг/кг

Вариант 2001 год 2002 год 2003 год

Зеленая Зеленая Зеленая Семена

масса масса масса

РЬ Сс1 РЬ Се! РЬ Сс1 РЬ Сё

Контроль 0,5 0,10 0,40 0,11 1,2 0,02 0,05 0,01

РЬ500Сс13 14,7 1,01 13,8 0,92 3,5 0,60 0,47 0,06

РЬ600Сс14Г500 6,0 0,30 5,3 0,46 2,9 0,24 0,34 0,05

РЬ400Сс12Г500 2,7 0,21 2,2 0,31 1,8 0,16 0,26 0,04

РЬ400Сс14Г250 5,4 0,75 5,2 0,61 2,4 0,34 0,31 0,05

РЬ600Сй2Г250 12,0 0,52 10,9 0,3 3,9 0,9 0,36 0,03

РЬ600Сё4Г250 10,7 0,71 9,6 0,47 3,7 0,44 0,33 0,08

РЬ400Сс14Г500 3,6 0,54 3,2 0,41 1,5 0,25 0,27 ГодГ

РЬ400Сс12Г250 4,6 0,46 4,3 0,35 2,0 0,34 0,28 0,05

РЬ600С(12Г500 7,6 0,22 5,9 0,26 2,9 0,36 0,31 0,04

НСР05 1,0 0,21 0,9 0,24 0,9 0,26 0,10 0,02

МДУ 5 0,3 5 0,3 5 0,3 0,50 0,10

Уже на второй год после закладки опыта была отмечена тенденция уменьшения концентрации свинца в вегетативной массе растений рапса. На третий год после внесения свинца в почву его концентрация

в сухом веществе рапса стала меньше МДУ для грубых и сочных кормов. Однако на вариантах, где кадмий был внесен в дозах более 2 мг/кг почвы, его концентрация в вегетативной массе оставалась выше МДУ, даже при применении максимальных доз «Гумата-80».

В семенах рапса концентрация ТМ во всех вариантах была ниже МДУ для пищевого зерна Это объясняется тем, что они относятся к генеративным органам, поступление химических элементов в которые контролируется на генетическом уровне (В.Б. Ильин, 1991). Таким образом, наши исследования подтвердили известную закономерность жесткого контроля поступления ТМ в генеративные органы растений -семена, ответственные за воспроизводство растений.

Выявлен синергизм поступления в растения свинца и кадмия. Они оказывают слабое, но достоверное положительное взаимное влияние, усиливают поглощение друг друга растениями.

Таким образом, на сильно загрязненных почвах возможен избыток ТМ в кормах, основу которых составляют вегетативные части растений. Семена рапса остаются экологически чистыми даже при высоком уровне содержания ТМ в почве, поэтому на загрязненных территориях, по-видимому, целесообразно возделывать эту культуру для производства семян.

3.3 Изменение концентрации подвижных форм ТМ в загрязненных почвах при применении детоксиканта.

Определение подвижных форм ТМ в пробах почв, отобранных: 1 - после посева опытной культуры; 2 - после уборки урожая; 3 - через год после внесения, показало, что со временем подвижность их снижается (таблица 3).

Было отмечено уменьшение подвижности элементов (доли подвижной формы в валовом содержании) не только на вариантах с внесением водорастворимых солей свинца и кадмия, но даже и на контроле, частично загрязненном ими. Статистическая обработка данных анализа почв засвидетельствовала достоверное влияние доз свинца, кадмия и детоксиканта на подвижность загрязнителей в почве. Обнаружено, что после внесения водорастворимых солей свинца и кадмия их подвижность снижается благодаря способности почв инактивировать поступающие в них ТМ, а «Гумат-80» усиливает эту тенденцию.

В то же время и через год концентрации подвижной формы свинца и кадмия в почве оставались выше ПДК, что обусловлено их очень высокими дозами. Этим можно объяснить, что на второй год после загрязнения почв ТМ их концентрация в рапсе превышала МДУ.

Таблица 3 - Влияние доз ТМ и гумата на подвижность свинца и кадмия в почве, %___

Вариант Сроки отбора проб почвы

1-й 2-й 3-й 1-й 2-й 3-й

Подвижность свинца Подвижность кадмия

Контроль 25 22 21 46 40 15

РЬ500Сс13 82 50 24 82 68 52

РЬ600Сс14Г500 77 42 25 73 56 20

РЬ400Сс12Г500 71 28 27 77 59 24

РЬ400С(14Г250 82 39 28 78 60 32

РЬ600Сс12Г250 81 59 24 86 60 44

РЬ600Сс14Г250 82 60 34 86 64 32

РЬ400Сс14Г500 71 47 29 71 61 25

РЬ400Сс12Г250 80 50 27 86 61 33

РЬ600С<12Г500 70 42 24 82 48 32

НСР05 3 5 2 4 6 3

При определении количества подвижных форм свинца и кадмия обнаружено, что повышенный уровень их концентрации в почве сохранятся и на третий год после их внесения. Но, как было показано выше, уровень концентрации свинца и кадмия в почве оказывал слабое влияние на концентрацию их в вегетативной части растений.

Отрицательное влияние свинца и кадмия на урожай рапса, а также аккумуляцию их в растениях мы объясняем токсическим действием на культуру высоких концентраций в почве подвижных форм свинца и кадмия.

Между подвижной формой элементов в почве и их накоплением в вегетативной части растений установлена тесная связь (Ккорр(.л > 0,8). Выявлено достоверное влияние друг на Друга поступавших в растения свинца и кадмия.

Таким образом, можно сказать, что при сильном загрязнении почв ТМ возможен их избыток в продуктах питания и кормах, основу которых составляют вегетативные части растений. Детоксикант хотя и положительно влияет на качество кормовой продукции, снижая их подвижность в почвах и концентрацию в растительных тканях, но все же его применение не всегда позволяет достичь допустимых пределов содержания ТМ в растениях.

3.4 Поступление ТМ с кормами в рацион питания коров и содержание ТМ в мясной продукции.

Фоновое содержание свинца в сухом веществе рациона составило для сена 2,0 мг/кг, рапса 1,2 мг/кг, концентратов 0,5 мг/кг при МДУ

5,0 мг/кг. Потребление кадмия в составе рациона составляло для сена 0,1 мг/кг, рапса 0,02 мг/кг, концентратов 0,06 мг/кг при МДУ 0,3 мг/кг. В корма опытных групп добавлялись ТМ, содержание которых в 1,5 раза превышало МДУ. Так, поступление кадмия в организм коров превысило фоновое значение (контрольную группу) на 5,05 мг (или в 6,55 раза), по свинцу на 80,25 мг (или в 5,18 раза). Следовательно, повышение уровня ТМ в кормах существенно повысило их содержание в организме коров.

Скармливание животным рационов с повышенным уровнем ТМ не оказало значительного влияния на химический состав говядины, хотя привело к некоторому уменьшению жира с белком (31,7 и 1 %) в первой опытной группе и увеличению воды на 6,7 % (Р<0,05). В мясе животных второй группы отмечено увеличение содержания белка на 4,0 % (Р<0,05).

Было определено содержание ТМ в мышечной ткани (мясе) и внутренних органах животных. У крупного рогатого скота опытных групп свинец в большей степени аккумулировался в почках и печени, тогда как в мышцах и сердце концентрация была в 2-3 раза меньше (таблица 4).

Таблица 4 - Содержание ТМ в мясной продукции, мг/кг

Элемент Продукция Группы ПДК

Контрольная 1-я опытная 2-я опытная

РЬ Мясо 0,08±0,005 0,26±0,015" 0,17±0,01" 0,5

Сердце 0,13±0,008 0,36±0,021" 0,22±0,013* 0,6

Почки 0,22±0,004 1,15±0,023" 0,52±0,01" 1,0

Печень 0,19±0,002 1,25±0,018" 0,56±0,006" 0,6

Сс1 Мясо 0,003±0,0005 0,024±0,003" 0,012±0,00Г 0,05

Сердце 0,008±0,0005 0,028±0,0008" 0,018±0,0005" 0,3

Почки 0,016±0,0007 0,669±0,029" 0,344±0,015" 1,0

Печень 0,009±0,0007 0,376±0,027" 0,140±0,01" 0,3

* Разница превышает НСР (5 %) ** Разница превышаем НСР (1 %)

В контрольной группе коров содержание свинца находилось в следующей последовательности (в порядке уменьшения): пе-чень>почки>сердце>мясо. В первой опытной группе коров, получавших рацион с ТМ, содержание свинца в печени увеличилось в 6,6 (Р<0,01) раз, в почках - в 5,2 (Р<0,01) раза, в сердце - в 2,8 (Р<0,01) раза, в мясе - в 3,3 (Р<0,01) раза по сравнению с контролем. Во второй группе коров, потреблявших ТМ вместе с семенами рапса, содержание свинца увеличилось по сравнению с контролем в почках в 2,3 (Р<0,01) раза, в печени - в 2,9 (Р<0,01) раза, в сердце - в 1,7 (Р<0,05) раза, в мясе - 2,1(Р<0,01) раза. Таким образом, на фоне применения семян рапса содержание свинца уменьшилось во всех органах и мясе животных.

В контрольной группе животных содержание кадмия находилось в следующей последовательности (в порядке уменьшения): почки>печень>сердце>мясо. В первой опытной группе коров, получавших рацион с ТМ, содержание кадмия в почках увеличилось в 41,8 (Р<0,01) раза, в печени - в 41,7 (Р<0,01) раза, в сердце - в 3,5 (Р<0,01) раза, в мясе - в 8,0 (Р<0,01) раза по сравнению с контролем. Во второй группе коров, потреблявших в рационе ТМ вместе с семенами рапса, содержание свинца увеличилось по сравнению с контролем в почках в 21,5 (Р<0,01) раза, в печени - в 15,5 (Р<0,01) раза, в сердце - в 2,2 (Р<0,01) раза, в мясе - в 4,0 (Р<0,05) раза. Таким образом, на фоне применения семян рапса содержание кадмия уменьшилось во всех исследованных органах и тканях животных, но кадмий по нашим результатам «более подвижный», чем свинец.

Одновременно нами были проведены исследования поведения ТМ и микроэлементов в организме животных под действием детокси-канта, на примере цинка и меди. Достоверного влияние семян рапса на содержание в тканях коров цинка и меди не обнаружено.

О биологической ценности мяса невозможно судить по данным только химического состава. Главная ценность говядины определяется наличием в ней белков и их соотношением В мясе, полученном от контрольной группы, по сравнению с опытными группами, содержание незаменимых аминокислот было следующим: лизина больше на 1 1 %, метионина больше на 0,87 %, чем во второй группе и на 1,3 % больше, чем в первой группе; изолейцина больше на 0,4 %, чем в первой и на 0,8 % меньше, чем во второй группе.

В мясе животных первой опытной группы было меньше гисти-дина на 6,2 %, глутаминовой кислоты - на 0,2 %, глицина - на 0,7 %, цистина - на 1,4 % (Р<0,05), фениланина - на 3,4 %, а по сравнению с пробами контрольной группы, больше аспаргиновой кислоты на 0,23 %, пролина - на 0,19 %, валина - на 0,18 %, тирозина - на 0,63 %, аланина - на 0,47 %.

В мышцах второй опытной группы в сравнении с первой и контрольной фуппами больше аргинина на 0,46 %, глицина - на 1,13 % и 0,42 %, цистина - на 2,17 и 0,71 % (Р<0,05), фениланина - на 5,94 и 2,50 %, тирозина меньше на 0,94 и 0,315 %, треонина - на 0,50 и 1,50 %, пролина -на 0,56 и 0,37 %, валина-на 0,35 и 0,18 % соответственно.

Видимо, механизм самоочищения организма животных не позволяет избавиться от ТМ, поступающих в количестве, превышающем ПДК, и потому идет накопление токсикантов в органах и тканях. Введение в рацион второй опытной группы семян рапса выводит из организма ТМ, уменьшая концентрацию свинца в мышечной ткани (мясе)

на 34,6 % и кадмия на 50,0 %, в сердце - на 38,9 % и 35,7 %, в почках -на 57,5 % и 48,6 %, в печени - на 55,2 % и 62,8 % соответственно.

Наши исследования показали, что наиболее безопасными продуктами по накоплению токсикантов являлась мышечная ткань (мясо) и сердце, а накопителями вредных веществ служат почки и печень. Результаты анализа данных, представленных в таблице 4, показали повышенное содержание свинца (в печени - 2,08 ПДК, в почках -1,15 ПДК, кадмия в почках - 0,67 ПДК и печени - 1,25 ПДК) у первой опытной группы. Во второй опытной группе содержание свинца и кадмия в почках - 0,52 и 0,34 ПДК, в печени - 0,93 и 0,47 ПДК соответственно.

Таким образом, выявлено, что содержание ТМ в мясе, печени, почках и сердце коров второй опытной группы не превышало ПДК и все исследуемые мясные продукты безопасны по содержанию в них свинца, кадмия в соответствии с требованиями санитарных норм (СанПиН 2.3.2.1078-01.).

3.5 Влияние свинца и кадмия на гематологические и биохимические показатели крупного рогатого скота.

Анализ крови коров проводился при постановке животных на опыт и при снятии с опыта. В момент постановки опыта все биохимические показатели крови соответствовали норме. К концу опыта произошли изменения в составе крови. В сыворотке крови коров опытных групп содержание общего белка, неорганического фосфора, а также щелочной резерв были ниже, чем у животных контрольной группы. Содержание общего белка в сыворотке крови коров первой опытной группы - 73,17 г/л, второй группы - 75,07 г/л (94,32 и 96,77%), а в контрольной - 77,57 г/л. Содержание кальция в крови первой и второй опытных групп уменьшилось на 8,70 % (Р<0,01) и 5,77 % (Р<0,05), фосфор снизился на 12,65 % (Р<0,01) и 5,67 %. Щелочной резерв соответствовал физиологической норме и составлял 96,25 % (Р<0,01) в первой группе и 97,31 % во второй по отношению к контрольной.

Установлено негативное действие кадмия и свинца на биосинтез белка. Уровень общего белка в сыворотке крови всех групп был в пределах физиологической нормы. Однако его содержание было достоверно выше у коров из контрольной группы и приближалось к средним границам показателей физиологической нормы, а в первой опытной группе его значение находилось около нижней границы.

Свинец и кадмий в незначительной степени влияют на содержание липидов в сыворотке крови. Достоверные различия установлены по содержанию лейкоцитов и эритроцитов в крови животных В контрольной группе их больше на 4,54 и 6,12 %, чем в периой, и на 1,99 и

5,79 % больше, чем во второй группе. У коров контрольной группы уровень холестерина был ниже, чем у животных из первой и второй групп на 0,71 и 1,89 %. Билирубина в сыворотке животных контрольной группы было больше на 9,62 %, чем в первой, и на 0,21 % меньше, чем во второй. Мочевины по отношению к контролю больше в крови первой группы на 41,15 % (Р<0,05) и на 22,72 % второй.

Загрязненность кормов ТМ не оказало существенного влияния на содержание в крови глюкозы, которой на 0,71 и 1,89 % было больше в первой и второй группах животных по отношению к контролю.

Таким образом, ТМ уменьшают содержание общего белка в сыворотке крови, эритроцитов, лейкоцитов, кальция и увеличивают содержание мочевины, что следует рассматривать как усиление защитной реакции организма животных.

3.6 Содержание ТМ в молочной продукции.

Молочная продуктивность коров за период опыта учитывалась по контрольным доениям 3 раза в месяц с определением молочного жира и молочного белка. Исследования показали, что коровы группы, получавшей семена рапса, более эффективно использовали питательные вещества на синтез компонентов молока.

Содержание жира в молоке коров второй опытной группы уменьшилось по сравнению с контролем на 1,3 %, в то время как содержание жира в молоке коров первой опытной группы увеличилось на 1,4 % к уровню контрольной группы. Использование семян рапса на корм вызывает снижение жирномолочности коров ввиду поступления в организм большого количества ненасыщенных жирных кислот. Данные опыта доказывают положительное влияние на молочную продуктивность скармливания семян рапса. За 100 дней лактации от коров второй опытной группы, получавших семена рапса, надоили молока на 1,0 % больше, чем от контрольных животных, и на 5,2 % больше, чем от аналогов первой опытной группы. Содержание белка в молоке второй группы увеличилось на 2,79 % (Р<0,05), в первой - на 1,39 % в сравнении с контролем. Молочные продукты являются продуктом питания, где также содержатся ТМ. Нами было исследовано молоко животных контрольной и опытных групп на содержание ТМ (таблица 5).

На основании проведенных исследований установлены показатели содержания ТМ в молоке. Оно составило в первой опытной группе для свинца 0,8 ПДК, для кадмия 0,73 ПДК, во второй группе 0,51 и 0,47 ПДК соответственно.

Таблица 5 - Соде

зжание ТМ в молоке цельном, мг/кг

Группа Тяжелые металлы

свинец кадмий цинк медь

Контрольная 0,031±0,0012 0,004±0,0004 2,49±0,229 0,21±0,014

1 -я опытная 0,080±0,0033" 0,022±0,0022" 2,84±0,261 0,21±0,014

2-я опытная 0,051±0,002" 0,014±0,0014" 2,43±0,223 0,20±0,013

ПДК для молока 0,1 0,03 - -

** Разница превышает НСР(1%)

Выявлено, что содержание свинца в молоке животных первой группы превысило контроль в 2,58 (Р<0,01) раза, второй - в 1,65 (Р<0,01) раза и кадмия - в 5,50 (Р<0,01) раза и в 3,50 (Р<0,01) раза соответственно.

Анализ опытных данных свидетельствует о том, что ТМ оказали влияние на химический состав молока. Так, в первой опытной группе сухого вещества было больше на 6,03 %, во второй - на 3,71 % по отношению к контролю. Это обусловлено более высоким содержанием основного компонента молока - жира в первой группе на 2,75 % и во второй группе на 0,55 %. В молоке коров опытных групп растворимых белков было больше на 1,68 % (в первой) и на 5,04 % (во второй), чем в контроле. Содержание аминокислот на 1,30 и 1,30 %, золы на 5,48 и 9,59 %, кальция на 2,73 и 4,79 %, фосфора на 9,77 и 3,20% больше в первой и второй группах в сравнении с контролем. Углеводов в молоке первой группы больше на 0,86 % в отношении контроля и меньше на 1,30 % у второй опытной группы, чем в контрольной.

Выявлено, что вся исследованная продукция безопасна по содержанию свинца и кадмия (СанПиН 2.3.2.1078-01). Семена рапса способны снизить концентрацию ТМ в молоке коров (свинца на 36,3 % и кадмия на 36,4 %).

ВЫВОДЫ

1. На всех вариантах с внесением ТМ урожай был достоверно ниже: зеленой массы от 13 до 33 %, соломы от 13 до 34 % и семян рапса от 14 до 39 %. На урожай семян ТМ оказали более сильное влияние, чем на урожай вегетативной массы. Наиболее негативное действие на величину урожая зеленой массы и сухого вещества рапса оказал свинец, в вариантах с высокими дозами его внесения (РЬ 600) были получены наименьшие его значения на 23-25 % от контроля, а по кадмию (С(14) на 14-15%.

2. Выявлена динамика распределения ТМ в кормах в течение 3-летнего мониторинга. Для рапса ярового экологически безопасными

считаются концентрации свинца 400 мг/кг, а кадмия 2 мг/кг при использовании детоксиканта 500 мг/кг Наиболее опасным ТМ является кадмий: в вариантах более 2 мг/кг почвы его концентрация оставалась выше МДУ даже при применении максимальных доз детоксиканта. На второй год отмечена тенденция уменьшения концентрации ТМ в вегетативной массе растений. На третий год после внесения свинца его концентрация стала меньше МДУ. В семенах рапса концентрация ТМ во всех вариантах была ниже МДУ. Таким образом, на сильно загрязненных почвах возможен избыток ТМ в кормах, основу которых составляют вегетативные части растений Применение гумата способствует уменьшению поступления ТМ в растения и положительно влияет на качество кормовой продукции.

3. Между подвижной формой элементов и их накоплением в вегетативной части растений установлена тесная связь (Ккоррел > 0,8). Об этом же говорит крайне малый вынос ТМ урожаем рапса из почвы по сравнению с их запасами (Квыносл от 0,02 до 0.075 %). Было отмечено уменьшение подвижности элементов и обнаружено, что после внесения водорастворимых солей свинца и кадмия их подвижность снижается, а «Гумат-80» усиливает эту тенденцию Через год концентрации свинца и кадмия в почве оставались выше ПДК, что обусловлено их очень высокими дозами. На третий год повышенный уровень ТМ сохранялся, но оказывал слабое влияние на концентрацию их в растениях

4. При совместном поступлении в организм животных свинца и кадмия в количестве по 1,5 МДУ/кг корма происходит аккумуляция этих веществ в органах и тканях, многократно превышающая фоновое значение Определена избирательность в аккумуляции ТМ при их поступлении в организм. В наибольшей степени свинец и кадмий аккумулируются в почках и печени. В мышцах и сердце концентрация свинца и кадмия ниже В первой опытной группе содержание свинца составило в печени 2,08 ПДК, в почках 1,15 ПДК, кадмия в почках 0,67 ПДК и печени 1,25 ПДК Содержание свинца и кадмия во второй опытной группе: в почках 0,52 и 0,34 ПДК, печени 0,93 и 0,47 ПДК соответственно Введение в рацион второй опытной группы семян рапса уменьшило концентрацию свинца в мышечной ткани (мясе) на 34,6 % и кадмия на 50,0 %, в сердце на 38,9 и 35,7 %, в почках 57,5 и 48,6 %, в печени на 55,2 и 62,8 % соответственно.

5 Потребление свинца и кадмия привело к изменению биохимических и гематологических показателей крови Отмечается снижение общего белка на 6,0 %, кальция на 8,7 %, фосфора на 12,6 %, билирубина на 9,6 %. Наблюдается увеличение мочевины в крови на 41,1 % Снижается количество эритроцитов на 6,1 %, лейкоцитов на 4,5 % По-

требление животными семян рапса в количестве 100 граммов на голову нормализует показатели крови до средних границ физиологической нормы.

6. Содержание в кормах ТМ привело к снижению молочной продуктивности коров на 4,2 % и изменению химического состава молока: сухого вещества на 6,0 %, белка на 1,7 %, жира на 2,7 % больше. Содержание ТМ в молоке составило для свинца 0,8 ПДК и кадмия 0,73 ПДК. Семена рапса способны снизить концентрацию ТМ в молоке коров на 36,3-36,4%.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для уменьшения перехода ТМ в кормовые культуры (рапс) и стимуляции роста и развития растений в почву необходимо вносить гуминовые препараты («Гумат-80») в дозировке 500 мг/кг почвы. Это способствует уменьшению подвижности свинца на 12-22 %, кадмия на 11-32%.

2. Для получения экологически безопасной продукции животноводства в рационы крупного рогатого скота необходимо включать 100 граммов семян рапса в сутки на одну голову. Это способствует нормализации обменных процессов животных, снижению в органах и тканях содержания свинца на 34,6-57,5 %, кадмия на 35,7-62,8 %.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Спринчак Д.В., Бокова Т.И. К вопросу о детоксикации рапса гу-миновыми препаратами // Пища. Экология Качество: Материалы II Меж-дунар. науч.-практ. конф. / СО РАСХН. Новосибирск, 2002. С. 351-352.

2. Бокова Т.И., Спринчак Д.В. Изменение подвижности тяжелых металлов в черноземе выщелоченном бия-чумышской возвышенности при использовании гумата // Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы: Материалы четвертой российской I биогеохимической школы. М.: Наука, 2003. С. 199-200.

3. Спринчак Д.В., Бокова Т.И., Мотовилов К.Я. Влияние доз свинца, кадмия и детоксиканта на качество рапса ярового // Пища Экология. Качество: Труды III Междунар. науч.-практ. конф. / СО РАСХН, ГНУ СибНИПТИП. Новосибирск, 2003. С. 65-67.

4. Спринчак Д В Влияние доз свинца, кадмия и детоксиканта на подвижность тяжелых металлов в черноземе выщелоченном бия-чумышской возвышенности // Пища. Экология. Качество: Труды III Междунар. науч.-практ. конф. / СО РАСХН, ГНУ СибНИПТИП Новосибирск, 2003. С. 56-58.

5. Спринчак Д.В., Бокова Т.И., Мотовилов К.Я. К вопросу о снижении поступления свинца и кадмия в кормовые культуры // Биоэлементы: I Междунар. науч.-практ. конф. Междунар. науч.-практ. конф. /Оренбург, 2004. С. 200-202.

6. Спринчак Д.В., Бокова Т.И., Мотовилов К.Я. Получение экологичной продукции в системе «почва - растение - животное» // Пища. Экология. Качество: Труды IV Междунар. науч.-практ. конф. / СО РАСХН, ГНУ СибНИПТИП. Новосибирск, 2004. С. 428-431.

7 Спринчак Д.В., Бокова Т.Н. Изучение перехода тяжелых металлов в системе «растения (корма) - животное» // Пища. Экология. Качество: Труды IV Междунар. науч.-практ. конф. / СО РАСХН, ГНУ СибНИПТИП. Новосибирск, 2004. С. 445-449.

8 Бокова Т.И., Спринчак Д.В. Получение экологичной продукции в агробиоценозах // Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде: Материалы 3-й Междунар. науч.-прак. конф. Семипалатинск, 2004. Т. 2 С. 59-64.

#-7475

РНБ Русский фонд

2006-4 3791

Подписано в печать 18.04.05 г. Формат 60x84 1/16 Печать - рюография. У сл.п. л. 1,16 Тираж 100 экз. Заказ 2005 -Ъ4

Отпечатано в типографии АлтГТУ 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46 Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД№ 28-35 от 15.07.97 г.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Спринчак, Дмитрий Викторович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Тяжелые металлы (ТМ) в почвах, растениях, животных

1.2. Агротехнические и агрохимические мероприятия по 19 ограничению миграции ТМ из почвы в растения

1.3. Уменьшение токсического действия ТМ в организме 26 ^ животных

1.4. Анализ литературного обзора

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика некоторых экологических условий района 36 проведения исследований

2.2. Почвы как объект исследований

2.3. Растения как объект исследования

2.4. Животные как объект исследования

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 52 '

3.1. Действие доз свинца, кадмия и детоксиканта на величину урожая зеленой массы и семян рапса

3.2. Влияние доз свинца, кадмия и детоксиканта на 56 концентрацию тяжелых металлов в зеленной массе и семенах рапса, качество растительной продукции

3.3. Изменение концентрации подвижных форм тяжелых 59 металлов в загрязненных почвах при применении детоксиканта

3.4. Поступление тяжелых металлов с кормами в рационе 66 питания коров и содержание тяжелых металлов в мясной продукции

3.5. Влияние РЬ и Сс1 на гематологические и биохимические 75 показатели крупного рогатого скота

3.6. Содержание тяжелых металлов в молочной продукции

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 83 ИССЛЕДОВАНИЙ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Детоксикация тяжелых металлов (свинца и кадмия) в системе "почва - растение - животное""

Актуальность исследования. Выбросы и отходы промышленных предприятий (металлургии, машиностроения, энергетики, горнорудной промышленности), агрохимикаты (минеральные и органические удобрения, пестициды, гербициды) служат основными загрязнителями атмосферы и гидросферы, почв и растений вредными веществами в количествах превышающих санитарно-гигиенические нормативы (ПДК, ОДК, ДОК и т.д.). Большой экологический ущерб наносят также автотранспорт, свалки и прочие. Поэтому защита окружающей среды и пищевой цепи от загрязнения тяжелыми металлами (ТМ) является актуальной экологической проблемой. Важность данной проблемы для производства и переработки сельскохозяйственной продукции заключается в том, что накопление ТМ в возделываемых культурах может стать причиной контаминации продуктов питания.

Во всем мире уделяется большое внимание защите внешней среды обитания и внутренней среды человека от возрастающего действия химических веществ (в частности ТМ и растворимых форм их токсических соединений) антропогенного и природного характера При этом определение микроконцентраций токсикантов считается важной задачей, как в научном, так и в практическом отношении. Контроль и оценка возможного влияния ТМ на организм необходимы, а актуальность этой проблемы в настоящее время очевидна, поскольку для ТМ в принципе не существует механизмов природного самоочищения: в ходе миграции они меняют лишь уровень содержания или формы нахождения. Включаясь во все типы миграций и биологический круговорот, они неизбежно приводят к загрязнению важнейших жизнеобеспечивающих природных сред (питьевой воды, воздуха) и пищевых продуктов.

Среди ТМ наиболее опасными загрязнителями считаются РЬ, Сс1, 7х\, главным образом потому, что их техногенное накопление в окружающей среде идет высокими темпами. Эта группа веществ обладает большим сродством к физиологически важным органическим соединениям и способна инактивировать последние. Их избыточное поступление в организм живых существ нарушает процессы метаболизма, тормозит рост и развитие. В сельском хозяйстве это выражается в снижении выхода продукции и ухудшении её качества.

Поскольку ТМ поступают в организм человека и травоядных животных в основном с растительной пищей, а обогащение последней происходит главным образом из почвы, почвенно-агрохимические исследования на техногенно загрязненных территориях приобретают важное значение в местах, где население питается в течение многих лет преимущественно продуктами растениеводства.

Почвы являются одним из первых звеньев в биогеохимической пищевой цепи и начальным этапом миграции ТМ в системе: почва-растение-животное-продукт питания-человек. Поэтому, при экологических исследованиях изучению способности почв инактивировать поступающие в них подвижные формы тяжелых металлов и приемов и методов регулирования и контроля потока токсикантов из почвы в растения уделяется особое внимание.

В эпоху научно-технического прогресса негативное антропогенное воздействие на окружающую среду становится все более интенсивным и масштабным. В ряду загрязнителей биосферы ТМ представляют особую опасность из-за высокой экотоксичности, кумулятивности, синергизма и при комбинированном действии с другими агентами различной природы. Загрязнение ТМ объектов биосферы (воздуха, воды, почвы) является причиной накопления их в пищевом сырье растительного и животного происхождения, в количествах, порой превышающих санитарно-гигиенические нормы [29, 133, 207].

Результаты мониторинга, проведенного Государственным комитетом санитарно-эпидемиологического надзора, совместно с Институтом питания РАМН, в период с 1988 по 1993 гг., свидетельствует о том, что в целом по

России в 0,8-4% изученных проб пищевых продуктов наблюдалось превышение содержания ТМ, в том числе по свинцу и кадмию. По сравнению с 1994 г. в 1998 г. возрос процент нестандартных проб пищевого сырья и продуктов питания, загрязненных кадмием и свинцом с 1 до 1,5% по всей группе продукции.

В Западной Сибири в результате антропогенного воздействии на почвы сформировались биогеохимические районы со значительным отклонением от нормы в содержании многих химических элементов в местных пищевых цепочках. Это отрицательно сказалось на здоровье животных и человека.

В последние годы Алтайский край подвергался значительным техногенным и антропогенным нагрузкам. Значительная территория края имеет повышенное содержание в объектах биосферы токсических веществ в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации. Такая степень загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как ТМ нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространенное автомобильное топливо — бензин — содержит очень ядовитое соединение — тетраэтилсвинец, содержащее ТМ свинец который попадает в почву. Из других ТМ, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Сё (кадмий), Си (медь), Сг (хром), N1 (никель), Со (кобальт), Н§ (ртуть), Аб (мышьяк), Мп (марганец) [49, 50, 56, 63,99].

Накопление ТМ в почвах отрицательно сказывается на получении экологически безопасных сельхозпродуктов. Поэтому решение задачи обеспечения населения экологически безопасными мясомолочными продуктами от крупного рогатого скота имеет исключительно важное биологическое и социальное значение [3, 150, 186].

Однако до сих пор нет четких данных о степени перехода токсических веществ из почвы в растения, из кормов в организм животных и животноводческую продукцию. Достаточно спорным и не до конца изученным остается вопрос о месте накапливания токсикоэлементов в организме животных. Поэтому разработка системы стабильного получения экологически безопасной растительной и животноводческой продукции, является актуальной.

Цель исследования. Изучение процесса ограничения миграции ТМ (свинца и кадмия) в системе «почва — растение - животное» для получения экологически безопасной растительной и животноводческой продукции.

Задачи исследования:

1. Изучить действие и последействие внесенных в почву разных доз ТМ и детоксиканта на величину урожая рапса.

6. Определить степень влияния ТМ, детоксиканта на продуктивность крупного рогатого скота и качество молока.

Практическая значимость. Предложены научно-обоснованные способы детоксикации ТМ в системе «почва — растение — животное». Доказано, что гуминовый препарат «Гумат-80» уменьшает подвижность ТМ, свинца на 12

22%, кадмия на 11-32% и переход их в кормовую культуру - рапс. При использовании семян рапса ярового (100 граммов в сутки на одну голову) в рационе крупного рогатого скота в мышечной ткани животных уменьшается аккумуляция свинца на 34,6 %, кадмия на 50,0 % и в молоке - свинца на 36,3 %, кадмия на 36,4 %.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы представлены на 2-й, 3-й, 4-й Международных научно-практической конференциях «Пища. Экология. Качество» (Новосибирск, 2002; 2003; 2004), 4-й Российской биогеохимической школе «Геохимическая эюлогия и биогеохимическое изучение таксонов биосферы» (Москва, 2003), 1-й научно-практической конференции с международным участием «Биоэлементы» (Оренбург, 2004), 3-й Международной конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы — биофилы в окружающей среде» (Семипалатинск, 2004). "

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация выполнена на 120 страницах, включает 22 таблицы и 9 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований, обсуждения, заключения, выводов и предложений. Список литературы включает 230 наименований, в том числе 68- на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Спринчак, Дмитрий Викторович

выводы

1. На всех вариантах с внесением ТМ урожай был достоверно ниже: зеленой массы от 13 до 33 %, соломы от 13 до 34 % и семян рапса от 14 до 39 %. На урожай семян ТМ оказали более сильное влияние, чем на урожай вегетативной массы. Наиболее негативное действие на величину урожая зеленой массы и сухого вещества рапса оказал свинец, в вариантах с высокими дозами его внесения (РЬ 600) были получены наименьшие его значения на 2325 % от контроля, а по кадмию (Сс1 2) на 14-15 %.

2. Выявлена динамика распределения ТМ в кормах в течение 3-летнего мониторинга. Для рапса ярового экологически безопасными считаются концентрации свинца 400 мг/кг, а кадмия 2 мг/кг при использовании детоксиканта 500 мг/кг. Наиболее опасным ТМ является кадмий: в вариантах более 2 мг/кг почвы его концентрация оставалась выше МДУ даже при применении максимальных доз детоксиканта. На второй год отмечена тенденция уменьшения концентрации ТМ в вегетативной массе растений. На третий год после внесения свинца его концентрация стала меньше МДУ. В семенах рапса концентрация ТМ во всех вариантах была ниже МДУ. Таким образом, на сильно загрязненных почвах возможен' избыток ТМ в кормах, основу которых составляют вегетативные части растений. Применение гумата способствует уменьшению поступления ТМ в растения и положительно влияет на качество кормовой продукции.

3. Между подвижной формой элементов и их накоплением в вегетативной части растений установлена тесная связь (Ккоррсл. > 0,8). Об этом же говорит, крайне малый вынос ТМ урожаем рапса из почвы по сравнению с их запасами (Квыноса от 0,02 до 0,075 %). Было отмечено уменьшение подвижности элементов и обнаружено, что после внесения водорастворимых солей свинца и кадмия их подвижность снижается, а «Гумат-80» усиливает эту тенденцию. Через год концентрации свинца и кадмия в почве оставались выше ПДК, что обусловлено их очень высокими дозами. На третий год повышенный уровень ТМ сохранялся, но оказывал слабое влияние на концентрацию их в растениях.

4. При совместном поступлении в организм животных свинца и кадмия в количестве по 1,5 МДУ/кг корма происходит аккумуляция этих веществ в органах и тканях, многократно превышающая фоновое значение. Определена' избирательность в аккумуляции ТМ при их поступлении в организм. В наибольшей степени свинец и кадмий аккумулируются в почках и печени. В мышцах и сердце концентрация свинца и кадмия ниже. В первой опытной группе содержание свинца составило в печени 2,08 ПДК, в почках 1,15 ПДК, кадмия в почках 0,67 ПДК и печени 1,25 ПДК. Содержание свинца и кадмия во второй опытной группе: в почках 0,52 и 0,34 ПДК, печени 0,93 и 0,47 ПДК соответственно. Введение в рацион второй опытной группы семян рапса уменьшило концентрацию свинца в мышечной ткани (мясе) на 34,6 % и кадмия на 50,0 %, в сердце на 38,9 и 35,7 %, в почках 57,5 и 48,6 %, в печени на 55,2 и 62,8 % соответственно.

5. Потребление свинца и кадмия привело к изменению биохимических и гематологических показателей крови. Отмечается снижение общего белка на

6.0 %, кальция на 8,7 %, фосфора на 12,6 %, билирубина на 9,6 %. Наблюдается увеличение мочевины в крови на 41,1 %. Снижается количество эритроцитов на

6.1 %, лейкоцитов на 4,5 %. Потребление животными семян рапса в количестве 100 граммов на голову нормализует показатели крови до средних границ физиологической нормы.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в результате полевых и лабораторных исследований, статистической обработки экспериментальных данных было проведено комплексное изучение и оценка закономерностей функционирования системы почва - растение - животные, в условиях повышенных доз тяжелых металлов и применения детоксикантов.

В полевых мелкоделяночных опытах установлены уровни фактического содержания тяжелых металлов в растениях и почвах. Определено, что наиболее опасными тяжелым металлом является кадмий. Внесение свинца и кадмия в почву в дозах превышающих ПДК, привело к избыточному накоплению в вегетативных органах растений. Избыток кадмия в растениях отмечался при концентрации его равной 3 мг/кг почвы и составил в 3,37 раз выше МДУ, свинца 500 мг/кг почвы и составил 2,94 раза выше МДУ.

На основан данных, полученных в условиях 2001-2003 годов, можно предполагать, что для рапса ярового, возделываемого на черноземах, экологически безопасными можно считать концентрации свинца до 400 мг/кг, а кадмия до 2 мг/кг почвы, при условии использования детоксиканта в расчете на препарат в стандартной форме 500 мг/кг почвы.

Рассчитанные коэффициенты перехода свинца и кадмия из почвы в растения указывают о низком усвоении опытной культурой подвижной формы тяжелых металлов.

Детоксикант «Гумат-80» на основе гуминовых препаратов является "весьма эффективным против избытка тяжелых металлов в почве. Наличие большого числа функциональных групп гуминовых кислот в детоксиканте приводит к реакциям комплексообразования с металлами. Образующиеся металлоорганические комплексы тяжелых металлов являются или малоподвижными или неспособными к преодолению клеточных мембран на контакте почва корень.

Механизм детоксикации тяжелых металлов заключается в связывании их гуминовыми кислотами и в биохимическом стимулировании разштия растений. Детоксикант положительно влияет на качество кормовой продукции и его применение позволяет достичь допустимых пределов содержания ТМ в растениях и для производства экологически безопасных продуктов питания.

Анализ проведенных экспериментов позволяет сказать, что проблема перехода тяжелых металлов из почвы в растительную продукцию, в зависимости от валового содержания и концентрации их подвижной формы нуждается в дальнейшем изучении. Это позволит точней определить коэффициенты перехода тяжелых металлов из кормов, выращиваемых на загрязненных территориях и эффективность применения детоксикантов.

Корма на основе рапса снижают концентрацию тяжелых металлов в продукции животноводства. Введение в рацион семян рапса в дозе 100 грамм на голову в сутки оказывает детоксицирующее влияние на организм лактирующих коров: ТМ (свинец, кадмий), понижаются в молоке и мясной продукции за счет высокого содержания в семенах белка а также наличия эруковой кислоты, высоко молекулярных жирных кислот и комплекса незаменимых аминокислот.

Выполненная работа имеет важное научное и практическое значение. Ее результаты позволят разработать технологии производства экологически чистой продукции на загрязненных тяжелыми металлами почвах.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Спринчак, Дмитрий Викторович, Новосибирск

1. Аверьянова Н.И. Применение энтеросорбентов в комплексе реабилитационной терапии детей, проживающих в экологически неблагоприятных районах Пермской области // Проблемы сорбционной детоксикации. Новосибирск, 1995.-С. 7-9.

2. Авраменко П. М. Загрязнение почвы тяжелыми металлами и их накопление в растениях/П.М. Авраменщ C.B. Лукин// Агрохим. Вестн. 1999. -№2.-С.31-32

3. Авцын А. П., Жаворонков А.А, Риш М. А. Микроэлементозы человека.- М.: Медицина, 1991.- 496 с.

4. Алексеев Ю. В. Тяжелые металлы в почвах и растениях.- Л.: Агропромиздат, 1987.- 142с.

5. Алексеенко В.А. и др. Цинк и кадмий в окружающей среде. М.:Наука,1992.-200с.

6. Альберт Э. Избирательная токсичность.- М.: Мир, 1971. 431 с.

7. Андрушайте Р. Е. Действие некоторых пищевых факторов на ассимиляцию свинца в организме цыплят // Микроэлементы в СССР. Вып. N27.-P.: Зинагне, 1986.- С.92 96.

8. Архипова О.Г., Шацкая H.H., Иванова A.C. Биохимические соотношения между концентрацией свинца в воздухе и биосредах человека // Гигиена труда.- 1984.- N2.-C.21-24.

9. Бабкин В.В., Завалин A.A. Физиолого биохимические аспекты действия ТМ на растения// Химия в сельском хозяйстве, 1995.-№5.-С. 17-22

10. Барсукова В.С. Устойчивость растений к тяжелым металлам: А1апит. Обзор/СО РАН ГПНТБ, ИЛА СО РАН: под ред И.М. Гаджюва.-Новосибирск, 1997.-63с.

11. Барышников И.И., Барышников В.И. Тяжелые металлы в окружающей среде проблема экологической токсикологии // Эклолгическаяхимия.-1997.-№2.-С. 102-106

12. Бгатов В. И., Бгатов А. В. Природные сорбенты и живсгный мир // Проблемы сорбционной детоксикации.- Н.,1995.-С. 25-28.

13. Безвредность пищевых продуктов / Под ред. Робердса Г.Р. М. Агропромиздат, 1986- 287с

14. Бокова М.И., Ратников А.Н. Биологические особенности растений и почвенные условия, определяющие переход ТМ в растения на техногенно загрязненной территории// Химия в сельском хозяйстве,1995.-№5.-С.15-17

15. Бойко Н. А., Мерзленко О. В., Картамышева Н. В. Новые витамжно-минеральные комплексы для птиц//Зоотехнияг 1996.- N2.-0.15 18.

16. Бондарчук Д. Н. Влияние уровня потребления тяжелых металлов на состав и качество продукции птицеводства: Ав-юреф. дис. . канд. с х. наук. -Новосибирск, 1997.- 24 с.

17. Бородин 10. Л. О функциональном взаимодействии сорбирующих веществ с лимфатическими структурами // Проблемы сорбционной детоксикации.- Новосибирск, 1995.-С. 3-7.

18. Варшал Г. М., Кощеева И. Я. О механизме сорбции ртути (II) гуминовыми кислотами//Почвоведение.- 1998.- N9.-0. 1071 1078.

19. Васильев А.Б., Ратников А.Н., Алексахин Р.Н. Закономерности перехода радионуклидов и тяжелых металлов в системе почва-растение-животное-продукция животноводства// Химия в сельском хозяйстве.-1995.-№4.-С.16-17

20. Васильева Е. А. Клиническая биохимия сельско-хозяйственных животных. -М.: Агропромиздат; 1982.-254с.

21. Вернадский В. И. Биосфера и ноосфера.- М.: Наука, 1989.-258с.

22. Виноградов А. П. Геохимия редких металлов, рассеянных химических элементов в почвах.- М.: Изд. АН СССР, 1957.- 237с.

23. Внутренние болезни, кн. 4,- М.: Мир, 1994.-С.447 460.

24. Войнар А. О. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М.: Советская наука, i960.- 435с.

25. Волошин Е.И. Аккумуляция кадмия и свинца в почвах и растениях// Агрохим. Вестник.-2000.-№3.-С.23-26

26. Вяйзенен Г. Н.,Савин В.А., Стручков A.A. Ускорение выведния ТМ из организма коров// Зоотехния.-1995.-№9.-С.9-13

27. Вяйзенен Г. Н., Савин В.А., Гуляев В.А., Вяйзенен Г.А., Ъкарь А.И. Ускорене выведения тяжелых металлов из организма живсгных.-Новгород, 1997.-3 00с.

28. Вяйзенен Г. Н., Токарь А. И. Влияние скармливания кормовых добавок на выведение тяжелых металлов из организма свиней // Зоотехнияг 1997.-N8.- С. 31 -32.

29. Вяйзенен Г.Н. Использование льна-долгунца для повышения экологической чистоты молока // Зоотехнияг 1996.- N4.- С. 20 21.

30. Вяйзенен Г.Н., Токарь А. И., Некрасов А. В. Использование карбЬната кальция для получения экологически чистой говядины // Зоотехнияг 1998.- N2.-С. 30 -32.

31. Вяйзенен Г. Н. Мониторинг ТМ в воде, почве и растительюсти/ Г.Н. Вяйзенен ,А.И.Токарь,А.Ю.Шуклина// Вестн. РАСХНт1998.-№1 .-С.78-79

32. Вяйзенен Г. Н. ТМ В продуктах животноводства/ Г.Н. Вяйвнен , Савин В.А. и др.// Аграрная наука.-1999.-№4.-С. 11-12

33. Гадаскина И. Д., Толоконцев Н. А. Яды вчера и сегодня.- JI.: Наука, 1988.- 202с.

34. Георгиевский В. И. и др. Минеральное питание животных. М.: Колос, 1979.-471с.

35. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Сан Пин 2.3.2.10 78-01. Новосибирск, 2002.-210с.

36. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. Свшец.- М.: Медицина, 1980 193с.

37. Головатый С.Е. Поступление кадмия в сельскохозяйственные растения/С.Е.Головатый,П.Ф. Жигарев, Л.И.Панкрутская// Агрожмия.-2000.-№1.-С.81-85

38. Гольдберг Е. Д. Справочник по гематологии. Томск.: Идат. ТГУ,1989г 371с.

39. Горн JI. Э. Экскреция свинца с мочой у лиц, профессюнально с ним соприкасающихся, после введения кальций динатриевой соли ЭДТА // 1игиена труда и проф. заболевания.- 1970.- N9.- С.49.

40. ГОСТ 17510-78. Надежность техники/ Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений. М.: 1978.—23 с.

41. Гуминовые вещества в биосфере.- М.: Наука, 1993.- 337с.

42. Давыдова С.Я. Современное состояние проблемы загрязнения окружающей среды свинцом // Нефтехимия.- 1996.- N3.- С.281 -286.

43. Дмитриев М.Т., Казнина Н.И., Пинигина И.А. Санитарно-химический анализ загрязняющих веществ в окружающей среде.-М.:Химия,1989.-368с.

44. Данченко H.H. Функциональный состав гумусовых кислот: определение и взаимосвязь с реакционной способностью: Автореф. дис. . канд. хим. наук.-М., 1997.-24с.

45. Детоксикационный потенциал растений: сбзор/Г.В.Заалишвили,Г.А. Хатисашвили,.//Прикладная биохимия и микробиология.-2000.-т.36,№5.-С.515-524.

46. Добровольский В.В. Биосферные циклы тяжелых металлов и регуляторная роль почвы// Почвоведение.-1997.-№4.-С.431-441

47. Довбыш С.А. Формы тяжелых металлов в природных и техногшных черноземных почвах Алтайского Приобья. Авюреф. на соиск. Уч.ст. канд. С.-х. Наук, Барнаул, 2000.- 19 с.

48. Додина Jl. Г. Некоторые аспекты влияния антропогенного загрязгания окружающей среды на здоровье населения // Гигиена и санитария.- 1998.- N3.-С. 48 52.

49. Доклад о свинцовом загрязнении окружающей среды Российской Федерации и его влиянии на здоровье населения.-М., 1997.- 47с.

50. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований)гМ.:Агропромиздат,1985.-351с.

51. Ермохин Ю.И., Синдирева A.B., Трубина Н.К. Действие нигеля, кадмия, цинка в системе почва — растене — животное// Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы биофилы в окружающей среде.-Семипалатинск,2002.-т.2.-С.513-514

52. Жандарова С.В. Влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на питательный режим и вынос основных элементов биофилов сельскохозяйственными культурами. Автореф. на соиск. Уч.ст. канд. СтХ. Наук, Барнаул, 2000.- 19 с.

53. Жуленко В. Н., Малярова М. А., Боярченко Е. К. Тяжелые юталлы в органах и тканях крупного рогатого скота, выращенного в хозяйствах Подмосковья // Биохимические аспекты качестт белковой продукции мясной и молочной промышленности.- М., 1985.- С.22 26.

54. Журавская Н. С., Кику П. Ф. Сорбционная способность цеолитосодержащих пород в отношении экотоксичных факторов боропроизводств // Проблемы сорбционной детоксикации.- Новосибирск, 1995.-С. 113- 114.

55. Завалишин С.А. Биогеохимические особенности тяжелых металлов в системе почва-растение при интенсивной антропогенной нагрузке в условиях Алтайского Приобья. Автореф. на соиск. Уч.ст. канд. СтХ. Наук, Барнаул, 1999. 17 с.

56. Зелепукин В. С. Минеральная подкормка животных.-М.: Колос, 1968.-104с.

57. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды.- JI.: Гидрометеоиздат, 1984,- 560с.

58. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск, Наука. Сиб. отд-ние, 1991. 151 с.

59. Ильин В.Б. Оценка буферности почв по отношению к ТМ// Агрохимия.-1995.-№ 10.-С. 109-113

60. Ильин В.Б., Степанова М.Д. Распределение свинца и кадмия в растениях пшеницы, произрастающих на загрязненных этими металлами почвах //Агрохимия.-1981 .-№5.-С. 114-119

61. Ильин В.Б., Сысо А.И., Конарбаева Г.А., Байдина H.JL, Чзревко А.И. Содержанием тяжелых металлов в почваообразующих породах юга Западной Сибири // Почвоведение, 2000, № 9, С. 1086-1090.

62. Ильин В.Б.,Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области.-Новосибирск: изд. СО РАН,2001.-229с.

63. Исидоров В.А. Введение в химическую экотоксикологию. СПб: Химиздат, 1999-144с.

64. Исидоров В.А. Экологическая химия СПб: Химиздат, 200Ь304с.

65. Кабата Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. - М.: Мир, 1989. -439 с.

66. Карпухин А.И. Методы исследования комплексных соединений гумусовых кислот с ТМ// Антропогенная деградация почвенного гокрова и меры ее предупреждения.-М.,1998.-т.2-С.145-147

67. Карпухин А.И. Комплексные соединения гуминовых кислот с ТМ //Почвоведение.-1998.-№7.-С.840-847

68. Киприянов Н. А. Экологически чистое растительное сырьё и готовая пищевая продукция.- М.: Агар, 1997.-С. 106.

69. Клепцина Е. С., Петухов В. Л., Незавитин А. Г., Шипилин Н. И. Накопление тяжелых металлов в органах и тканях кур несушек // Проблемы стабилизации и развития.- Ч .11.- Новосибирск, 1999.- С. 199 - 200.

70. Ковалев С.И. Закономерности распределения кадмия, свинца и руги в почвах Алтайского края// Автореф дис. . к. геолгмин. Наук, Новосибирск.-2000.-23с.

71. Ковальский В. В. Современное направление и задачи биогюхимии // Биологическая роль микроэлементов.- М.: Колос, 1983.- С. 3 17.

72. Ковальский В. В., Дмитроченко А. П. Микроэлементы в животноводстве-Л.: Сельхозиздат, 1962.-С.15.

73. Колесников С.И. Влияние загряязнения ТМ на эколого-биологические свойства чернозема обыкновенного/ С.И. Колосников, К.Ш. Казеев// Экология.-2000.-№3 .-С. 193-201

74. Кроль М. Ю. Изучение комбинированного действия соедигений ртути, кадмия и свинца// Геохимическая экология ибиогеохимическое и^чение таксонов биосферы.Горно-Алтайск, 2000.-С. 160-161

75. Кручакова Ф.А., Полонская Б. И. Аскорбиновая кислота как профилактический фактор в питании рабочих, соприкасающихся со свинцом н его солями // Врачебное дело.-1951.- N8.- С. 725.

76. Кузнецов А. Ф., Мухина И. В. Использование нового минерла в птицеводстве // Справочник ветеринарного врача птицеводческого предприятия.- С.- Пб., 1995.-т Л.- С. 140 144.

77. Кузнецов Г. А. Экология и будущее: М.: МГУ, 1988.-160с.

78. КузубоваЛ.И., Шуваева О. В., Аношин Г. Н. Элементькжотоксиканты в пищевых продуктах. Новосибирск, 2000-67с.

79. Кузьмич М.А. Влияние известкования на поступление ТМ в растения/М.А. Кузьмич, Г.А. Графская, Н.В. Хостанцева// Агрохимический вестник.-2000.-№5.-С.28-29

80. Ладонин Д. В., Марголина С. Е. Взаимодействие гуминовых кислот с тяжелыми металлами // Почвоведение.- 1997.- N7.- С.806 -811.

81. Лакин Г. Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990.- 351с.

82. Лебедева Л.А. Влияние известкования и органического удобрния на содержание свинца в сельскохозяйственных культурах/ Л.А. Лебедева, С.Н. Лебедев, Н.Л. Едемская//Агрохимия.-1998.-№3.-С.62-66

83. Левина Е. Н. Общая токсикология металлов.- Л.: Медицина, 1972.-240с.

84. Лившиц О. Д. Экспериментальное обоснование профилактической роли пищевых волокон овацных продуктов при интоксикации тяжелыми металлами: Автореф. дис. . докт. мед. наук.- М., 1989.-36с.

85. Лойт А. О., Савченков М. Ф. Профилактическая токсикология-: Иркутск, 1996.-280с.

86. Лыкасова И. А., Рабинович М. И. Кинетика ТМ в организме животных на фоне применения корня солодки //Ветеринарияг 1999.- N3.- С.45 -48.

87. Любченко П. Н. Интоксикационные заболевания органов пищеварения.- Воронеж, 1990.- 181с.

88. Любченко П. Н. Состояние органов пищеварения при воздействии свинца: Автореф. дис. док. мед. неук.- М., 1985.-45с.

89. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.Н. Экологашалитический мониторинг супертоксикантов.-М.: Химия,1996.-319с.

90. Макаренко Л.Я., Ларина Н.А. Влияние цеолита на содержание тяжелых и вредных металлов в продуктах животноводства// Пища Экология. Качество. Труды 3 Междунар. Научно^практ. Конф./ РАСХН ГНУ Сибнштип.-Новосибирск,2003 .-С.70-73

91. Методические указания по определению ТМ в кормах и растешях и их подвижных соединений в почвах.-М.:ЦИНЛО, 1995.-40с.

92. Милащенко Н.З. Программа исследований ТМ в географической сети опытов со средствами химизации// Химиия в сельском хозяйстве.-1995.-№4.

93. Минеев В.Г. Воспроизводство почвенного плодородия агрохимическими средствами и охрана почв от техногенного загрязнения// Вестник сельхоз науки.-1988.-№6.-С.95-101

94. Минеев В.Г., Гомонова Н.Ф. Накопление ТМ в почве и постушение их в растения в длительном агрохимическом опыте// Доклады Россельхозакадемии -1993 .-№6.-С.20-22

95. Минеев В.Г., Лебедева Л.А., Соловьева Ю.Б. Экологические фужции известкования кислых почв, загрязненных кадмием и цинком// Докгады РАСХНг2000.-№6.-С.30-32

96. Минина Л А, Прудеева Е.Б., Мирошниченко Б.А. Отрицательное влияние избытка свинца на организм овец и пути его снижения// Геохишческая экология и биогеохимическое изучение таксснов биосферы.-Новосибирск,2000.-С.272-273

97. Наплекова H.H., Степанова М.Д. Биоиндикация загрязшния почв свинцом и кадмием по микробным ценозам.-Новосибирск,2000.-124с.

98. Никитин В. Н. Гематологический атлас сельскохозяйственных и лабораторных животных.-М.: Сельхозиздат,1956.-191с.

99. Никитишен В.И. Плодородие почвы и устойчивость функционирования агроэкосистемы.-М.: Наука, 2002.-258с. .'

100. Нормы и рационы кормления с-х животных. М.: Агропромизд.,1985.-352с.

101. Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение// Химия в сельском хозяйстве:-1995.-№4.-С.8-17

102. Овчаренко М.М., Графская Г.А., Шильников И.А. Почвенное плодородие и содержание ТМ в растениях// Химия в сельском хозжстве.-1996.-№5.-С.40-43

103. Оксенгендлер Г. И. Яды и противоядия,- Л.: Наука, 1982 191с.

104. Орлов Д. С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации.- М.: МГУ, 1990.- 325с.

105. Орлов Д. С. Гумусовые кислоты почв. М.: МГУ, 1974.- 331 с.

106. Орлов Д. С. Химия почв.- М.: МГУ, 1985. 375с.

107. Орлов Д.С., Демин В.В., Заварзина А.Г. Взаимодействие гумишвых кислот с тяжелыми металлами// Доклады академии наук.-1998.-т.362.-№3.-С.402-403

108. О санитарно-эпидемиологической обстановке в РФ в 1999: гос.докл.М.,2000.-224с.

109. Основы общей промышленной токсикологии.- JI.: Медецина.- 1976. -303с.

110. Оценка ущерба окружающей среде от загрязнения токсичными металлами/ А.А.Головин, И.А.Морозова и др./Под ред Э.К. Буренюва.-М.-2000.-117с.

111. Панин М.С. Химическая экология/ Семипалатинский гос.универ.-Семипалатинск,2002.-852с.

112. Петрухин И.В. Корма и кормовые добавки.-М.:Росагропромиздат,1989.-С.462-465

113. Плохинский Н. А. Алгоритмы биометрии.- М.: МГУ, 1980.-149с.

114. Покровский A. JI. Метаболические аспекты фармакологии и токсикологии пищи. М.: Медицина, 1979.- 183с.

115. Поповичева JI.JI. Влияние мелиорантов на состояние свинца в загрязненных дерново-подзолистых почвах и его поступление в рагтения.-М,1988.-24с.

116. Потатуева Ю.А., Сидоренкова Н.К., Прищеп Е.Г. Агроэкологи«ское значение примесей ТМ и токсичных элементов в удобрениях// Агрохимия,2002.-№2.-С.85-96

117. Похарел П. К. Влияние тяжелых металлов ( Zn, Cu, Cd, Pb ), содержащихся в кормах на качество молока юров:Автореф. дис. . канд. с-х. наук. -М., 1994.- 17с.

118. Присный А.А. Способ получения продуктов питания животшго происхождения с пониженным содержанием токсичных металлов// Экологическая безопасность и здоровье людей в XXI веке.-Белгород,2000-С.120-121

119. Рабинович JI. А. Влияние породных особенностей крупного рогатого скота на накопление в организме тяжелых металлов / Проблемы стабилизации и развития с-х. производства, ч. II.- Новосибирск, 1999.- С. 102 -103.

120. Рабинович JI. А. Получение экологически безопасных мясопродуктов при откорме кр>пного рогатого скота. Автореф. дис.к. биол. н.Барнаул.-1999.-19с.

121. Рачковская А. М, Использование сорбентов для детоксикации //Проблемы сорбционной детоксикации.- Новосибирск, 1995.- С.223 -231.

122. Рашевская А. М., Зорина J1. А. Профессиональные заболевания системы крови химической этиологии.- М.:Медицина, 1968.- 302с.

123. Ревич Б. А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения.-М.: изд. МНЭПУ,2001.-264с.

124. Рейли К. Металлические загрязнения пищевых продуктов.- М.: Агропромиздат, 1985.- 183с.

125. Рихванов Л.П., Сарнаев С.И., Язиков Е.Г. Почва как депошрующая среда при изучении техногенного фактора воздействия на природу // Проблемы региональной экологии.- 1994.- № З.-С. 35-46.

126. Рыскулов А. К., Ермаков В.В. Способ обезвреживания токсшных металлов в кормах и организме животных // Корма из отходов АПК. Ткника и технология.- Запорона, 1988.- С.85-86.

127. Свинец в окружающей среде / под ред. В. В. Добровол>ского.-М.:Наука, 1987.- 181с.

128. Сироткин А. Н., Краснова Е. Г. и др. Закономерности перехода радионуклидов и тяжелых металлов в системе почва растение - животное -продукция животноводства // Химия в сельском хозяйстве.- 1995.- N4.- С. 16 -18.

129. Скальный A.B., Быков А.Т., Лимин Б.В. Диагностика, профилактика и лечение отравлений свинцом. М.:ВЦМК защита, 2002.-52с.

130. Смирнов А. М., Таланов Г. А. и др. Животноводству- безопасные корма // Ветеринария.- 1999.- N1.- С.З 6.

131. Соколов О. А., Черников В.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Атлас распределения ТМ в объектах окружающей среды. -Пущино, ОНТИ ПНЦ РАН, 1999.-164с.

132. Сорокина A.A. Влияние комплексообразователей на поведение Мп, Си, Fe и Pb в организме при хронической свинцовой интоксикации: Авт>реф. дис. канд. мед. наук.- Д., 1972.- 24с.

133. Степанова М.Д. Микроэлементы в органическом шществе почв.-Новосибирск: Наука СО,1976.-Ю6с.

134. Степанок В.В. Влияние соединений кадмия на урожай и элементный состав сельскохозяйственных культур// Агрохимия.-1998.-№6.-С.74-79

135. Степанок В.В. Влияние высоких доз свинца на элементный состав растений// Агрохимия.-1998.-№7.-С.69-76

136. Таранов М. Т. Биохимия и продуктивность животных? М.: Колос , 1976.- 240с.

137. Тяжелые металлы в окружающей среде // Материалы международного симпозиума.-Пущино, 1997.-321 с.

138. Тяжелые металлы в окружающей среде.- М.: МГУ, 1980.- 132с.

139. Уразаев Н. А. Эндемические болезни с х животных. -М.: Агропромиздат, 1990.-С. 160-162.

140. Уразаев Н. А., Новошинов Г. П., Локтионов В. Н. Биогеоценоз и патология с-х животных.-М.: 1985.- 175с.

141. Устенко В.В. Миграция свинца в цепи почва- растение животное и влияние на некоторые показатели биосинтеза гема: Автзреф.дис. . канд. биол. наук. - М., 1982.- 24с.

142. Фомичёв Ю.П. Некоторые аспекты производства экологически безопасной продукции животноводства и охраны окружающей среды // Аграрная Россия. -2000. -№5. С.5-11.

143. Хенниг А. Минеральные вещества, витамины, биостимуляторы в кормлении с-х. животных.- М.: Колос, 1976.- 420с.

144. Химическое загрязнение почв и их охрана: Словарь-справочник/ Д.С. Орлов, М.С. Малинина, Г.В. Мотузова.-М.: Агропромиздат,1991.-304с.

145. Хмельницкий Г.А. Ветеринарная токсикология? М.: Агропромиздат, 1987.- С. 151 154.

146. Царегородцева Е.В. Основы контроля качества продукции животноводства.-Йошкар-Ола: Изд. Мар.ГУг2002.-34с.

147. Цицишвили Г.В., Андроникашвили Г.Г.,Кванталнани A.C. Перспективы применения клиноптилолитсодержащих туфов для предотвращения аккумуляции свинца в сельскохозяйственных культурах//и Природные цеолиты в сельхоз.-ве.-Тбилиси: изд.Медицина,1980.-С.217-226

148. Чайка П. А. Применение пектинов и некоторых микроэлемштов для профилактики хронических отравлений свинцом: Автореф. дис. . канд. мед. наук. Киев, 1966.- 20с.

149. Чебукина E.H., Золотарёва A.M. и др. Экологические аспекты производства мясных продуктов // Хранение и переработка ох сырья,- 1998.-№3-С.43.

150. Челищев Н.Ф., Беренштейн Б.Т., Володин В.Ф. Цголиты-новый тип минерального сырья.-М.: Недра, 1987.-176с.

151. Черных Н. А. Закономерности поведения тяжелых металлов в системе почва растение при различной антропогенной нагрузке: Автореф. дис. . док. биол. наук.- М.,1995. - 39с.

152. Шапошников А. А., Мусиенко Н. А. Сорбенты для снижения урсвня токсичных веществ в организме животных и их продукции // Зоотехния.- 1996.-N8.- С. 17-19.

153. Шайкин В.И., Давыдова Т.Н. Слайкин C.B. Оценка антитоксических свойств природных цеолитов и бентонитов при свинцовой интоксикации// Эпизоотология, диагностика, профилактика и меры борьбы с болезнями животных.-Новосибирск,1997.-С.З29-332

154. Шемчук В. Р. Некоторые показатели крови с- х животных при экспериментальном отравлении свинцом и лечении комплексообразоватедми: Автореф. дис . канд. вет. тук. Львов, 1966.-18с.

155. Шпис Т.Э. Фитотоксичность гочв, факторы ее формирования и реакция различных культур на загрязнение почв тяжелыми металлами в условиях степной зоны Алтайского края. Автореф. на соиск. Уч.ст. канд. С.-х. Наук, Барнаул, 1999.- 22 с.

156. Экогеохимия Западной Сибири. Тяжелые металлы и радио!уклиды / РАН, Сиб. отд-ние, Объед. Ин-т геологии, геофизики и минералогии; Науч. Ред. Чл.-кор. РАН Г.В.Поляков. Новосибирск: Изво СО РАН, НИЦ ОИГГМ.- 1996. -248 с.

157. Экологическая доктрина Российской Федерации/ Распоряжение Правительства РФ от 31 авг.2002 №1225-Р

158. Ягодин Б.А., Кидин В.В., Цвирко Э.А. Тяжелые металлы в системе почва-растение// Химия в сельском хозяйсгве.-1996.-№5.-С.43-45

159. Abdul! M., Chmielnicka I. New aspect on the distribution and metabolism of essential trace elements after dietary exposure to toxic metals // Biol. Trace elements res. 1989 - vl2 - №23 - P.25-53

160. Albased N., Cottenie A. Heavy metals uptake from contaminated soils as affected by peat, lime and chelales // Soil science, 1985 v49. №2 P 386 389

161. Angelova V.R., Ivanov A.S., Braikov D.M. Heavy metals (Pb, Cu, Zn, Cd) in the system soil grahtvmegrahe// J. Sei Food. Agr. 1999. v70.№5 P.-20

162. Assche C. van, Jansen G. Anwendung von seleftiv wirkenden Kationenaustay ehern auf mit Schwermetallen kontaminierten Boden // landwirtschat tliche forschung., Kongressband - 1977. - S-p. 34 III - S.215 - 228

163. Badora A. Al montmoriaonit and Al 13 For the immobiliga tion of zinc and cadmium in the soils // torsugczne substangie n glebie - zroda . - Warggana, 2000. - U.l - s. 61-71.

164. Barltrop O. Nutritional and maturational factors modifying the absorption of inorganic lead from the gastrointestinal tract // Environ, factors Hum. Crowth and Develop. 1-4 Nov.-1981-N.Y. 1982.- P.35-41.

165. Barrio T., Sola S., Mirtin A. Factores que determinan los niveles conserval vegetabes // Alimentaria 1996. - 34, №277.-P . 61-67

166. Barton J.C. et al. Effect of calcium on the absorption and retention of lead // J. Lab. Clin. Med.- 1978.- v. 91.- N 3.-P. 366-376.

167. Barton J.C., Conrad M.E. Effects of iron on the absorption and reten-tion of lead //J. Lab.Clin.Med.-1978.-v. 92, N 4.- P.536-547.

168. Barton J.C.,Conrad M.E., Holland R. Iron, lead and cobalt absorption similarities and dissimilarities //Proc. Soc. Exp. Biol. Med.- 1981.- v. 166.- P.64-69.

169. Bersin Th. Biochemic der Mineral und spurelementen.- Akad. Verlagsgegesellschaft.- Frankfurt am Main, 1967.- 91s.

170. Bratton G.R., Zmudzki J., Bell M.C., Warnock L.G. Thiamin (vit B) effects on lead intoxication and deposition of lead in tissues: Therapiotic potential // Toxicol. Appl. Pharmacol.- 1981.- v. 59.- N 1.- P. 165.

171. Bremner J., Mehra R.K. Metallothionen some aspects of its structure and function with special regard to its involvement in copper and zinc metabolizm // Chem. Scripts.- 1983.-v. 21, P. 117-121.

172. Browning E. Toxicity of industrial metals.- London: Butterworths, 1961.-P.M.

173. Bryon C.W The effects of heavy metals (other then mercury) on marine and estuarine organis ms. Praz. Roy Soc. London, 1971, V №177 H389-410

174. Calabrese E.J. Nutrition and environmental health: the influence of nutritional status on pollutant toxicity and carcinogeniciti., v.l The vi-tamins.N.Y., 1980.- 364p.

175. Capar S. Survey of lead and cadmium in abult canned foods eaten by young chiloren // J. Assoc. office. Anal. Chem. -1990 V.73, №3. -H.357-364

176. Castellino N., Aloj S. Kinetics of the distribution and excrection of lead in the rat // Brit. J. Ind. Med.- 1964.- v. 21.- P. 308.

177. Castellino N., Lamann P., Grieco B. Billiary excretion of lead in the rat //J. Ind. Med.- 1966.- v. 23.- P. 237.

178. Combs D.K., Goodrich R.D., Meiske J.C. Mineral concentration hair as indicator of mineral status // J.Anim. Sci.- v. 54.- N 2.- P. 391-398.

179. Corril L.S., HafT J.E. Occurence, physiological effects and toxicity of heavy metals //J.Environ. Health Perspect.- 1976.- v. 18.- N 12.- P. 181-183.

180. Dulka J.J., Risby T.H. Ultratrace metals in some environmental and biological system // Anal. Chem.- 1976.- v. 48.- N 8.- P. 640A-653A.

181. Filov V.A. et al. Quantitative Toxicology.- N.Y.: Willy, 1979.- 462p.

182. Frances M. Turner. . Cadmium poisoning. Harwell, Berkshire.-1954.1. P.18.

183. Friberg L., Nordberg G., Vouk V. Handbook on the toxicology of metals.- Amsterdam, 1979.- 128p.

184. Fullmer C.S. Lead-binding properties.// J. of biol. Chem.- v. 260.- N 11.-P. 6816-6819.

185. Ganter H.E. Biochemistry of selenium//Selenium.-Ney York:Van Norsrand, 1974.- H.546.

186. Goyer R.A., Moore J.F. Protein-metal interactions // Adv.Exp.Med.Biol.-N.Y., 1974.-P. 447-462.

187. Gut J., Cikrt M., Plao G. Industrial and environmental xenobiotics.-Berlin : Springer-Verlag, 1984.- 156p.

188. Hamer De.H. Heavy metals and gene regulation // Jap. J. Toxicol, and Environ. Health.- 1993.- v .39.-N 2.- P. 32-33.

189. Harada M. In : Toxicity of Heavy Metals in the Environmental.- N .Y., 1978.-P. 261-302.

190. Heavy metal pollution in soils of Japan.-Tokyo : Japan Sci.Soc.Press.-1981.- 302p.

191. Hill C.H. Correlation between some parameters . //J. Nutr.- 1979.-v.4.-P. 501-507.

192. Horak F., Helen L. Vliv exhalaci na obsah tez kych koyu (Zn,Cu,Cd,Pb) Ve Vine ovci-vizoc Vyroba, 1983,-v. 28.- N 9.- P. 705-712.

193. Hursh J.B., Merger T.T. Measurement of 212 Pb lossrate from hu-man lungs // J. Appl.Physiol.- 1970.- v.28.-P.268.

194. Kaszubkievvicz G. Zachowanie sie nubranych uskaznikovv biochenic-znych // Wet.- 1984.- v. 40.- N 3.- P. 144-145.

195. Kefala V.I., Matis K.A. биосорбция ионов кадмия Actinomy-cetes и разделение с помощью флотации// Environ. Pollut-1999-104, №2-С.283-293.

196. Levander О.А. Effect of food intake on lead absorption // Environ.Health Respect.-1979,- v. 29.- P. 115-125.

197. Lotosh T.D., Chaly A.S. The bioregulating action of peat humic acids // Procedings of 8 Inter.Peat. Congress L : 1988.- P. 101-104.

198. Mahaffey R. Toxicity of lead, cadmium and mercury // Bull.N.Y.Acad.Med.-1984.- v. 60.- N 2.- P. 196-209.

199. Maxwell L.C., BischofTF. The reaction of lead with constituence of the erythrocytes // J. Pharm. Ep.Ther.- 1992.- v. 37.- P. 413.

200. Miller E.R. Techiques for detecmining biovailabiliti of trace elements // 6th Aun.Intern.Mineral Conf. S.-Pb., Florida.- 1983.- P. 23-40.

201. Mortensen J.L. Complexing of metals by soil organic matter // Soil Sci.Soc.Amer.Proc.- 1963.- v. 27.- N 2.-P. 179.

202. Nielsen F.H. The ultratrace elements // Trace Minerals in Foods.- N.Y. : Marcel Dekker, 1988.- P. 357-428.

203. Nriagu. Quantitative assessment of worldwide contamination's of.// Nature.- 1988.-v.333.-P. 134-139.

204. O'Dell B.L. Biovailability of trace elements // Nutrit. Rev.- 1984.- v. 42.-N9.-P. 301-308.

205. Pazirandeh M., Bang S. Удаление TM с использованием иммобилизованной биомасы, полученной от гештически модифицированных бактерий// Abstr. 99th Gen. Meet. Amer. Soc. Micro-biol., Chicago, III., Washington. 1999-C.593-594.

206. Perminova J.V. et al. Humic substances as natural detoxications // Proc. Of 7th Conference of Int. Humic Subs.Soc.- Trinidad and To-bago, 1996.-P. 399-406.

207. Phipps D.A. Metals and Metabolism.- Oxford : Cl.press, 1976.- 134p.

208. Pounds G.G., Wright R.,Kodell R.L. Cellular metabolism of lead // Toxicol. Appl. Pharmacol.- 1982.- v. 66.-P. 88-101.

209. Rabinowitz M.B. et al. Effect of food intake and fasting on gastrointestinal lead absorption in human // Amer. J. Clin. Nutr.-1980.- v. 33.- N 8.- P.1784-1788.

210. Reinhold J.G. et al. Effects of purified phutate. // Lancet.- 1973.- N 1.-P.283-288.

211. Reis M .F. Abdulla M. Trace element contents in food deter-mined by neutron activation analysis//Biol. Trace Elem. Res. -1994.-P.43-45.

212. Roberts T.M. et al. Lead contamination around secondary smellers // Science.- 1974.- v. 186.- P.l 120-1123.

213. Schnitzer M., Hindle C.A. Supercritical gas extraction of. // Soil Sei. Soc. Amer. J.- 1986.- v. 50.- N 4.-P. 913.

214. Schnitzer M., Skinner S. Organometallic interaction in soils // Soil Sci.-1967.- v,103,N 4.- P.80-85.

215. Schroeder H.A. The poisons around us : Toxic metals .» London: Ind.Univ. Press, 1974.- P215.

216. Smith C.M., De Luca H.F., Tanaka Y., MahafFey K. Stimulation of lead absorption by vit. D //J. Nutr.- 1978.- v. 108.- N 5.- P. 843-847.

217. Spencer H. Exposure to lead .II J. Trace Elem.Exp.Med.- 1995- v. 8.-N 3.- P. 163-171.

218. Srivastava M.M. Total lead concentrations as an indicator .// Bull.Env.Contam. and Toxicol.- 1992.- v.48.-N 3.- P. 334-336.

219. Stevenson F. J. Stability constants of Cu 2+, Pb 2+, Cd 2+ com-plexes with humic acids // Soil Sci. Soc. Amer. J.- 1976.- v .40.- N 5.- P. 665

220. Stevenson F.J., Filch A. Reactions with organic matter // Copper in soils and plants.-N.Y.: Acad.Press, 1981 .-P. 264.

221. Thompson J. D. Heavy metals in the native oyster and mussel . // J.Mar.Fresh.Res.- 1979.-v. 30.- N 3.-P.421-424.

222. Varshal G.M. et al. The role of organic matter in mercury cycle // Regional and Global Mercury Cycles.- Netherlands : Kluver Acad.Publ., 1996.-P.403-414.

223. Venigopal B., Luckey T.D. Metal Toxicity in Mammals.- N.Y., v. 1.-1977.-P.250.

224. Victery W., Miller C.R., Towler B.A. Lead accumulation by rat renal bruch border membrance vesicles // Pharm. Exp. Therap.- 1984.- v.231.- N 3.- P. 589596.

225. Wasserman R.V., Taylor A. N. Vitamin D-inducel calcium-binding protein in . // Science.- 1966.- v. 152.-N 3723.- P.791-793.

226. Winner R.W., Boesel M.W., Insects community structure as an index of heavy metal pollution in lotic ecosystems // Can.J.Fish Aqua.Sci.- 1980,-v. 37.- N 4.-P.647-655.117

Информация о работе

Спринчак, Дмитрий Викторович
кандидата биологических наук
Новосибирск, 2004
ВАК 03.00.16

Диссертация

Детоксикация тяжелых металлов (свинца и кадмия) в системе "почва - растение - животное" - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы