Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Экологические аспекты и их связь с накоплением тяжелых металлов в молоке и сладкосливочном масле

ВАК РФ 06.02.04, Частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства

Автореферат диссертации по теме "Экологические аспекты и их связь с накоплением тяжелых металлов в молоке и сладкосливочном масле"

г Г Б ОД

На правах рукописи

ПРОШИН Геннадий Вячеславович

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И ИХ СВЯЗЬ С НАКОПЛЕНИЕМ

ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В МОЛОКЕ И СЛАДКОСЛИВОЧНОМ МАСЛЕ

06. 02. 04. -

— частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

г.Рязань - Дивово, 1996 г.

Работа выполнена в Рязанской Государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П.А.Костычева

Научные руководители:

— кандидат сельскохозяйственных наук, доцент МОРОЗОВА Н.И.

— доктор сельскохозяйственных наук, профессор СТАРОДУБЦЕВ В.М.

Официальные оппоненты:

— доктор сельскохозяйственных наук, профессор ДУБРОВСКАЯ P.M.

— кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ЛАПУШКОВА В.В.

Ведущее предприятие - Рязанский НИПТИ АПК.

Защита состоится «21» мая 1996 года в «10» часов на заседании диссертационного Совета К 020.55.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте коневодства

Адрес: 391128, Рязанская область, Рыбновский район, п.Дивово, Институт коневодства

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ВНИИ коневодства.

Автореферат разослан « » апреля 1996 года

Ученый секретарь диссертационного Совета

С.С. Сергиенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Существующая проблема загрязнения тяжелыми металлами, нитратами и нитритами почвы, кормов, молока и молочных продуктов затрагивает многие хозяйства Рязанской области. В бедственном состоянии находятся особенно те хозяйства, которые расположены вблизи крупных промышленных заводов. Промышленные выбросы этих заводов прямо или. косвенно воздействуют на растениеводческую и животноводческую продукцию исследуемых хозяйств. Молоко и молочные продукты, выработанные из молока коров таких хозяйств по нашему мнению будут иметь повышенную концентрацию тяжелых металлов. Для сравнения аналогичные исследования проводились в двух других хозяйствах, расположенных в 25 км севернее г.Рязани, где нет промышленных предприятий, в зоне соснового леса и пойменных заливных лугов.

Актуальность работы заключается еще и в том, что среди многочисленных чужеродных веществ, попадающих в пищевые продукты, тяжелые металлы считаются одним из наиболее опасных. Поэтому при проведении программ по контролю пищевых продуктов этим веществам уделяют первоочередное внимание. В списке приоритетных химических веществ, опасных для окружающей среды и здоровья человека, составленном такими авторитетными организациями, как ФАО, ВОЗ, ЮНЕП, тяжелые металлы занимают первое место.

Цели и задачи исследований:

— определить источники и интенсивность загрязнения атмосферы в пригородной зоне г.Рязани;

— лабораторными исследованиями установить наличие тяжелых металлов в почве, растениях и кормах выращенных в разных зонах по экологической загрязненности;

— определить накопление тяжелых металлов, нитратов и нитритов в кормах и в молоке коров содержащихся в названных зонах;

— в технологических опытах установить степень перехода тяжелых металлов из молока в сладкосливочное масло;

— сделать органолептическую и биохимическую оценку качества свежевыработанного масла;

— провести товарную оценку качества масла после полугодового хранения (при - 18° С) в холодильных камерах промышленного типа.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЙ. Впервые проведено сравнительное изучение накопления остаточных количеств тяжелых металлов в почве, растениях, кормах, молоке и молочных продуктах в пригородной зоне г.Рязани с разной интенсивностью загрязнения атмосферы. Сравнительные исследования проводились в четырех хозяйствах пригородной зоны, два из которых расположены в южной зоне города с большой насыщенностью промышленных заводов, два хозяйства в северной зоне расположены в относительно чистых экологических условиях.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. В результате проведенных исследований дано предложение о дифференцированном подходе к оплате за молоко реализуемое хозяйствами с той или иной степенью загрязнения продукции различными ингредиентами. Экологически чистое молоко направлять в детские сады и лечебницы. Помимо этого при поставке такого молока в торговую сеть устанавливать на него цены выше розничных, обеспечив соответствующую рекламу. С предприятий, допускающих косвенное загрязнение молочной и растительной продукции, предлагается взыскивать материальные компенсации в пользу пострадавших хозяйств.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Украинской Республиканской конференции по проблеме нитратов в животноводстве и ветеринар™ (г.Киев, 1990 г.), на Всероссийской конференции «Экологические проблемы ветеринарной санитарии» (г.Москва, 1993 г.), на I Международной IV Всероссийской научно-практической конференции по проблеме «Экология и охрана окружающей среды» (г.Рязань, 1994 г.), на ежегодных научных конференциях преподавателей и аспирантов Рязанской Государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П.А.Костычева (г.Рязань, 1992, 1993, 1996 гг.).

Материалы опубликованы в 4 научных статьях.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материала и методики исследований, результатов собственных исследований, выводов, предложений и списка литературы.

Диссертация содержит 28 таблиц и 1 приложение. Список литературы включает 171 источник, из них 86 на иностранных языках.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основными объектами выполненных нами исследований по изучению загрязнения тяжелыми металлами атмосферы, почвы, кормов, молока были пригородные хозяйства «Реткинский» и «Пущинский» Рязанского района. Эти совхозы расположены южнее г. Рязани в зоне, где построен комплекс промышленных заводов. Для сравнения были взяты два хозяйства - совхоз «Заборьевский» и ОПХ «Полково», расположенные севернее г.Рязани в зоне соснового бора и заливных пойменных лугов. В отой зоне нет ни одного завода и молочные стада с мая по октябрь (6 месяцев) постоянно находятся на заливных пойменных лугах. В зимний период основным кормом для коров является луговое сено, выращенное и скошенное в этой же экологически чистой зоне сенокосов.

Исследования по накоплению в кормах нитратов и нитритов проводились совместно с сотрудниками химикотоксилогического отдела Рязанской областной ветеринарной лаборатории. Корма для анализа отбирались в хозяйствах Рязанского центрального района и в некоторых хозяйствах других районов области.

Источником загрязнения атмосферы являются промышленные заводы, расположенные в пригородной зоне. На этих заводах созданы производственные лаборатории с необходимым оборудованием и реактивами. В лабораториях нам была представлена возможность изучить накопленный материал за ряд лет по загрязнению атмосферы и принять непосредственное участие в проводимых исследованиях. Помимо этого, выборочно по мере необходимости, проводились контрольные анализы на заводах специалистами санэпидстанции.

По накопленному материалу и лабораториях заводов составляются картограммы санитарно-зашитных зон (СЗЗ). В итоге этой работы нами были получены сводные данные по многим заводам, но в таблицы диссертации внесены материалы только по южной зоне, где проводились наши исследования почвы, кормов, молока и масла.

Исследования состава и физико-химических свойств молока проводились в лабораториях Рязанской Государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П.А.Костычева в соответствии с требованиями ГОСТ.

Для изучения технологических свойств молока и качества масла проведены опыты по выработке сладкосливочного масла в 4-х кратной повторное™ : 2 раза в стойловый и 2 раза в пастбищный периоды. Всего проведено 8 технологий масла.

В молочном жире, выделенном из опытных образцов масла, изучали константы, определяющие качество и хранимоспособпость масла: число Рейхерт Мейсселя, Поленске, йодное, омыления, перекисное. Для изучения стойкости масла при хранении, все образцы были помещены в холодильную камеру хладокомбината № 2 при температуре - 18 ©С сроком на полгода.

Анализы по определению остаточных количеств тяжелых металлов (цинк, свинец, кадмий, никель, хром, фтор) в почве, кормах, молоке и молочных продуктах проводились совместно с сотрудниками лаборатории «Экология» при НИИ Агрохимии и почвоведения имени Прянишникова в г. Москве. Исследования проводились методом атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС).

Нитраты и нитриты определяли ионометрическим методом, который используется при количественном определении нитратов в растениеводческой продукции. Для проведения анализа использовали ионометр универсальный типа ЭВ-74, ионоселективный нитратный электрод ЭМ-!^ 03-01. Определение остаточных количеств нитратов проводили согласно методическим указаниям, утвержденным Министерством здравоохранения СССР в 1989 году.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ, ВОДОЕМОВ И ПОЧВЫ ВОКРУГ г.РЯЗАНИ

1. Промышленное загрязнение атмосферы

В южном промышленном узле г.Рязани заводы выбрасывают в атмосферу целый букет вредных примесей, которые с атмосферными осадками попадают в почву и водоемы. Растения, выращенные на этих почвах, поедаются животными и вредные примеси оказываются в молочных и мясных продуктах. Поэтому наши исследования были начаты с изучения источников загрязнения атмосферы.

Проводимые исследования атмосферных выбросов заводами в 1990 году вызвали у нас большую тревогу. Поэтому нами совместно с городской санэпидстанцией была продолжена эта работа и в 1991 году (таблица 1).

В 1990 году Рязанский нефтеперерабатывающий завод выбрасывал в атмосферу 9 компонентов, в том числе углеводорода 88637 тонн. За 1991 год этот завод снизил валовый выброс углеводородов в 2 раза - до 43086,5 тонн. Вместе с тем такие компоненты как сернистый газ, валовый выброс которого за второй год не снизился

и составил 13703 тонны. По остальным ингредиентам наблюдается тенденция к незначительному снижению.

Таблица 1

Загрязнение атмосферного воздуха заводами южной зоны г.Рязани в 1991 году

Наименование предприятия Загрязняющие вещества Валовый выброс, тонн Кол-во анализов Макси мальн. концентр. мг/м 3

всего превы-ающ. "Г

Химволокно Сероуглерод 3758,3 266 36,8 12,6

Сероводород 452,4 248 34,2 5,9

Картоннр-рубе-роидныи завод Углеводороды 94,5 235 2,5 1,3

Окись углерода 923,9 225 1,7 1,4

Рязцветмет Свинец 3,6 244 44,7 5,6

Мышьяк 1,4 651 5,2 1,7

Гинцветмет Свинец 2,5 165 21,2 40,0

Центролит Аммиак 77,8 273 22,3 5,0

Формальдегид 1,0 275 11,6 11,2

Завод Химволокно практически в 2 раза снизил выброс сероуглерода с 6696,6 до 3758,3 тонны в год, но вместе с тем в 3 раза увеличился выброс сероводорода, который за второй год исследования составил 452,4 тонны.

Картонно-рубероидный завод в 1991 году в выбрасываемые вещества добавил окись углерода, валовый выброс которого составил за этот год почти 924 тонны. Вместе с тем несколько увеличился и годовой выброс предельных углеводородов.

В атмосфере, окружающей завод «Рязцветмет» во второй год исследований было зафиксировано присутствие мышьяка в отличие от предыдущего года. И его среднегодовое содержание в воздухе за этот год составило 1,4 тонны. Наличие свинца несколько снизилось с 3,8 до 3,6 т.

Завод «Гинцветмет» на втором году исследований сохранил все свои ингредиенты: сернистый газ, свинец, цинк, но сократил их выход в окружающую среду с 29,2 до 28 т; с 2,9 до 2,5 т; с 3,6 до 3,4 т соответственно.

Ново-Рязанская ТЭЦ добавила к двуокиси азота еще и сернистый газ в количестве 10444,5 т, увеличив при этом и выброс двуокиси азота с 3358,7 до 3948,3 т.

В составе загрязняющих атмосферу компонентов завода «Цен-тролит» произошли некоторые перестановки. Исключив из своего перечня двуокись азота, он заменил ее на сернистый газ и еще добавил ацетон в количестве 108,1 т и 119,6 т соответственно. По другим компонентам наблюдается некоторое снижение валового выброса.

Ежемесячными исследованиями атмосферы было установлено, что в 1990 году в июне месяце Рязанский НПЗ допустил превышение ПДК по толуолу в 44 раза. В июле месяце до 11,6 ПДК по свинцу было зафиксировано в окружающей атмосфере в районе конденсатор-

нога завода. В 1991 году весьма сложная экологическая обстановка была вокруг завода «Центролит», в июле месяце отмечалось 10-ти кратное превышение ПДК по толуолу. В мае и июне под контролем был повторно нефтезавод. Выбросы двуокиси азота составляли 2,8 ПДК, фенола и аммиака 1,5 и 1,6 ПДК.

Подводя итог необходимо отметить, что существенных изменений за второй год исследований в сторону улучшения экологической обстановки в южной промышленной зоне не произошло. Если некоторые заводы незначительно сократили свои выбросы, то другие предприятия увеличили новые, не менее опасные.

2. Загрязнение сточных вод и почвы отходами промышленных предприятий

Помимо атмосферного загрязнения окружающей среды, страдает огромное количество водоемов, расположенных в непосредственной близости от промышленных предприятий.

Совместно с горсанэпидстанцией ежемесячно в течение 2-х исследуемых лет нами была проведена работа по изучению экологического состояния водоемов и степень загрязнения сточных вод, попадающих в эти водоемы.

Повторные исследования в 1991 году не изменили картину со сточными водами. Картонно-рубероидный завод продолжал сбрасывать фенол, но уже в большем объеме - до 20 ПДК, чем в 1990 году (16,4 ПДК), завод «Рязцветмет» увеличил объем выбросов по сравнению с прошлым годом с 16,4 до 19,4 по пинку; с 1,1 до 15 ПДК по свинцу; с 1,7 до 2 ПДК по мышьяку (таблица 2).

Таблица 2

Результаты исследования сточных вод некоторых промышленных предприятий г.Рязани в 1991 г.

Месяцы Исследуемые предприятия Выбрасываемые ингредиенты Превышение ПДК, раз

Январь РЯЗЦВЕТМЕТ Цинк 19,4

Свинец 15,0

Мышьяк 2,0

Май ГИНЦВЕТМЕТ Медь 5-7,0

Сульфаты 4-7,1

Июнь РЯЗЦВЕТМЕТ Медь 2,0

Мышьяк 7,5

Цинк 5,0

Свинец 1,3

Июль РЗЭП Никель 18,0

Цинк 20,0

Железо 1,3

Сентябрь РПАП-3 Окись свинца 1,3-1,6

В мае месяце завод «Гинцветмет» допускал колебания по сбросу меди от 5 до 7,0 ПДК, сульфатов от 4 до 7,1 ПДК. При повторной проверке завода «Рязцветмет- в июне по сравнению с январем было увеличено до 7,5 ПДК по мышьяку, Завод электронных приборов во второй год наших исследований допустил 18-20-ти кратные превышения по никелю и цинку. В заключительный этап наших исследований все

внимание было посвящено трем промышленным гигантам, это заводы «Химволокно», «Центролит» и нефтеперерабатывающий.

В 1991 году эти предприятия продолжали занимать ведущие места. Сбросы в сточные воды и близлежащие водоемы не сократились, а по некоторым показателям даже возросли. Вместе с тем необходимо отметить, что промышленные объекты, загрязняя атмосферу и водоемы с атмосферными осадками, загрязняют и почву. А почва является основным источником обогащения кормов вредными компонентами и прежде всего тяжелыми металлами. С этой целью нами были проведены исследования почвы в зоне жилых массивов двух колхозов, расположенных в южной зоне города, вблизи промышленных предприятий. Для сравнения были взяты образцы почвы из северной части города, - это совхоз«Заборьевский» и ОПХ «Полково». Эти хозяйства, как уже отмечалось ранее, находятся вдалеке от всех промышленных предприятий и, по нашему предположению, северная часть города является экологически более чистой (таблица 3)

Таблица 3

Содержание тяжелых металлов в почве северной и южной зон вокруг г.Рязани (1992 г.)

Показатели Северная зона, мг/кг Южная зона, мг/кг Разница, раз

Свинец 1,75 2,01 1,15

Кадмий 0,40 0,40 + -

Цинк 1,56 2,59 1,66

Никель 0,89 1,22 1,37

| Хром 0,32 0,78 2,43

Приведенные данные убедительно показывают, что образцы почв, отобранные на южной окраине г.Рязани, заметно отличаются по содержанию тяжелых металлов от образцов, взятых в северной зоне. Начиная от незначительных отклонений по свинцу в 1,15 раза и закапчивая хромом фактически в 2,5 раза. Все это говорит о том, что предполагаемая нами экологически неблагоприятная южная промышленная зона на самом деля подтвердила наши прогнозы.

Содержание кадмия в образцах почвы северной и южной зон было одинаковым. Однако содержание цинка в северной зоне было 1,56 мг/кг, в южной - 2,59 мг/кг, превышение в 1,66 раза; по никелю в северной - 0,89, в южной - 1,22 мг/кг, превышение в 1,37 раза.

СОДЕРЖАНИЕ НИТРАТОВ И НИТРИТОВ В КОРМА

Исследования проводились совместно с сотрудниками химико-токсилогического отдела областной ветеринарной лаборатории в период с 1990 по 1994 годы. Объектом исследований были хозяйства, расположенные вокруг г.Рязани в радиусе 25-30 км от города. В обработку вошло более 500 хозяйство-анализов. В сводные таблицы включили только те хозяйства, в которых было обнаружено наибольшее превышение ПДК по содержанию нитратов в кормах (таблица 4).

Помимо приведенных данных в течение двух лет проводили ежемесячно определение нитратов в кормах. В январе 1990 года из совхоза Городской поступили образцы травяной муки с превышением ПДК в 2,72 раза, в феврале из совхоза «50 лет СССР» три образца сена, выращенные в разных полевых участках, имели ПДК с колебанием в 2,95-6,16 раз. Это пример прямой связи содержания

нитратов в кормах (сено) от правильности внесения азотных удобрений в почву при их выращивании.

Таблица 4

Содержание нитратов в кормах, используемых в хозяйствах Рязанского района в 1990-1994 годах

I Дата Хозяйство Корма Выявлен, концентрация, мг/кг ПДК мг/кг Превышение ПДК, раз

5.03.90 с-з 40 лет Октября сенаж 9772 500 19,5

29.12.90 с-з 22 съезд КПСС сено 6166 1000 6,1

сено 4898 1000 4,89

19.02.91 ОПХ Подвязье сенаж 1549 500 3,09

21.06.91 ОПХ «Полково» сено 4365 1000 4,36

28.11.91 с-з Павловский тр.мука 6918 2000 3,5

23.01.92 учхоз Стенькино комбикорм 8000 500 10,0

27.02.92 с-з Московский сенаж 1700 500 3,4

сено 7000 1000 7,0

свекла 22000 2000 10,0

комбикорм 3400 500 6,4

26,01,93 учхоз Стенькино свекла 12000 2000 6,0

19.06.94 Окская п/ф травян. мука 10960 2000 5,5

12.08.94 Александровская п/ф зел.масса 2692 500 5,0

По сенажу показатели ПДК в основном были в пределах 3,09-4,37 раза. Однако 5 марта 1991 года из совхоза «40 лет Октября» были привезены образцы, в которых содержание нитратов превышало допустимые нормы в 19,6 раза. Из грубых кормов поступило сено из колхоза «22 съезд КПСС», в котором содержание нитратов было более 6000 мг/кг, т.е. превышение в 6,1 раза

В 1992 году наши исследования по накоплению нитратов в кормах были продолжены и проводились до августа 1994 года. В повторных исследованиях нас интересовали изменения в накоплении нитратов в кормах в последние годы, когда внесение удобрений в почву заметно сократилось.

Оказалось, что в некоторых хозяйствах эти показатели были намного выше, чем в 1990 году. Особое место заняли учхоз Стенькино и совхоз Московский. Так, в учхозе Стенькино комбикорм содержал превышение ПДК в 16 раз по нитратам, а свекла в 6 раз. В свекле совхоза Московский содержание нитратов оказалось 2000 мг/кг, что в 10 раз превышало ПДК, а комбикорм из этого хозяйства имел превышение в 6,4 раза. Весьма большое превышение допустимого показателя по комбикорму было отмечено в июне 1994 года в представленных образцах травяной муки Окской птицефабрики. При допустимой норме 2000 мг/кг в комбикорме этот показатель оказался 10960 мг/кг, т.е. превышение в 5,5 раза,

Из совхоза Московский поступали образцы сена с превышением ПДК в 7 раз, т.е. 7000 мг/кг при допустимой норме 1000 мг/кг.

Алексанровсая птицефабрика представила образцы зеленой массы с превышением ПДК в 5 раз, т.е. содержалось 2692 мг/кг нитратов при допустимой норме 500 мг/кг. Основная масса других исследований,

приведенных в таблице, укладывалась в пределах в 2-3 ПДК, т.е. содержание нитратов превышало допустимую норму в 2-3 раза. Но были отдельные образцы кормов из хозяйства, когда все корма по содержанию нитратов укладывались в пределах допустимых показателей. К числу таких хозяйств из пригородной зоны были отнесены совхозы «Высоковский», «Вышгородский», «Барские» и др. Это указывает на то, что в названных хозяйствах правильно ведут агротехнические работы в полеводстве.

СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В КОРМАХ И РАЦИОНАХ КОРОВ

Все корма, поедаемые коровами, как в зимне-стойловый, так и в летне-пастбшцный периоды, были исследованы на содержание тяжелых металлов: цинк, свинец, кадмий, никель, хром, фтор.

Таблица 5

Концентрация тяжелых металлов в исследуемых кормах, мг/кг сухого вещества

Корма Группа ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ

цинк свинец кадмий никель хром фтор

Сено луго иое Контроль 10,8 0,43 0,114 1,34 2,26 5,0

Опыт 18,2 309 0,257 Пз.оз 3,91 8,5

±к контролю раз Ъ4 +Я65 7^2 +0.143 2,3 +¡,^5

Солома ячмен пая Контроль 10,3 1,00 0,080 1,36 1,24 6,0

Опыт 16,7 1,2 0,180 3,16 1,72 6,8

±к контролю раз V +0,2 1/2 +0.1 2,3 -У 4* 2,3

Силос куку рузный Контроль 12,8 1,75 0,10 1,95 4,40 4,5

Опыт 26,7 3,43 0,325 3,85 6,36 4,8

¿к контролю раз +1°13

Комби корм Контроль 22,1 1,06 0,080 0,55 0,77 4,8

Опыт 25,0 1,21 0,114 0,95 0,89 5,9

±к контролю раз Ь9 +?;15 +^з Ъ2

Злаково-оооовая смесь • Контроль 27,8 2,39 0,200 1,88 1,16 4,3

Опыт 28,3 3,56 0,390 4,10 2,34 5,5

±к контролю раз Ш +В7 -ц9 +И2 +В8 +1,2 1,3

Корма из ОПХ «Полково» и совхоза «Заборьевский» (контрольная группа) условно считались экологически чистыми, так как земельные угодья данных хозяйств удалены от перерабатывающих предприятий города Рязани. Корма же двух других хозяйств - совхоза «Реткинский» и «Пущинский» выращиваются на границе с южным промышленным районом города Рязани, условно считались экологически загрязненными (опытная группа).

Концентрация тяжелых металлов в различных кормах по группам представлена в таблице 5,

Анализ приведенных данных показывает, что содержание тяжелых металлов в кормах прежде всего обусловлено видом кормаю Наибольшее количество всех металлов обнаружено в единице сухой

массы комбикорма и злаково-бобовой травосмеси. Наименьшее содержание тяжелых металлов выявлено в соломе ячменной.

Сравнение данных по концентрации тяжелых металлов в кормах между контрольной и опытной группами свидетельствует о том, что преобладающее их количество содержится в кормах опытной группы, т.е. корма хозяйств расположетпгых в зоне экологического загрязнения. Содержание цинка в грубых кормах опытной группы выше контрольной в 1,6 - 1,7 раза, силосе кукурузном - в 2,1 раза. Максимальное превышение свинца в 9,0 раз установлено в сене опытной группы, в других кормах - соломе, силосе, комбикорме и злаково-бобовой смеси количество его также выше в 1,1-2,0 раза.

Наибольшая концентрация кадмия, никеля, хрома и фтора обнаружена в кормах опытной группы: сене луговом, силосе кукурузном и злаково-бобовой смеси. Содержание перечисленных тяжелых металлов в этой группе больше в сравнении с контрольной группой в основном в 2,3 раза,

Проведенные исследования позволили определить потребление коровами тяжелых металлов в суточном рационе (таблица 6).

Таблица 6

Среднесуточное потребление тяжелых металлов коровами (мг)

Тяжелые металлы Стойловый период Пастбищный период

когстроль пыт ±к контролю контроль пыт ±к контролю

Цинк 439,3 817,3 +378,0 1508,6 1653 +44,4

Свинец 49,7 93,5 +43,8 135,6 200,5 +64,9

Кадмий 0,55 9,35 +8,3 11,3 21,85 +10,55

Никель 55,5 111,3 +55,8 105,5 229,2 +123,7

Хром 116,6 168,8 +52,2 66,8 132,2 +65,4

Фтор 153,3 173,8 +20,5 255,2 325,5 +70,3

Из приведенных данных видно, что в суточном рационе коров контрольной группы содержание всех тяжелых металлов было меньше, чем в рационе коров опытной группы, получавших корма вырвщенные в южной зоне г.Рязани с повышенным загрязнением атмосферы промышленными отходами.

В пастбищный период разница по содержанию цинка между группами составляла 44,4 мг, по свинцу - 64,9 мг, по хрому и фтору соответственно 65,4 и 70,3 мг, а по никелю - 123,7 мг.

Сравнивая между собой стойловый и пастбищный периоды отмечается резкое увеличение всех показателей в рационах коров обеих групп в пастбищный период в сравнении со стойловым. Следовательно, пастбищная трава, как основной корм в летний период, содержит больше тяжелых металлов, чем сено, сенаж, силос. К тому же пастбищная трава является летом основным кормом в рационе как по объему, так и по питательности.

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В МОЛОКЕ ОПЫТНЫХ КОРОВ

В последние годы состав и физико-химические свойства молока оказались в прямой зависимости от окружающей среды, т.е. в каких условиях это молоко получено. В связи с этим возникает две новые проблемы:

— получение экологически чистого молока для его потребления и реализации в цельном виде;

— получение экологически чистых молочных продуктов при переработке молока, загрязненного токсическими веществами.

Этим актуальным проблемам, и, особенно, если молоко загрязнено тяжелыми металлами, уделяется особое внимание многих авторов (Григорьева C.B. 1991 г., Савин В.Н. 1991 г., Хренникова Е.М. 1990 г. и многие другие).

Таблица 7

Содержание тяжелых металлов в молоке коров в сравнении с ПДК, мг/л

Период года Группа ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ f

Цинк Свинец Кадмий Никель Хром Фтор j

ПДК 5,00 0,10 0,03 0,1 0,3 2,5

Стендовый период контроль 2,39 0,16 0,016 0,12 0,40 3,7

опыт 3,54 0,21 0,024 0,13 0,47 5,0 I

ПДК, раз <1,4 2,1 1,25 1,3 1,6 2,0

Пастбищ ный период контроль 2,63 0,18 0,020 0,13 0,35 4,5

опыт 3,17 0,19 0,024 0,14 0,43 5,8

ПДК,раз <1,6 1,9 ■1,25 1,4 1,4 2,3

В среднем за год контроль 2,51 0,17 0,020 0,13 0,38 4,1

опыт 3,35 0,20 0,024 0,14 0,45 5,4

ПДК,раз <1,5 2.0 1,25 1,3 1,5 2,2 1

Количество цинка и кадмия в молоке коров обеих групп ниже ПДК. Однако содержание других тяжелых металлов: свинца, никеля, хрома и фтора превышали ПДК в среднем в 1,5-2,0 раза. Эта тенденция наблюдается как отдельно по периодам года, так и в среднем за год. Различия между опытными группами по всем показателям сохраняются в одном направлении. В молоке коров опытной группы содержание тяжелых металлов намного выше, чем в молоке коров контрольной группы, т.е. загрязнение атмосферы и кормов передается и на содержание тяжелых металлов в молоке коров, разводимых в хозяйствах южной зоны. В связи с этим возникает вопрос об использовании производимого молока. Возникает необходимость изучения возможности употребления молока в цельном виде или перерабатывать его на молочные продукты. Необходимость этого заключается в том, что значительная часть таких тяжелых металлов, как цинк, никель, при сепарировании переходят в обезжиренное молоко. Это связано вероятно с тем, что микроэлементы в молоке связаны в основном с белковыми веществами, которые при сепарировании остаются в обезжиренном молоке. Поэтому мы провели несколько технологических опытов но выработке сладкосливочного масла по периодам года в стойловый и пастбищный периоды.

НАКОПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В МАСЛЕ

Нашими исследованиями установлено, что в опытных образцах: было обнаружено высокое содержание тяжелых металлов (таблица 8).

Таблица.1 8

Содержание тяжелых металлов в масле, мг/кг

Периоды года Группа ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ

Цинк Свинец Кадмий Никель Хром

Стойдо- БЫИ период контроль 25,5 1,40 0,15 1,1 0,26

опыт 33,0 1,95 0,18 1,15 0,57

¿-к контролю +7,5 +0,55 +0,03 +0,05 +0,31

Пастбищ ныи период контроль 25,5 1,45 0,20 1,25 0,27

олпыт 30,0 2,10 0,23 1,40 0,55

±к контролю +4,5 +0,65 +0,03 +0,15 +0,28

В среднем за год контроль 25,5 1,42 0,18 1,20 0,26

опыт 31,5 2,03 0,21 1,25 0,56

±к контролю +6,0 40,61 +0,03 +0,05 +0,30

Из приведенных данных видно, что в максимальном количестве в масле были обнаружены: цинк (25,5-33,0 мг/кг), свинец (1,4-1,95 мг/кг) и никель (1,10-1,15 мг/кг). Подобные цифры были получены и в образцах масла, выработанного в пастбищный период. Содержание тяжелых металлов в опытных образцах масла в сравнении с контрольными образцами было выше. Превышение концентрации отдельных тяжелых металлов в опытных образцах масла в сравнении с контрольными, как в стойловый так и в пастбищный периоды было аналогичным: так, по цинку в стойловый период в 1,3 раза, в пастбищный в 1,2 раза, по свинцу в 1,4-1,5 раза, по кадмию в 1,15-1,2 раза, по никелю в 1,0-1,1 раза соответственно по периодам.

Таким образом, сливочное масло, выработанное из .молока опытной группы коров, разводимых в зоне повышенной экологической загрязненности, имело повышенное содержание тяжелых металлов в сравнении с контрольными образцами масла.

В таблице 9 представлены данные о переходе тяжелых металлов из молока в масло, выраженные в процентах.

Таблица 9

Переход тяжелых металлов из молока в масло, %

Периоды года Группа ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ

Уинк Свинец Кадмий Никель

Стойловый период контроль 44,5 36,5 36,2 39,9

опыт 38,8 38,6 37,5 35,2

Пастбищ ныи период контроль 40,4 33,6 41,7 40,0

' опыт 39,4 48,6 47,9 41,7

В среднем за год контроль 42,5 35,1 39,4 39,9

опыт 39,1 43,6 42,7 38,5

Из приведенных данных видно, что переход металлов из молока в масло по отдельным металлам был неодинаковым. По свинцу этот показатель в среднем за год был от 35,1 до 43,6%, по никелю - от 38,5 до 39,9%. По другим тяжелым металлам показатели процента перехода их из молока в масло были близки к приведенным показателям по свинцу (цинк от 39,1 до 42,5%, кадмий от 39,4 до 42,7%).

Во втором сравнении между опытными группами раздельно по сезонам года какой-либо закономерности установить не удалось. По цинку переход его из молока в масло в контрольной группе был выше (44,5%), чем в опытной (38,8%), по свинцу наоборот в контрольной 36,5, в опытной - 38,6%. Следовательно, не установлено какой-либо процентной закономерности в переходе отдельных тяжелых металлов и по сезонам года. Из приведенного можно сделать два заключения.

Первое. Из молока в масло переходит менее пятидесяти процентов тяжелых металлов. По отдельным металлам этот показатель доходит до 48,6% (свинец).

Второе. Между опытными группами коров, а также по сезонам года, какой-либо закономерности в переходе отдельных металлов из молока в масло нами не установлено.

Следовательно, условия получения молока и масла по экологической загрязненности не оказали какого-либо влияния на процентные показатели их перехода в готовый продукт.

Помимо описываемых исследований, приводим сравнение по содержанию тяжелых металлов в почве, кормах (сено), молоке и масле раздельно по опытным группам коров (таблица 10).

Таблица 10

Распределение токсических веществ в почве, кормах, молоке, масле, мг/кг (средние данные)

Показатели Почва Корма 1 Молоко Масло

Содержание тяжелых металлов:

Контрольная группа

ЦИНК 1,56 10,8 2,51 25,5

СВИНЕЦ 1,75 0,43 0,17 1,42

КАДМИЙ 0,40 0,11 0,02 0,18

НИКЕЛЬ 0,89 1,34 0,13 1,20

ХРОМ 0,32 2,26 0,38 0,26

Опытная группа

ЦИНК 2,59 18,2 3,35 31,5

СВИНЕЦ 2,01 3,09 0,20 2,03

КАДМИЙ 0,40 0,26 0,024 0,21

НИКЕЛЬ 1,22 0,03 0,14 1,25

ХРОМ 0,78 3,91 0,45 0,56

Анализ показал, что наибольшее содержание тяжелых металлов наблюдается в сене и масле, как в образцах контрольной группы, так и в образцах опытной группы. Минимальное количество тяжелых металлов отмечается в почве и молоке.

В процессах технологии производства кормов, молока и масла в наибольшем количестве концентрировался цинк как в контрольной, так и в опытной группах. Второе место по насыщенности тяжелыми металлами почвы, корма (сена), молока и масла принадлежит свинцу. В почве содержание этого металла оказалось в пределах от 1,75 до 2,01 мг/кг, в корме от 0,43 до 3,09 мг/кг, Соответственно, в молоке и масле содержание свинца выше, чем в других тяжелых металлов. Так, в молоке его содержится от 0,17 до 0,20 мг/кг, а в масле

увеличилось до 1,42-2,03 мг/кг. Третье место по абсолютному показателю приходится на содержание никеля. В почве его содержится от 0,89 до 1,22 мг/кг, в корме от 1,34 до 3,03 мг/кг, в молоке и масле, соответственно 0,13-0,14 и 1,20-1,25 мг/кг.

Сравнивая эти показатели между опытными группами, приве-дегашю данные четко определяют эти различия. Все показатели по тяжелым металлам выше в образцах опытной группы коров, которые содержались в зоне повышенного загрязнения атмосферы, почвы, кормов и продуктов питания.

КАЧЕСТВО СЛАДКОСЛИВОЧНОГО МАСЛА ПОСЛЕ ШЕСТИМЕСЯЧНОГО ХРАНЕНИЯ

В таблице 11 приведены константы молочного жира, раскрывающие процентное содержание летучих жирных кислот, определяющих его вкусовые качества,

Таблица 11

Константы молочного жира после хранения масла

1 ЧИСЛА Стойловый период Пастбищный период

контроль пыт контроль опыт

Рейхерт-Мейссля 28,0 26,4 31,4 29,0

| ± к свежему маслу +1,8 +1,9 +1,0 +0,5

Поленске после хранения 2,3 2,25 2,6 2,6

| ± к свежему маслу -0,1 -0,05 -0,2 -0,3

2 чисел после хранения 30,3 28,65 34,0 31,6

± к свежему маслу +1,7 +1,85 +0,8 +0,2

В процессе хранения показатель числа Рейхерт-Мейсселя несколько изменился в сторону увеличения. Это указывает на некоторые изменения в составе растворимых летучих жирных кислот. Однако, низкие температурные условия хранения (-18°С) не вызвали каких-либо заметных изменений в этих показателях.

Следовательно, повышенное содержание тяжелых металлов в образцах масла опытной группы коров, разводимых в хозяйствах южной зоны пригорода, не вызвало каких-либо заметных изменений в процессе их длительного хранения. Поэтому содержание летучих жирных кислот, растворимых и нерастворимых в воде, сохранилось в прежних соотношениях между опытными образцами масла.

Помимо описанного проведены исследования по определению констант омыления, йодного и перекисного чисел. Заметных различий между опытными группами и в этих показателях нами не установлены.

Органолептика масла после хранения проводилась также как и свежего, по стобаллыгой шкале, включая все его качества (таблица 12).

Оценка вкусовых достоинств ¡масла не имела больших различий между опытными группами. Однако, эта разница была несколько выше в образцах зимнего периода - 4,3 балла. В пастбищный период разница в баллах между опытными группами была за вкус и запах - 1,4 балла, по общему баллу разница - 2,1 балла. Приведенные различия между оценкой масла в баллах между опытными группами не убедительны. Однако, определяющая тенденция, несколько лучших

показателей, характеризующих качество образцов масла, выработанного в зоне с лучшими экологическими условиями вполне очевидна.

Таблица 12

Органолептическая оценка качества масла после шестимесячного хранения

Показатели Стойловый период Пастбищный период |

контроль опыт контроль опыт

Вкус и запах после хранения 39,8 36,4 42,2 40,8

± к свежему -5,0 -3,8 -5,2 -6,2

Консистенция после хранения 22,4 21,5 23,1 22,4

± к свежему -0,8 -0,6 - 1,1 - 1,6

Цвет после хранения 3,5 3,5 4,0 4,0

к свежему -0,5 -0,5 -1,0 - 1,0

Посолка и упаковка 20,0 20,0 20,0 20,0

Общая оценка после хранения 85,7 81,4 89,3 87,2

| ± к свежему -4,3 -4,9 -7,3 -8,8

Сорт поме хранения первый первый первый первый

| Сорт свежего масла высший высший высший высший

ВЫВОДЫ

1. Наши исследования подтвердили, что из всех предприятий, загрязняющих атмосферу, Рязанский Нефтеперерабатывающий завод (НПЗ) продолжает занимать лидирующее положение в загрязнении атмосферы. В состав, выбрасываемых им в атмосферу веществ, из года в год входит 9 ингредиентов. Выброс отдельных из них достигает более 88 тыс, тонн в год при разовом выбросе до 44 ПДК.

2. Анализ состояния водоемов, прилегающих к промышленным предприятиям, показал, что заводы «Химволокно», «Центролит» и Рязанский НПЗ продолжают занимать ведущие места по их загрязнению. Сбросы в сточные воды за два исследуемых года не сократились, а по некоторым показателям даже возросли.

3. Результаты исследований на содержание нитратов и нитритов в кормах, используемых в хозяйствах Рязанского района в 1990-1994 годах, вызывают оправданную тревогу, так как многие хозяйства вносят научно-необоснованные нормы азотных и других минеральных удобрений, что приводит к многократному превышению их ПДК в кормах и, как следствие, снижается качество сельскохозяйственной продукции.

4. Промышленные предприятия, загрязняя атмосферу и водоемы, загрязняют почву, растения и корма. Сравнительные исследования образцов, взятых в разных экологических зонах пригорода Рязани, показали, что образцы почвы и кормов в хозяйствах, прилегающих к этим предприятиям, отличаются повышенным содержанием тяжелых металлов в 1,5-2,0 раза от экологически чистых образцов. Содержание кадмия и никеля в сене и силосе в этой зоне было в 2,3 раза больше, чем в контрольных образцах корма.

5. В суточном рационе коров контрольной группы содержание всех тяжелых металлов было меньше, чем в рационе кормов опытной группы, получавших корма, выращенные в южной зоне г.Рязани с повышенной экологической загрязненностью атмосферы промышлен-

ными отходами. В этой зоне коровы в стойловый период в суточном рационе потребляли больше цинка на 86,0%, свинца на 89,0%, никеля в 2 раза; в пастбищный период свинца на 49,0%, никеля более чем в 2 раза.

6. Исследованиями установили, что содержание коров в зоне с повышенной и с пониженной загрязненностью атмосферы не оказало влияния на уровень молочной продуктивности коров. Также не обнаружено существенных различий между группами коров по составу и физико-химическим свойствам молока. Исключением оказалось содержание тяжелых металлов в молоке коров, разводимых в хозяйствах южной зоны. По всем показателям превышение содержания металлов в молоке коров, разводимых в хозяйствах южной зоны. По всем показателям превышение содержания металлов в молоке этих коров - составило от 10 до 50%, т.е. в 1,1-1,5 раза.

7. Анализируя данные перехода тяжелых металлов из молока в масло, было установлено, что этот показатель не превышает 50%, по отдельным элементам он доходил до 48,6%. Между опытными группами коров, а тахже по сезонам года какой-либо закономерности в переходе отдельных тяжелых металлов из молока в масло нами не установлено. Следовательно, условия получения молока и масла по экологической загрязненности не оказали какого-либо влияния на процентные показатели их перехода в готовый продукт.

8. Независимо от экологической обстановки, нашими исследованиями установлено, что все образцы масла обладали высокими вкусовыми качествами и были оценены высшим сортом. Более высокую оценку по вкусовым и ароматическим свойствам получило масло коров в пастбищный период. Наблюдаемое улучшение качества масла в пастбищный период связано со специфическим действием зеленого корма на качество молока. Летом в молоке повышается количество летучих жирных кислот растворимых в воде, которые придают маслу особый вкус и аромат. Помимо этого в пастбищный период и консистенция масла была оценена выше, чем в стойловый период, при незначительных различиях оценки между опытными группами.

9. В процессе длительного хранения масла (6 месяцев), при температуре -18°С, заметных изменений в константах, характеризующих вкусовые качества продукта и в его физико-химических свойствах, нами не установлено. Все образцы масла были оценены первым сортом без заметных различий между опытными и контрольными образцами масла. Следовательно, повышенное содержание тяжелых металлов в кормах, молоке и, особенно, в масле не вызывает каких-либо видимых различий в составе, физико-химических свойствах, а также во внешнем виде, вкусе и запахе готового продукта (свежем и после хранения). Поэтому без исследований на тяжелые металлы молоко и масло, полученное и выработанное в экологически загрязненной зоне, не допускать к реализации.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Считаем необходимым рекомендовать обязательное проведение

исследований всех молочных продуктов, выработанных в зонах с

повышенным загрязнением атмосферы, воды, почвы, кормов на содержагше тяжелых металлов.

Предприятиям, допускающим загрязнение окружающей среды, необходимо самым серьезным образом менять структуру природоохранных мероприятий, модернизировать свои очистные сооружения, при

необходимости закрыть экологически небезопасные сооружения, при необходимости закрыть экологически небезопасные производствам

Определить хозяйства, в которых соблюдаются агротехнические требования при выращивании сельскохозяйственных культур, на предмет использования этой продукции для детских и лечебных учреждений.

Для материальной заинтересованности закупать у них сельскохозяйственную продукцию по более высокой цене, чем у хозяйств, не следящих за качеством своей продукции и не соблюдающих нормы вносимых удобрений.

Определить специальные магазины для продажи экологически чистой сельскохозяйственной продукции с минимальным содержанием нитратов.

Усилить контроль качества сельскохозяйственной продукции, реализуемой на рынке. В молочных продуктах, выработшшых в зонах с повышенным загрязнением атмосферы и кормов, необходимо определять тяжелые металлы с последующей оценкой этих продуктов на допустимость их поставки для реализации.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Стародубцев В.М. и др. Влияние окружающей среды на накопление нитратов, нитритов, пестицидов и ингибирующих веществ в кормах и продуктах животноводства//Проблема нитратов в животноводстве и ветеринарии, - Н.Тр., Укр.респ.конф., Киев. - 1990. - С. 60-64.

2. Стародубцев В.М. и др. Влияние препарата «Оптифлекс» на молочную продуктивность коров и качество молочных продуктов/ № 145.- 4 е.: Информ. Бюл.Ряз.ЦНТИ.-, Рязань, 1992.

3. Стародубцев В.М., Прошин Г.В.К вопросу экологической проблемы в животноводстве Рязанской области//Экологические проблемы ветеринарной санитарии, М., 1993. - ч. 2 - С. 101-102.

4. Стародубцев В.М., Прошин Г.В. и др. Состояние и средства понижения химического загрязнения молока//Экология и . охрана окружающей среды: Тезисы докл. - Рязань, 1994. - С. 175-176, в соавт.

Подписано в печать 9.04.96 Формат 60x84, 1/16 Печ.листов 1,1 Тираж 80 экзю Заказ

Ротапринтный участок ВНИИ коневодства Рыбновский район Рязанская область