Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологический анализ поражения животных Гиссарской долины техногенным фтором

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологический анализ поражения животных Гиссарской долины техногенным фтором"

РГ6 од

1 п ДПР 1093 с „

I -> ' Российская академия наук

Уральское отделение Институт экологии растений и животных

На правах рукописи УДК 574:599:504.054

ДЖУРАЕВ МАШРЛБ исокдаонович

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОРАЖЕНИЯ ЖИВОТНЫХ ГИССАРСКОЙ ДОЛИНЫ ТЕХНОГЕННЫМ ЕГОРОМ

03.00.16 - Экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Екатеринбург - 1993

Работа выполнена в лаборатории экотоксикологии и радиобиологии Института экологии растений и животных УрО Р.

Научные руководители: доктор биологических неук

Н.М. ЛоАашовокий доктор биологических наук, профессор A.M.Емельянов

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

Ведущая организация: Уральский Государственный университет

в " часов на заседании специализированного совета

Д 002.05.01 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора наук в Институте экологии растений и животных УрО РАН по адресу: 620219, Екатеринбург, ГСП-5П, ул. 8 Ма 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Инстит экологии растений и животных УрО РАН

профессор Л.М. Оозюмова

доктор биологических наук, профессор В.В.Шатохин

им. A.M.Горького

Защита диссертации состоится

Автореферат разослан

7

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук

М.Г.Нифонтова

Актуальность темы.

Актуальность изучения влияния техногенного фтора на организм сельскохозяйственных животных Турсунэядовского района Гис-сарской долины Таджикистана связана с рядом обстоятельств. Преааде всего это массовость поражения крупного рогатого скота техногенными выбросами завода (до 9ЦЙ в отдельных хозяйствах), снижение его продуктивности и плодовитости. В общем плане этот вопрос освещен в ряде руководств, монографических обзорах и публикациях ВОЗ. Однако, нам неизвестны попытки экологического анализа техногенного поражения сельскохозяйственных животных . Специфика Гиссарской долины требует незамедлительного решения проблемы в особых ее условиях. В то же время многие теоретические вопросы, в частности минерального обмена, патогенеза и клиники флюороза у крупного рогатого скота еще далеки от решения. Так, в Гкссарской долине воздействие техногенного фтора происходит в течение нескольких поколений. При этом неясно, происходит ли и, если происходит, то в какой степени, адаптация животных к новому для них фактору среды.

Целью исследования являлся экологический анализ состояния животных Гиссарской долины в зависимости от степени техногенного загрязнения фтором.

Основные задачи исследования:

1. Описать загрязнение техногенным фтором Гиссарской долины на основании литературных и собственных данных.

2. Описать загрязнение фторидами животного мира Гиссарской долины (сельскохозяйственных,домашних и диких животных с сопоставлением их кормовой базы).

3. Проанализировать особенности поражения крупного рога-

того скота. Проследить динамику развития поражения животных в онтогенезе. Показать, какие особенности крупного рогатого скота привели его к наиболее высокой поражаемости.

4. Ввделить наиболее потогенетически значимые факторы поражения крупного рогатого скота флюорозом.

5. Разработать, испытать и рекомендовать методы предотвращения поражения молочного стада Гиссарской долины фтористой интоксикацией.

Научная новизна.

а) Найдены значительные различия в накоплении фтора у различных млекопитающих, обитающих вблизи Таджикского алюминиевого завода в Гиссарской долине.

б) Найдено, что эти различия обусловлены пищевой базой и видовыми особенностями.

в) Впервые проведено экологическое зонирование техноген-но загрязненных территорий долины.

г) При одинаковых уровнях накопления фтора у крупного рогатого скота развивается, а у домовой мыши не развивается флюороз.

д) Впервые установлено, что ведущим в действии фтора на крупный рогатый скот является поршкение минерального обмена.

е) Впервые указано на большое значение беременности и лактации для проявления действия на организм фтора, уже накопившегося в скелете.

ж) Определена близкая к линейной динамика накопления фтора в скелете крупных млекопитающих.

Практическая значимость работы.

I. Определена связь накопления фтора в организме крупного

рогатого скота с уровнем его в кормах и в моче в хозяйствах ГиссарскоЙ долины.

2. Рекомендованы методы профилактики дальнейшего развития и распространения флюороза.

3. В частности, испытан и предложен препарат, задерживающий всасывание фтора из кормов. Разработан режим его практического применения.

Апробация работы. Результаты работы были представлены и обсулдены на П-ой (апрель 1990 г.), на Ш-ей (апрель 1991 г.) и на 1У-ой (апрель 1992 г.) научно-практических конференциях на ТадАЗе в г. Турсунэаде, ХХХ1У научной конференции Уральского СХИ (март 1993 г.) в г. Екатеринбурге.

Цубликации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, практических предложений, списка литературы (109 наименований, из них 45 на иностранных языках). Общий объем диссертации 153 страницы, 20 иллюстраций и 45 таблиц.

- б -

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Фторосодержал'ие соединения известны давно, однако действие их на организм животных и человека стало объяснимым только в последние десятилетия. Наличие малых доз фтора в биологических субстратах установить трудно, развитие методических подходов еще продолжается.

История биологических исследований роли фторидов излоке-на в ряде источников (А.И.Авцын, А.А.Жаворонков,1981; Фтор и фториды, 1989).

Особый интерес к фтору начал проявляться с 1931 года, когда ii.v.Churuhi и ^laiiii с соавторами независимо друг от друга доказали, что причиной эпидемий "пятнистой смали" зубов (флю ороз) является повышенное содержание фтора в воде, особенно в период их формирования. Наиболее полно сведения об этиологии, диагностике и клинике флюороза представлены в работах И.О.Новика, I95ü;J'^kaon, 1964; Forreot, J оме у , 1965; К. l.Lartfezit, 1966; H.u.Jiodge, I'-.A.iimih , 1966; 1977; М.С.Садиловой, 1968; Р.Д.Габовича и Г.Д.Овруцкого,1969; l.üipkiu , 1971; В.А.Книж-никова,1975; А.М.Г'енкина, В.М.Колмогоровой, Л.И.Капраловой и др., 1976; Э.Н.Суминой, Б.А.Беляева, В.А.Шугаеиа, 1978; Jmull, Ыиггиу , 1978; Murray, Лши , 1979; М. М.Потяженко, 1979; iVw'ix, s.bi.Uohumedully , ' 1980; Б.И.Агаркова, 1981; ii.С.Щербакова, Э.Г.Пяотко, Н. М.Дкбашевского, 1992 и др.

В ветеринарии влияние фтора на организм животных менее изучено. Имеются ряд работ (Ковальский,I960; "-víj , 1961; fycHaK,1961,1964; Фельдман и Руснак,196С; Щеглова,1970; Т.П. Филипповекий, 1973; Мандрик и др.,1973; ирЫнщ , 1982), которые касшотся острых отправлений фтористым натрием и его влияния

на костную ткань. Влияние длительного воздействия фтора в рационе рассмотрены в оригинальных работах и обзорах O.Gutierrez ,

1987; Э.И.Гаппаров, М.А.Байтурин и др., 1987;м.н.Каггara, A.A.Mottelib, T.S. Ñafie, A.S. Sayed , 1989; U3

HAS , 1974; üuttie, 1977; us UPA, 1980.

К сожалению, мы не нашли работ по влиянию техногенного фтора на диких млекопитающих и экологическим аспектам проблемы.

Глава 2. ПРИР0Д1АЯ СРЕДА. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Нлияние фтора на агроценозы развертывается в Гиссарской долине вблизи Таджикского алюминиевого завода. ТадАЗ расположен в межгорной котловине длиной 115 км, шириной 2-18 км, находящейся в системе Памиро-Алтая. Преобладают северные, северо-восточные и северо-западные ветры. Климат резко континентальный. Летом температура бывает выше +40°С, зимой --27°С.

Завод был пущен в 1975 г. Организованные выбросы удаляются через трубы высотой до 120 м, очищается от фтористого водорода на 906, фонарные выбросы - на высоте 25 м не очищаются. Оуммар-ное количество выбросов - около 80 тыс. в год, из которых основную массу составляет окись углерода, фтористый водород - 880, малорастворимые фториды - 1190т.

Клинико-экспериментальные исследования проводились в 199I-1992 гг. Лабораторные исследования выполнены в лаборатории эко-токсикологии Института экологии растений и животных УрО РАН.

Отлов диких мелких млекопитающих проводился в трех точках Гиссарской долины: в непосредственной близости от ТадАЗа (до 5 км к западу от завода) и в контрольных точках - на расстоянии 30 км в восточном направлении от завода (вблизи кишлака ТУда) и на расстоянии 20 км на юг (вблизи кишлака Говмеш).

В первой точке отработано 78 ловушко-суток, поймано 28 животных 4 видов; во второй точке отработано 198 ловушко-суток, поймано 35 животных 3 видов; в третьей точке отработано 170 ло-

Кргупные животные (лиса, волк, собака) отстреливались на территории колхоза им. Калинина ТУрсунз аде в с ко го района, в 3-5 км на запад от ТадАЗа. Животные подвергались вскрытию и исследовались на предмет выявления признаков флюороза, а также на содержание фторидов в костной ткани.

Б целях изучения влияния техногенного фтора на организм крупного рогатого скота (КРС) в Гиссарской долине мы рассматриваем три экологические зоны техногенного влияния фтора (см. карту, рис. I):

1 - "Грязная" зона, включающая в себя хозяйства ТУрсунза-девского района, расположенная вблизи ТадАЗа.

2 - "Условно-чистая" (колхоз им. Калинина Гиссарского района, расположенная в 35 км ог ТадАЗа на восток).

3 - "Чистая"зона (совхоз "Гупистон" Кофарниганского района, расположенная в 80 км от ТадАЗа на восток).

вушко-суток, поймано 30 животных 3 ввдов.

При клиническом осмотре обращали внимание на состояние зубов, последних ребер, состояние хвостовых позвонков, упитаннность. Отбирали и исследовали концентрацию фтора в моче и кормах, брали пробы для анализа на фтор.

Для диагностики флюороза крупного рогатого скота использовали рентгенофлюорографический аппарат " Флюветар-1" 12 (Ф)6 конструкции Р. Г.%стакимова; фотометрию флгаорограмм проводили на микрофотометре МФ-4 в отдельных точках пятого от конца хвостового позвонка.

Для разработки препаратов, снижающих токсическое действие фтора на организм коров, в совхозе "Правда" и в колхозе им. Калинина 1Урсунзадевского района поставлены три опыта.

В сыворотке определяли: количество общего кальция комплексо-нометрическим методом по Д.Я.Луцкому (1968); содержание неорганического фосфора по методу В.Ф,Коромыслова, Л.А.Кудрявцевой (1972); активность щелочной фосфатаэы по методу Боданского; белковые фракции экспресс-методом по Олл и Маккорцу в модификации С.А.Карню-ка (1977).

На 20 коровах провели тест на паратгормон (Н.М.Любашевский и соавт.,1988). 0 состоянии минерального обмена у животных судили по изменению содержания ряда элементов в моче под влиянием этой функциональной нагрузки. Измерение элементов в пробах мочи и костной ткани проводили методами атомно-абсорбционного анализа на спектрофотометре фирмы Перкин-Элмер-403.

Для количественного определения фтора использовали иономер ЭВ-74 с фторидным ионоселективным электродом ЭГ-У1 с отсчетом данных на цифровом вольтметре Iii 1513. (предварительная обработка проб в модификации Хаземовой и соавт., 1983).

Статистическая обработка по H.A.Шохинекому (1970).

- 10 -

Глава 3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Содержание и кинетика- фтора в организме диких и домашних животных

Нами рассмотрено накопление фтора в организме ряда позвоночных. При сопоставлении с наблюдаемыми эффектами это позволяет оценить его опасные уровни, при которых возможны существенные организменные и популяционные сдвиги.

Концентрация фтора в скелете различных видов животных, обитающих в Гйссарской долине, существенно отличается (рис. 2).

Рис. 2 Концентрация фтора в скелете животных вблизи ТадАЗа.

Мышь домовая накапливает фтор вблизи завода от 5000 до 16000 мкг/г живого веса; коровы черно-пестрой породы - от 6000 до 14000 мкг/г; крыса туркестанская, обитающая на той же ферме, где исследовался крупный рогатый скот, накапливает в костной ткани до 5900 мкг/г, а в контроле от580 до 1000 мкг/г. У волка, добытого в Гйссарской долине, - 3800 мкг/г, у лисы - от 3600 до 5160 мкг/г, у собак - от 2750 до 5850 мкг/г, у незокии (земля-

ная крыса) - от 1900 до 2700 мкг/г. Белозубка накапливает от 480 до 4800 мкг/г. При сопоставлении с рационами становится совершенно очевидно, что различия в уровне депонирования в скелете обусловлены, главным образом, степенью его загрязнения, а также видовыми физиологическими особенностями. Так, при тех же уровнях накопления фтора в скелете, при которых возникает поражение крупного рогатого скота, домовая мышь не обнаруживает признаков флюороза. Из диких животных только у крысы туркестанской имеются симптомы флюороза зубов.

3.2. Содержание фтора в кормовой базе крупного рогатого скота.

Кормовую базу животноводства Гиссарской долины составляет несколько культур, характерных для сухих субтропиков: люцерна и приготовленный из нее сенаж и сено; кукуруза и приготовленный из нее силос; солома злаковых и бобовых зерновых культур; корнеплоды (кормовая и сахарная свекла); концентрированные корма (зерно злаковых и бобовых культур, некоторые кормовые отходы, комбикорма).

ТОО-600 500 и 400 1

» 300 гоо 100 о

1 - - -

¡запад | [восток |

1

г

К

люцэел.

лаэиоемп

солоиа

сенаж

снлос

40

го

го «о

расспигние, км

60

80

100

Рис. 3. Концентрация фтора в различных компонентах рациона

Из рис. 3 видно, что пик концентрации фтора во всех случаях приходится на ближайшее расстояние от Таджикского алюминиевого завода на запад. Падение концентрации в кормовых культурах значительно круче на восток и на расстоянии 25-30 км снижается до приемлемой. На западе же, можно считать, что и до 40 км реальная нормализация фтора в кормах не происходит, т.е. концентрация остается выше 30 мкг/г, существенное же (между 50 и 100 мкг/г) превышение уровня контроля наблюдается до 25-30 км.

Ведущее значение в загрязнение кормов имеет поступление фтора в кормовые растения из воздуха, а не из почвы. Это подтверждается данными, приведенными в диаграмме (рис. 4): всасывание из нее даже более половины фтора не приведет к наблюдаемым величинам накопления.

0 -

50 ао 25 20 15 10 5 1 О 10 20 30 расстояние, кы

Рис. 4. Соотношение накопление фтора в почве и в произрастающих на ней растениях.

- 13 -

Обращают н.ч себя внимание значительные различия в накоплении фтора люцерной, сеном и сенажом, полученным из нее (в три и 2 раза обеднены фтором соответственно), что объясняется потерей фтора при сушке.

Получены данные о разных концентрациях фтора в кормовых культурах в зависимости от сезона. Летом концентрация повышается в некоторых случаях более, чем в 2 раза, осенью несколько снижается, что связано с большим количеством осадков весной и осенью по сравнению с летом. В результате летом коровы в среднем получают ежесуточно в комбикорме (2 кг) и зеленой люцерне (40 кг) 254 мг/кг сухого вещества фтора. Допустимым количеством фтора в рационе считается не более 15-20 мг/кг сухого вещества корма, с таким расчетом, чтобы его суммарное количество в сутки составляло 0,65-1,0 мг/кг массы тела животного. Коровы данного хозяйства имеюг живую массу а среднем 400 кг. Следовательно, с рационом коровы получают примерно 7,5 мг или в 7-10 раз выше предельно допустимой нормы.

По данным 'Гаджикгидромета (Поляков Р.П., 1991) наибольшая средняя концентрация фтористого водорода 0,008 мг/м3 (1,6 ПДК) отмечена на расстоянии 10 км от завода в западном направлении в июне не превышали ПДК. По нашим определениям в воде реки Ширкент (совхоз "Правда") и арыков концентрация фтора колебалась от 0,4 до 0,9 мкг/мг (мк/л), т.е ниже ПДК.

Таким образом, дополнительно к поступлению с кормами поглощение фтора с водой и вдыхаеммм воздухом пренебрежимо мало.

3.3. Фтор в организме.

Фгор и организме изучали двумл путями. Нериый из них - определение в скелете, где сосредоточена большая часть фтора, накопленного в организме. Такие исследования невозможно провести на массовом материале, но они вызывают особый интерес. Другой метод - определение фтора в моче. Он в значительной степени относителен, так как не прямо связан с содержанием во всем организме, депонированием в кости и в мягких тканях, а зависит в существенной степени от состава потребляемого корма и от поступления того фтора, который накопился в твердых тканях. Однако эти данные представляют большую ценность, так как такие исследования могут быть проведены достаточно широко.

Концентрация фтора кортикальной кости коров в загрязненной зоне (колхоз им. Калинина Турсуиэздевского района) - 8018+508,6 мкг/г, от -1850 до 10800 мкг/г. и .условно-чистой зоне (колхоз им. Калинина Гиссарского района) - 2048+185,8 мкг/г, от 1100 до 2880 мкг/г. Можно считать эти данные репрезентативными для подавляющего большинства молочного стада, находящегося на фермах вблизи Таджикского алюминиевого завода.

Полученный нами материал позволяет сделать заключения о зависимости уровня накопления фтора в скелете как от его количества, поступающего в организм, так и от физиологических процессов, связанных с его метаболизмом. Действительно, ото показывает сопоставление концентрации в костях крупного рогатого скота в зависимости от расстояния до ТадАЗа (рис. 5) с концентрацией в кормах (рис. 3).

Возрастная зависимость накопления фторидов в скелете представлена на графике (рис. 6)и в таблице I .

рвгстшшне, кы

Рис. 5. Концентрация фтора в костях коров.

возраст (годы)

-а. нклипид кони -ср. кони -ср. содерж.

Рис. 6. Депонирование фтора в скелете КРС в зависимости от возраста.

Таблица I

Концентрация фтора в скелете крупного рогатого скота в зависимости от содержания в рационе (к-з им.Калинина ТУрсунзадевского района)

Возраст Содержание фтора в рационе, мг/сут. Концентрация фтора в моче, мкг/мл Концентрация фтора в скелете, мкг/г

I м. 23,0+3,0 0,73+0,I 893+68,2

(П 112) («г-18) (къ -3)

3 м. 429,6+51,0 4,1+1,1 1200+29,4

(п. -15) (П -14) ( П. -3)

4-6 м. 1781,6+211,0 20,5+3,1 1735+135,3

(П -15) (П-16) ( ГЬ -2)

1-2 г. 5427,0+788 46,6+6,7 3742+129,6

(п. Гю) (П -12) ( а -4)

3-4 г. 6829,0+1097 50,9+2,9 6000+485,9

(П - 8) (П -10) ( ГЬ -3)

6-8 л. 7036,0+1021 94, 3+13,5 8372+779,0

(а -Ю) (П. - 8) ( И-7)

12-15 л. 7036,0+1131 111,2+12,3 12300+1717,2

(а- 8) (И- 8) ( П -2)

Видно, что концентрация фтора в скелете неравномерно возрастает, начиная с момента рождения до 4 месяцев, затем продолжает нарастать в несколько замедленном темпе вплоть до 15 лет. Закономерность накопления фторидов во всем скелете однозначно зависит от динамики изменения его концентрации.

Прослежена динамика выделения фтора с мочой у крупного рога того скота в возрасте до I мес., до 3 мес., 6 мес., 12 мес., I,5 годовалого возраста и у взрослых животных. Концентрация фтора в моче тесно связана с его содержанием в рационе (коэффициент корреляции ^ 0,9).

Концентрация фтора в моче животных может служить показателе

фторинтоксикации, особенно если известна длительность поступления фтора в организм и содержание его в кормах рациона. Однако разброс велик. Из обследованных 16 у 3 животных концентрация фтора была ниже 45 мкг/мл, у других - до 145 мкг/мл (к-з им.Калинина ТУрсунзадевского района). Коровы совхоза "Правда" того же района тоже содержали в моче высокие концентрации фтора - от 27 до 155 мкг/мл, в среднем 98+9 мкг/мл.

3.4. Кпинико-физиологические исследования.

При выборочном осмотре животных в возрасте до 1,5 лет видимые отклонения зубов встречаются редко. Коричневые пятна на резцах и кариес зубов отмечен у нетелей 2-3-летнего возраста и коров до 10-летнего возраста. На губной поверхности эмали резцов имелись диффузные от бледно-желтой до коричневой и черной окраски пятна и точки. У некоторых животных на пигментированных участках имелись разрушения эмали (кариес), стирание трущейся поверхности резцов и укорочение длины коронок. У многих коров наблюдалась шаткость резцов, особенно наружных (окрайки), у отдельных коров эти зубы разрушались и выпадали. Эмаль коренных зубов у некоторых коров имеет черную окраску. Если коровы с нормальным зубным аппаратом пыот, опуская конец головы в воду и насасывая ее, то больные животные принимают воду как мясоддные, погружая в воду конец языка, чем оберегают больные зубы от раздражающего действия струек холодной воды.

У некоторых животных, наряду с поражением зубов, отмечались признаки остеодистрофии: рассасывание последнего ребра, между ребром и реберной дугой образовывалось бескостное пространство от 3 до 6 см; резорбция хвостовых позвонков составила более 20 см (у клинически здорового крупного рогатого скота последние хвостовые позвонки хорошо прощупываются на расстоянии 4-6 см от кончи-

ка хвоста). У отдельных животных выражена болезненность скелета, хромота, замедленные движения и другие патологические признаки. Продуктивность их за последние 3 года постоянно снижается. Это связано не только с нарушением приема корма (поражен зубной аппарат), но и с понижением процессов биологического синтеза и энергетического обмена.

Для исследования состояния минерального обмена у крупного рогатого скота нами проведена функциональная нагрузка паратгор-моном (ПТГ, паратиреоидин).

Основной эффект паратгормона состоит в мобилизации кальция из костной ткани. Паратгормон активирует остеокласты, разрушающие костное вещество. При этом в кровоток поступает свободный кальций и другие ингредиенты костной ткани, в том числе фосфор, титан, цинк, магний, железо, марганец, натрий, карбонаты, свинец, фтор и др. Органическое вещество костной ткани также распадается. Динамика различных элементов мочи как реакция на паратгормон у клинически здоровых (Гиссарский район) и флюорозных (ТУрсунэадевский район) животных резко отличается.

При рентгенофлюорографии у 60% исследуемых коров "грязной" зоны нарушение обызвестления было выражено в сильной степени, а у 4СЙ - в слабой степени. Животные, находящиеся в "условно чистой" зоне, имели по сравнетию с фяюорозными животными значитель но меньшую степень нарушения (в ЮС$ - слабая степень).

При гистологическом исследовании отмечаются существенные из менения в зубных тканях, а также как в кортикальной, так и губча той кости и зонах роста трубчатых костей.

3.5. Меры, предупреждающие накопление фтора в организме животных

Подробно исследовано влияние минеральной смеси, препарата

ПМС с высоким содержанием магния сульфата, на концентрации фтора в моче у коров. В экспериментальных условиях он был заметно эффективен. Показано, что данный препарат оказывает определенное влияние на уровень фтора в моче коров. Однако этот эффект недостаточно выражен для практики.

Исследование влияния препарата БШ на концентрацию фтора в моче и скелете телят колхоза им. Калинина обосновано тем, что при изучении его физико-химических свойств он показал высокие адсорбционные и ионообменные свойства. Дня проведения опыта было подобрано две группы телочек в возрасте 6 месяцев, живой массой в среднем 105,3-104,8 кг. В каждой группе находилось по 10 животных. Опытной группе животных ежедневно вместе с концентратами добавляли препарат ЕШ в дозе 100 г. Содержание животных было в основном стойловое, животные получали рацион, принятый в хозяйстве. В рацион входили концентраты, солома, зеленая травосмесь -люцерна, кукуруза. Опыт продолжался 6,5 месяцев. При клиническом обследовании животных обеих групп перед постановкой их на опыт и в течение 6,5 месячного периода наблюдения не установлено видимых клинических изменений, характерных для фтористой интоксикации.

Приведенные данные показывают, что препарат БШ, введенный в рацион опытных животных, оказывает влияние на уровень фтора в моче. Мы полагаем, что данный препарат, обладающий свойствами сорбента, связывает в желудочно-кишечном тракте фтор и выводит его Из организма с каловыми массами.

Препарат БШ, введенный в рацион опытных животных, оказал положительное влияние на метаболизм кальция и фосфора. Содержание кальция в сыворотке крови опытных животных во все периоды исследования было выше, чем у контрольных. Исходный уровень кальция

в сыворотке крови был практически одинаков у контрольных и опытных животных. Через 2 месяца опыта разница содержания кальция опытной и контрольной групп составила 0,65 мг$ (Р<0,005), через 5 месяцев - 1,47мг^, через 6,5 месяцэв - 1,60 ит%. Разница статистически достоверна (Р< 0,001).

Каротина в крови опытных животных содержалось больше, чем у контрольных в мае на 0,19 (3<$) (Р< 0,001), в июле на 0,13 (255?) (Р<0,01).

Добавка к рациону телят препарата БШ оказала положительное влияние на прирост живой массы. Так, в учетный период (15 июля 1992 г.) живая масса одного животного опытной группы была на 10,; кг (7,2£) выше (Р< 0,001), чем у животного контрольной группы. В конце опыта (10 сентября 1992 г.) на заключительном этапе эксперимента живая масса животного опытной группы достоверно превышала массу контрольного животного на 18,5 кг (9,%) (Р-^0,001).

У забитых животных было определено содержание фтора в плюсневой кости и в 5-ом хвостовом позвонке. У опытных в плюсневой кости концентрация фтора в среднем 2940 мкг/г, а у контрольных 3674 мкг/г (Р< 0,005). Разница в концентрации фтора в хвостовом позвонке также статистически достоверна.

Таким образом, испытания показали отчетливую эффективность снижения всасывания фторидов из кормов в желудочно-кишечном тракте крупного рогатого скота под влиянием препарата БШ.

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ СОБСТВЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Кризисное состояние молочного животноводства в Гиссарской долине Таджикистана и Узбекистана является ведущим проявлением неблагоприятного влияния фторсодержащих выбросов Таджикского алюминиевого завода. Проведен анализ этой проблемы с экологических

позиций, использованы подходы ауто-, экотоксикологии и частично - популяционной экологии, с учетом ряда ограничений, налагаемых особенностями стада как антропогенной группировки.

Найдено, что у крупного рогатого скота под влиянием фтора снижается фертальность, наблюдается увеличение эмбриональной и ранней постнатальной смертности, ухудшение осеменяемости, изменения некоторых поведенческих реакций и др., как и в природных популяциях домовых мышей (Любашевский Н.М., Бахтиярова М.Ф., Чи-биряк М.В. и соавт., 1991), обитающих на этой территории.

Из одиннадцати видов исследованных животных максимальное накопление фтора найдено у домовой мыши и крупного рогатого скота. Это связано с наиболее высоким содержанием фтора в их кормах. Проявления флюороза зависят как от уровня накопленного фтора, так и от видовых особенностей. Так, у домовой мыши признаки флюороза не обнаружены и при максимальном накоплении, а у крысы и крупного рогатого скота они проявляются при уровнях, в 2 раза меньших.

Проведенные исследования содержат материалы к обсуждению весьма важного с теоретических и прикладных позиций вопроса о возможности адаптации крупного рогатого скота к длительному воздействию фтора. Можно было ожидать ее развитие на уровне организма, однако полученные данные свидетельствуют о том, что при больших концентрациях фтора, поступающего в организм, адаптации не произошло; напротив, с каждым годом увеличивается количество животных, пораженных флюорозом. Процесс адаптации, вероятно, происходит при более низких концентрациях фтора (до 4000 мкг/г). Такие концентрации приводят к стимуляции организма и повышению молочной и мясной продуктивности, что наблюдается, например, в колхозе им. Калинина Гиссарского района.

Возрастная кинетика фтора у крупного рогатого скота хорош согласуется с теми особенностями структуры костной ткани (осно! ного депо фтора) и физиологических процессов в организме, от кс торых зависит их накопление в различных тканях и выведение из скелета. Наблюдается несколько возрастных этапов накопления. В< внутриутробном периоде накопление фтора невелико и в скелете тс ленка обнаруживается на порядок величин меньше фтора, чем в ске лете матери. Это может бить объяснено наличием плацентарного барьера. Отложение фтора в костях матери происходит непосредственно из плазмы крови, а в скелет плода фтор проникает через га центу и кровь плода.

Новорожденный теленок получает фтор, прошедший через моло* ные железы и молоко из плазмы крови, где его концентрация практически одинаковы. Фтор продолжает накапливаться, с мочой выдед ется значительно меньше, чем у матери.

В период прикорма и при переходе на рацион взрослого живот ного значительно увеличивается поступление фтора в организм, чт отражается на возрастной кинетике фтора.

У взрослых животных устанавливается равновесие между количеством фтора, поступающего в организм с кормами и выделением его через пищеварительный канал с калом и через почки с мочой. Это проявляется продолжающимся накоплением в скелете и высоким содержанием фтора в моче. Отсутствие перехода на плато кривой у. копления фтора у крупного рогатого скота в продуктивном периоде являетоя особенностью, связанной с очень интенсивной перестройкой кости и минерального обмена у продолжающих отел и лактацию коров (отел до 10 раз).

Патогенез поражения фтором организма млекопитающих убедительно объясняется его преимущественным накоплением в костной

ткани и изменениями минерального обмена. Мы показали резчайшие сдвиги минерального обмена скелета при помощи теста с паратире-оидным гормоном (паратиреоидином). После его введения концентрация ряда элементов в контрольной и опытной группе изменяется в прямо противоположном направлении (например, свинец, натрий, цинк, кадмий и др.). Очевидно, что данные сдвиги зависят от нарушения функции остеогенных клеточных элементов, пораженных фтором. Это приводит к закладке и формированию извращенных костных структур, к патологической перестройке, неравномерному обызвествлению, рассасыванию отдельных участков кости и другим симптомам остео-дистрофии и остеомаляции, в постоянных зубах - к поражению эмали, зубных и парадентальных тканей.

Поскольку молочные зубы образуются у плода на фоне невысоких концентраций фтора и период их интенсивного обмена заканчивается еще до периода токсикоза, они почти всегда достаточно сохранены.

ВЫВОДЫ.

1. Проведено ориентировочное исследование фтористой интоксикации 10 видов диких, домашних, сельскохозяйственных животных и детальное - крупного рогатого скота. Признаки зубного флюороза, кроме крупного рогатого скота, найдены у овец и ослов, из диких животных - у туркестанской крысы.

2. Проведено экологическое зонирование техногенно загрязненной территории по характеру накопления фтора в организме; наиболее загрязненная зона обозначена как техногенная фторная биогеохимическая провинция.

3. Развитие флюороза зависит от уровня накопления фтора в организме и видовых особенностей. Гак, наиболее высокие концентрации фтора в организме найдены у '-тупного рогатого скота (6000-

(

-14000 мкг/г в кости , до 140 мкг/мл - в моче) и домовой мыши (5000-16000 мкг/г в кости), что соответствует наиболее загрязненным рационам (в среднем 350 мг/г), При этом признаков флюороза у мышей не найдено.

4. Анализ кинетики накопления фтора в скелете в зависимости от возраста позволил выделить различные периоды депонирования и определить, что кривая накопления не проявляет тенденции к насыщению.

5. У интоксицированных животных найдены значительные изме нения минерального обмена, выражающиеся в извращении реакции на паратероидный гормон и морфологические изменения скелета и зубного аппарата.

6. Выявлены особенности развития флюороза у крупного рогат го скота в онтогенезе: признаки зубного флюороза появляются в возрасте около I года и становятся выраженными на 2-ой год кизн после смены молочных зубов, в дальнейшем они нарастают. Симптом остеодистрофии чаще проявляются после первого отела; при концен трации в скелете более 5000 мкг/г в возрасте старше 5 лет они встречаются у 90% животных, при 4000 - не наблюдаются.

'7. и зоне высокого техногенного загрязнения не найдено ада тации крупного рогатого скота к фтору на протяжении нескольких поколений (заболеваемость и снижение продуктивности нарастают). Однако в зонах среднего загрязнения (2000-4000 мкг/г в скелете в возрасте 5 лет) продуктивность и физиологическое состояние ус тойчивы.

8. Разработано несколько групп рекомендаций по снижению по ражения животных флюорозом.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Дня снижения заболеваемости крупного рогатого скота флюоро

зом предлагается комплекс мероприятий: снизить уровень выбросов ТадАЗа в два раза; частично перевести животноводство на откормочное; с помощью мониторинга контролировать безопасный возрастной уровень фтора в скелете (у новорожденных - 400, 4 мес. -700, 2 года - 2000, 5-6 лет - 4000 мкг/г); внедрить гидропонику для выращивания "чистых" кормовых культур на богарных землях.

С целью снижения всасывания фтора из загрязненных кормов внедрить в подверженных техногенному воздействию хозяйствах разработанный и апробированный нами :препарат БШ, который снижает накопление фтора в скелете до безопасной по флюорозу концентрации.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Любашевский Н.М., Емельянов A.M., Бахтиярова М.Ф., Вельская Е.В., Джураев М.И., Котомцев В.В., Мокроносов A.A., Стави-шенко И.В., Чибиряк М.В. Предварительные итоги анализа природной среды ТадАЗа //Материалы II научно-практической конференции на ТадАЗе. - ТУрсунзаде, 1990. - С.138-140.

2. Любашевский Н.М., Емельянов A.M., Бахтиярова М.Ф., Дку-раев М.И., Котомцев В.В., Мокроносов A.A., Лортная Л.В., Чибиряк М.В., Стариченко В.И. Перспективы животноводства в районе ТадАЗа.// Рекомендации научно-практической конференции по рассмотрению состояния итогов выполнения "Целевой научно-технической программы работ по снижению Таджикским алюминиевым заводом выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду до предельно допустимых уровней". - ЧУрсунзаде, 199I. - С. 84-90.

3. Любашевский Н.М., Бахтиярова М.Ф., Джураев М.И., Стави-шенко И.В., Беляева М.Л., Портная Л.В., Фитотоксичность техногенных выбросов ТадАЗа и состояние агроценоэов. //Рекомендации научно практической конференции по рассмотрению состояния итогов вы-

полнения "Целевой научно-технической программы работ по снижению Таджикским алюминиевым заводом выбросов загрязняющих вещест в окружающую среду до предельно допустимых уровней". - ТУрсунза де, - 1991. - С. 91-94.

4. Любашевский Н.М., Емельянов A.M., Бахтиярова М.Ф., Джу-раев М.И., Котомцев В, 13. Актуальные проблемы животноводства в з не химического загрязнения фтором. // Новое в профилактике и ле чении животных // Межвузовский сборник научных трудов. - Пермь. 199I. - С.60-87.

5. Ниятбеков А., Джураев М.И., Промышленный флюороз у круп ного рогатого скота. // Информационный листок № 26-92. - Таджин ШИНТИ. - Душанбе. - 1992.

6. Любашевский Н.М., Емельянов A.M., Бахтиярова М.Ф., Дкур ев М.И., Котомцев В.В., Мокроносов A.A., Портная Л.В., Чибиряк М. В., Алияров Х.Ш. Юшнико-морфологические изменения у животных в зоне загрязнения фтором. //Ветеринария. - 1992. - № 2. - С. 5 52.

7. Ниятбеков А,, Дкураев М.И., Юсупов Х.А., Данченко Т.В., Бафаева Н.Ю. Влияние техногенных выбросов ТадАЗа на биохимическ и иммунологические показатели у КРС. // Вопросы охраны здоровья животных. /Сб. науч. трудов Тадж. НИВИ. - Душанбе. - 1992. - С. 85-92.

8. Любашевский Н.М., Емельянов A.M., Дкураев М.И., Ниятбеков А. Содержание фтора в моче у КРС различного возраста // Bor росы охраны здоровья животных /Сб. науч. трудов ТаджНИШ. - Душанбе. - 1992. - С. 92-99.