Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оценка радиологических рисков распространения лейкоза крупного рогатого скота на территории Челябинской области

ВАК РФ 03.01.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Оценка радиологических рисков распространения лейкоза крупного рогатого скота на территории Челябинской области"

На правах рукописи

ШКАЕВ АРТЕМ ЭХКАМОВИЧ

ОЦЕНКА РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЛЕЙКОЗА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА НА ТЕРРИТОРИИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

03.01.01 Радиобиология

06.02.02 Ветеринарная микробиология, вирусология,

эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

г 9 авг т

005532333

Казань-2013

005532333

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной вирусологии и микробиологии» Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии).

Научные руководители: -доктор биологических наук, профессор

Бударков Виктор Алексеевич; (ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии) -кандидат биологических наук доцент НОЦ Книзе Андрей Валентинович (ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии)

Официальные оппоненты: Конюхов Геннадий Владимирович - докто]

биологических наук, профессор, заведующш отделом радиобиологии Федерального центр; токсикологической, радиационной 1

биологической безопасности; Госманов Рауис Госманович - докто] ветеринарных наук, профессор кафедрь микробиологии, вирусологии и иммунологи: Казанской государственной академи! ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина (ФГБОУ ВПО МГАВМиБ), г. Москва.

Защита состоится «08» октября 2013 г. в 10— часов на заседании диссертационного совета Д-220.012.01 при ФГБУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности» (420075, г. Казань-75, Научный городок-2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального центра токсикологической, радиационной и биологической безопасности.

Автореферат разослан «Л/ » августа 2013 г. и размещен на официальном сайте ФГБУ «ФЦТРБ-ВНИВИ» www.vnivi.ru и на официальном сайте ВАК РФ №\уш.vak2.ed.gou.ru

Ученый секретарь У

диссертационного совета ^^^ТэЬуУузгТУ^-^^ В-И. Степанов

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность темы

Лейкоз крупного рогатого скота представляет собой хроническую вирусную особо опасную инфекционную болезнь, широко распространенную в Российской Федерации. Эта болезнь причиняет большой экономический ущерб вследствие гибели животных, снижения их продуктивности, выбраковки животных с клинико-гематологическими изменениями, характерными для лейкоза, вынужденной утилизации туш и органов с лейкозными поражениями, а также увеличения затрат, связанных с проведением профилактических и оздоровительных мероприятий (В.М. Нахмансон, Е.А. Дун, В.И. Северов , 1995; Гулюкин М.И. и др., 2005).

К числу наиболее неблагополучных по данной болезни субъектов России относится Челябинская область (Аналитический обзор, 2011) Эта область также известна напряженной экологической обстановкой, которая связана с радиоактивным и интенсивным техногенным загрязнением территории. Превышение природного радиационного фона на территории области в основном связано с радиоактивными выпадениями после крупной радиационной аварии в Кыштыме, образовавшими Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС) (Романов Г.Н.,1993). Но до сих пор не удалось смоделировать влияние сочетанного воздействия техногенных загрязнителей на крупный рогатый скот и получить сведения, необходимые для количественной оценки фактических рисков. Мало данных по оценке риска возникновения и распространения лейкоза крупного рогатого скота на радиоактивно и техногенно загрязненных территориях Челябинской области.

1.2 Степень разработанности проблемы

В последние годы появились работы, отражающие негативное влияние экологических факторов на состояние резистентности сельскохозяйственных животных, их здоровье и качество продукции животного происхождения (Иванов A.B., Конюхов Г.В. и др., 2009, 2012). Установлено, что некоторые факторы, связанные, производственной деятельностью предприятий, работой АЭС и ТЭЦ, испытаниями ядерного оружия и техногенными катастрофами играют определенную роль в возникновении, особенностях проявления и распространения лейкоза крупного рогатого скота - одной из актуальных проблем животноводства многих субъектов РФ. (Донник И.М., Смирнов П.Н., 2002; Кочнев H.H., 2004; Шкаева H.A., 2012). Однако исследования в этом направлении, как правило, завершаются констатацией фактов, определяющих степень экологического неблагополучия территорий. К сожалению, значительно меньше опубликовано данных, позволяющих

оценить информативность признаков, влияющих на риск распространения лейкоза крупного рогатого скота.

1.3 Цель и задачи исследования

Целью данной работы является оценка уровня риска распространения лейкоза крупного рогатого скота на территории Челябинской области с учетом степени радионуклидного и других техногенных загрязнений сельскохозяйственных угодий.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

- сформировать электронную базу данных об эпизоотической обстановке по лейкозу крупного рогатого скота в Челябинской области в отдаленный период после радиационной аварии на ПО «Маяк»;

- оценить риск распространения лейкоза крупного рогатого скота на территории Челябинской области;

- установить степень влияния уровня радиоактивного загрязнения в системе комплексного воздействия факторов техногенного, природного и социально-экономического фона на структуру нозоареала лейкоза;

- рассчитать математико-картографические модели, отражающие характер воздействия радиоактивного и техногенного загрязнения на уровень напряженности эпизоотической ситуации по лейкозу КРС в различных природно-сельскохозяйственных районах Челябинской области;

- провести эпизоотологическое районирование Челябинской области по уровню риска возникновения и распространения лейкоза КРС в 1990-2008 гг.

1.4 Научная новизна результатов исследований

Впервые создана компьютерная база данных эпизоотической обстановки по лейкозу крупного рогатого скота с учетом уровня радионуклидного и других техногенных загрязнений и географических данных, характеризующих природные, социально экономические условия Челябинской области.

Впервые дана оценка риска распространения лейкоза крупного рогатого скота на радиоактивно загрязненной и условно чистой территории Челябинской области.

Установлена статистически значимая ассоциация между степенью радиоактивного загрязнения территории Челябинской области и напряженностью эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота. Рассчитана степень влияния факторов природного и социально-экономического фона на частоту возникновения и масштабы поражения животных от болезни.

Впервые представлены имитационные модели, отражающие связь между плотностью радионуклидного загрязнения и частотой регистрации неблагополучных пунктов, количества инфицированных BJIKPC, больных, выбракованных по причине лейкоза животных.

Проведено эпизоотологическое районирование территории Челябинской области по лейкозу крупного рогатого скота.

1.5 Теоретическая и практическая значимость работы

Разработана многофакторная информационно-картографическая

модель риска возникновения и распространения лейкоза крупного рогатого скота, учитывающая влияние радионуклидного загрязнения территории Челябинской области.

Результаты экспериментальных данных вошли в «Методические указания по профилактике и оздоровлению крупного рогатого скота от лейкоза в Челябинской области» и «Методические положения по имитационному моделированию эпизоотической ситуации для усовершенствования ветеринарных мероприятий на радиоактивно загрязненной территории (на примере лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области)», утвержденные академиком-секретарем Отделения ветеринарной медицины Россельхозакадемии Смирновым A.M. (2008, 2010гг.).

1.6 Апробация результатов работы

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на заседаниях Ученого совета ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии (20092013 гг.). Материалы диссертации доложены на Международной научно-практической конференции к 110-летию ВИЭВ (Москва, 2008), IV международной конференции «Хроническое радиационное воздействие: эффекты малых доз» (Челябинск, 2010 г.); Совещании «Проблемы техногенного воздействия на сферу агропромышленного производства: теория и практика» (Обнинск, 2011); Научно-практической конференции, посвященной 40-летию основания ГНУ ВНИИСХРАЭ Россельхозакадемии «Проблемы радиологии и агроэкологии» (Обнинск, 2011); Международной научно-практической конференции «Задачи ветеринарной науки в реализации доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации» (Покров, 2011).

1.7 Соответствие диссертации паспортам специальностей, по которой она рекомендуется к защите

В соответствии с паспортом специальности 03.01.01- Радиобиология, охватывающей область изучения действия ионизирующих и неионизи-рующих излучений на системы и биологические объекты разных уровней организации, включающей область исследований: последствия ядерных

катастроф, радиоэкологию; принципы и методы радиационного мониторинга, проблемы радиационной безопасности; отдаленные последствия действия излучений, особенности биологического действия малых доз облучения, в диссертационной работе проведены исследования влияния сочетанного загрязнения сельскохозяйственных угодий Южного Урала факторами радиационной и химической природы на эпизоотическую ситуацию по лейкозу крупного рогатого скота.

Полученные соискателем научные результаты соответствуют пунктам 5 и 6 паспорта специальности 03.01.01- Радиобиология.

В соответствии с паспортом специальности 06.02.02 - Ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотокси-кологией и иммунология, охватывающей область науки об экологии патогенных микроорганизмов, имеющих ветеринарное значение, эпизоотоло-гические и экологические закономерности возникновения, распространения инфекционных болезней сельскохозяйственных животных, изучающая и разрабатывающая методы, средства и организационные основы профилактики и ликвидации этих болезней, включающей область исследований: эпизоотический процесс, общие и частные вопросы эпизоотологии инфекционных болезней животных, эпизоотологический метод исследования, аналитическая эпизоотология; эпизоотологический мониторинг и надзор, принципы противоэпизоотической и профилактической работы, в диссертационной работе проведены исследования по эпизоотологическому мониторингу, напряженности эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота в отдаленный период после радиационной аварии на радиоактивно загрязненной территории Челябинской области, впервые разработаны модели эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота на радиоактивно загрязненной территории Челябинской области в отдаленный период после радиационной аварии на НПО «Маяк».

Полученные соискателем научные результаты соответствуют пунктам 7 и 8 паспорта специальности 06.02.02 Ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология.

1.8 Публикации научных исследований. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 4 статьи в ведущих научных журналах, включенных в Перечень ВАК Минобрнауки РФ („Ветеринария", „Ветеринарный врач", Электронный политематический журнал КубГАУ), в которых отражены основные результаты экспериментальных исследований.

1.9 Основные положения, выносимые на защиту:

1. Компьютерная база данных об эпизоотической обстановке по лейкозу крупного рогатого скота в Челябинской области в отдаленный период после радиационной аварии на ПО «Маяк».

2. Уровень риска распространения лейкоза крупного рогатого скота на территории Челябинской области с учетом степени радионуклидного и других техногенных загрязнений сельскохозяйственных угодий.

3. О степени влияния экологических факторов на напряженность эпизоотической ситуации на территории Челябинской области.

4. Математические имитационные модели, отражающие влияние уровней радионуклидного и техногенного загрязнения территории Челябинской области на напряженность эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота.

5. Эпизоотологическое районирование территории Челябинской области по лейкозу крупного рогатого скота.

1.10 Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 131 странице компьютерного текста и включает разделы: основную характеристику работы, обзор литературы, результаты собственных исследований, обсуждение результатов исследований, выводы, практические предложения, список литературы и приложения. Работа иллюстрирована 12 таблицами и 18 рисунками.

Список литературы включает 246 библиографических источников, в т.ч. 51 иностранных авторов.

1.11 Личный вклад соискателя

Основной объем исследований проведен автором самостоятельно, он осуществлял непосредственное выполнение теоретической и экспериментальной части работы, а также формулировку выводов и основных положений, выносимых на защиту. Работа выполнена в 2006-2012гг. в соответствии с планами научно-исследовательских работ в лаборатории изотопных методов исследования ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной вирусологии и микробиологии» Россельхозакадемии.

2 СОБСТВЕНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы и методы исследований

Объекты исследований: крупный рогатый скот черно-пестрой породы, телята различного возраста, откормочный молодняк, лактирующие коровы.

На ВУРС и в зоне влияния рек Течи и Багаряк исследовали 5 районов Челябинской области: Аргаяшский, Каслинский, Красноармейский,

Кунашакский и Сосновский. Контролем для них служили другие 23 района, которые не были загрязнены радиоактивными выпадениями после аварии ПО «Маяк».

Источниками информации, характеризующей природные и социально экономические условия, напряженность экологической ситуации, включая радиоактивное загрязнение Челябинской области, служили: сборник радиационно-гигиенических паспортов административных территорий, входящих в зону радиоактивного загрязнения Челябинской области; карты и атласы; отчеты районных и областной ветеринарных служб и ветеринарных лабораторий. Дополнительную информацию получали в ходе экспедиционных выездов в сельскохозяйственные предприятия.

Методы исследований. Анализировали следующие показатели напряженности эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота: число неблагополучных по лейкозу пунктов, количество инфицированных, больных, выбракованных по причине лейкоза животных.

Анализ напряженности эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота в Челябинской области и оценку радиологических рисков проводили с использованием системного эпизоотологического метода исследования.

Методической основой в проведении исследований служили ветеринарные правила: ВП 13.5.13/03-00, ВП.13.73.13/12-00, ВП.13.7.13-99, «Методические рекомендации по эпизоотологическому исследованию при лейкозе крупного рогатого скота» (2001); «Правила по профилактике и борьбе с лейкозом крупного рогатого скота» (1999); «Методические рекомендации по ведению эпизоотологического мониторинга экзотических особо опасных и малоизвестных болезней сельскохозяйственных животных» (2007).

При расчете показателей абсолютного и относительного риска распространения лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области использовали методики, рекомендованные для применения в радиоэкологии, эпидемиологии и эпизоотологии (Дудников С.Д., 2004, Черкасский Б.Л., 2007, Сынзыныс Б.И. и др., 2009, Спиридонов С.И.,2009).

3 РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Краткая радиоэкологическая характеристика территории Челябинской области

ВУРС в Челябинской области сформировался, в основном, в Уральской-горной физико-географическом регионе, в котором оказались 239 населенных пунктов, что составляет 28,2% от общего их числа в этой зоне. В целом ВУРС накрыл 384 населенных пунктов (29,7%) в Челябинской

области (рисунок 1).

В наибольшей степени была загрязнена северная часть области, там, где находится ПО «Маяк» и где в 1957 г. произошел аварийный выброс радионуклидов. Напряженность общей экологической ситуации, наряду с радиоактивным загрязнением, обусловлена загрязнением окружающей среды промышленно-заводскими выбросами и деградацией почв в результате горнотехнических работ.

ЕЁЭотОдо! Ш2~ПОт20до40

Г" 1 от1 до 20

Рисунок 1 - Плотность загрязнения территории Челябинской области 137 Се, кБк/м2.

Имеется достаточно выраженная связь уровня напряженности общей экологической ситуации с концентрацией радиационно-химических и горнопромышленных производств на севере области.

Нашими расчетами установлено, что в отдаленный период после аварии на ПО «Маяк» вклад 908г в формирование средней поглощенной дозы тела крупного рогатого скота был выше в 2 раза, чем от '"Се. При этом за период с 1986 по 2005 гг. дозы облучения животных на ВУРС были в 3 раза выше, чем на условно чистой территории.

3.2 Компьютерная база данных распространения лейкоза крупного рогатого скота на ВУРС в Челябинской области

Собранная информация по лейкозу крупного рогатого скота за 19902008 гг. в Челябинской области была введена в компьютерную базу данных,

содержащих 5021 учетную единицу на основе SQL- сервера MySQL, что позволяет её легко масштабировать под конкретные задачи. Для облегчения работы использовали СУБД Microsoft Access или аналогичные системы управления базами данных.

База данных состоит из таблиц: admterr, infic, mtf, nbp, zabolev. Запись состоит из нескольких полей, каждое из которых содержит элементы данных об объекте: названия административных территорий и принадлежность к загрязненным территориям; данные о молочно-товарных фермах; информацию о количестве неблагополучных пунктов по лейкозу крупного рогатого скота, инфицированных BJ1KPC, больных и погибших по причине лейкоза животных.

Для организации работы с базой данных вводят несколько запросов на языке программирования SQL, которые загружают данные в таблицы, просматривают и корректируют их.

Кроме табличных данных об эпизоотической ситуации компьютерная база данных включает в себя: данные о загрязненности территории радионуклидами в виде карт плотности загрязнения и таблиц рассчитанных поглощенных доз; данные об экологическом загрязнении в виде карт экологической напряженности и урбанизации территории.

3.3 Расчет степени риска распространения лейкоза крупного рогатого скота на территории Челябинской области

Для расчета относительного риска распространения лейкоза крупного рогатого скота предварительно определяли индексы инфицирования, регистрации неблагополучных пунктов, больных животных и выбраковки крупного рогатого скота по причине лейкоза на ВУРС и за его пределами. Отношения этих индексов на ВУРС и вне ВУРС рассматривали как относительный риск или индекс опасности распространения лейкоза крупного рогатого скота под влиянием негативных факторов (рисунок 2).

В течение 1993-2008 гг. ежегодные риски инфицирования крупного рогатого скота лейкозом под влиянием факторов ВУРС монотонно колебались от 0,9 до 2,1.

По сравнению с риском заразиться лейкозом, размах колебаний риска заболеваемости животных в тех же условиях содержания был более выражен (от 0,3 до 5,1). Риск неблагополучия по лейкозу с течением времени волнообразно повышался. Он имел максимумы в 1996 г. - 2,6, в 2001 г. - 3,0, в 2007 и 2008 гг. - 3,5 и 3,9. Уровни риска выбраковки крупного рогатого скота по причине лейкоза при содержании животных на ВУРС существенно превосходили контрольные отметки и достигали максимальных значений в 1994 г. - 44,5 и в 2004 г. - 29,6.

Рисунок 2 - Динамика рисков неблагополучия, инфицирования, заболевания (А) и выбраковки (Б) крупного рогатого скота по причине лейкоза на ВУРС

Как следует из приведенных данных, на подавляющем большинстве сроков исследования ежегодные показатели напряженности эпизоотической ситуации отражали более высокий уровень неблагополучия по лейкозу крупного рогатого скота на ВУРС, чем на контрольной территории.

Средние индексы неблагополучия, стационарности, инфицирования, заболеваемости и выбраковки по причине лейкоза за 16 лет на территории ВУРС были выше, чем за его пределами (таблица 1).

Таблица 1 - Широта распространения, длительность и повторяемость лейкоза крупного рогатого скота в районах Челябинской области с 1993 по 2008 гг.

Показатели Территория Относительный риск при уровне значимости р<0,05

ВУРС Вне ВУРС

Число лет регистрации вспышек на 1 район 6,2 4,5 1,4

Индекс неблагополучия 0,11 0,06 1,8

Индекс стационарности 0,44 0,32 1,4

Индекс инфицированное™ 0,25 0,15 1,7

Индекс заболеваемости 0,2 0,13 1,5

Индекс выбраковки по причине лейкоза 0,0033 0,0006 5,5

Сумма показателей 13,3

Относительный риск (индекс опасности) распространения лейкоза крупного рогатого скота на ВУРС был больше единицы и варьировал от 1,4 до 5,5. Согласно принятой классификации для не канцерогенных рисков при значениях индексов опасности больше единицы загрязняющее вещество представляет серьезную опасность для человека. По нашим данным суммарный индекс опасности составил 13,3, что, применительно к крупному рогатому скоту, можно считать высоким уровнем опасности распространения лейкоза на ВУРС.

На следующем этапе анализа было использовано когортное исследование. Оно дает возможность оценить интенсивность воздействия фактора риска по характеру вызываемого им эффекта, возможность количественной оценки гипотез о вероятной роли факторов осложнения

эпизоотической ситуации.

Данные относились к субъектам административного деления Челябинской области за период с 1993 по 2008 гг. Они были дихотомические по выраженности показателей напряженности эпизоотической ситуации -положительный результат, отрицательный результат и по фактору радиоактивное загрязнение - регистрация наблюдения в пределах ВУРС, регистрация наблюдения вне пределов ВУРС.

Рассчитывали величины: абсолютного (АК), относительного (1Жр) рисков; отношение шансов (ОЯр); атрибутивного, добавочного риска (АБр) - доля в % заболевших в популяции (таблица 2).

Таблица 2 - Результаты анализа влияния факторов ВУРС Челябинской области на напряженность эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота

Показатели напряженности АИ ППр ОКр АИр X2

Превалентность лейкоза КРС при серологических исследованиях. 11,2% 1,71 1,08 0,095 13644

Выявление больных лейкозом коров гематологическим методом 8,5 % 1,7 0,113 0,104 505,58

Регистрация неблагополучных пунктов 6,3 % 1,156 1,08 0,04 4,08

Выбраковка скота по причине лейкоза 6,7 % 7 2,37 0,545 2989,4

Методом расчета х2 п0 всем четырем параметрам напряженности эпизоотического процесса лейкоза крупного рогатого скота установлены статистически значимые различия в его проявлении на территории ВУРС и

контрольной территории (а<0,05). При этом значения показателей напряженности эпизоотического процесса были выше на ВУРС, чем за его пределами.

Степень влияния на напряженность эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота фактора «плотность загрязнения территории Челябинской области '"Си» оценивали расчетом информационных показателей влияния.

Установлено, что влияние фактора «плотность загрязнения территории '"Сб» на уровень инфицированности скота лейкозом - 0,185. Полученное расчетное значение %2 = 23,518, критическое значение х20,01=13,277. Следовательно, различия в уровне инфицированности крупного рогатого скота лейкозом, в связи со значениями плотности загрязнения территории ШС8 значимы при а=0,01.

Результаты информационного анализа влияния факторов природно-хозяйственного фона на напряженность эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота в Челябинской области приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Результаты информационного анализа влияния факторов природно-хозяйственного фона на напряженность эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота в Челябинской области

Системы факторов Показатели напряженности эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота

Частота регистрации болезни (индекс стационарности) Инфицированность

Плотность загрязнения цезием-137 0,346 0,366

Природно-сельскохозяйственное районирование 0,3256 0,437

Экологическое районирование (напряженность экологической обстановки) 0,359 0,388

Комплекс факторов 0,631 0,697

В клетках таблицы даны значения информационного показателя влияния каждого из факторов на показатели напряженности эпизоотической ситуации. Уровень значимости полученных коэффициентов влияния а =0,01; 0,05.

Таким образом, математической обработкой цифровых данных было установлено, что исследуемые факторы оказывают статистически значимое влияние на напряженность эпизоотической ситуации по лейкозу крупного

рогатого скота в Челябинской области и могут быть использованы для расчета имитационных моделей.

3.4 Расчет имитационных моделей распространения лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области

Имитационные модели вероятности возникновения болезни, возможной интенсивности проявления и ущерба от неё в различных регионах исследуемой территории, характеризующихся определенным набором природно-хозяйственных характеристик, разрабатывали посредством расчета распознающих систем - таблиц каналов связи. Таблицы каналов связи для инфицированности крупного рогатого скота ВЛКРС построены по данным за период 1993-2003 гг.

Создана многокомпонентная таблица, которая может быть использована в качестве распознающей системы. Принципиально это заключается в обнаружении на территориях, по которым осуществляется прогноз, участков или точек, сходных по характеристике природных и хозяйственных предпосылок, индикаторов болезни, которые были установлены по результатам анализа.

Исходя из полученных коэффициентов эффективности связи

г .р(ХА-)

с - —:—: , можно сделать заключение о том, что наиболее высокая

РУУо

напряженность ситуации по лейкозу крупного рогатого скота характерна для территорий с высокими уровнями радиоактивного загрязнения и наиболее сложной экологической ситуацией. В зонах с такими условиями вероятность возникновения и инфицированности крупного рогатого скота лейкозом значимо выще.

Расчет имитационных моделей произведен путем вычисления значения математического ожидания уровня инфицированности для интервалов значений плотности загрязнения территории 137Сз.

В исследовании использованы стохастические математические модели, имитирующие воздействие различной степени загрязненности территории Челябинской 137Сз на уровень распространения лейкоза.

Значения математического ожидания вычисляли по уровню инфицированности для интервалов значений плотности загрязнения территории 137Сз: 1- соответствует плотности загрязнения от 0 до 1 кБк/м2(0-0,27 Ки/км2); 2 - соответствует плотности загрязнения от 1 до 20 кБк/м2(0,027-0,54 Ки/км2); 3 - соответствует плотности загрязнения от 20 до 40 кБк/м2(0,54-1,08 Ки/км2) (рисунок 3).

Как видно из представленных данных, чем выше плотность загрязнения, тем выше уровень инфицированности крупного рогатого скота.

Я2 ----------

-1

Ряд1

_Логарифмический (Ряд 1)

1-20 20-40

Плотность радиоактивного загрязнения

Рисунок 3 - Регрессионная модель связи между плотностью радиоактивного загрязнения и инфицированностью крупного рогатого скота ВЛКРС

Регрессионная модель показывает, что с увеличением плотности радиоактивного загрязнения цезием 137 от 0 до 40 кБк/м2, увеличивается средняя инфицированность поголовья крупного рогатого скота лейкозом от 15 до 25%.

Значения математического ожидания инфицированное™ крупного рогатого скота лейкозом были использованы для получения исследовательской прогнозной модели. Для этого рассчитали регрессионную модель: у=7,6853Ьп(х) + 15,678

Данное уравнение использовали для расчета математико-карто-графической модели связи между значениями плотности загрязнения почвы '"Се и инфицированностью крупного рогатого скота лейкозом (рисунок 4). Коэффициент аппроксимации = 0,8842, свидетельствует о высокой степени связи модели с реальной ситуацией. Обращает на себя внимание север области, где высокая плотность загрязнения почвы |37Св сочетается с высоким уровнем инфицированное™ животных.

МОДЕЛИРУЕМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ИНФИЦИРОВАННОСТИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

ШШШ ОТО до 20 от20 до 40

Рисунок 4 - Пространственная математико-картографическая модель связи инфицированное™ крупного рогатого скота лейкозом (%) и плотности загрязнения Челябинской области 1,7 Се (кБк/м")

Таким образом, в результате проведенного многомерного анализа было установлено, что на состояние эпизоотической ситуации территории Челябинской области влияет комплекс природно-хозяйственных факторов, включая радионуклидное и техногенное загрязнение.

3.4.1 Верификация моделей распространения лейкоза на территории Челябинской области

Для верификации - проверки правильности рассчитанных моделей были созданы распознающие системы - таблицы каналов связи экологической ситуации и инфицированности крупного рогатого скота лейкозом за период 1993-2003 гг. Принципиально это заключается в обнаружении на территориях, по которым осуществляется прогноз, индикаторов болезни, установленные по результатам анализа.

Критериями оценки влияния экологических факторов являлись коэффициенты связи и коэффициенты корреляции связи (Браве-Пирсона).

Исходя из полученных коэффициентов эффективности связи, сделано заключение о том, что наиболее высокая напряженность ситуации характерна для территорий с высокими уровнями радиоактивного загрязнения, наиболее сложной экологической ситуацией, характеризующихся разведением молочного и молочно-мясного скота. В зонах с такими условиями вероятность возникновения и инфицированность крупного рогатого скота лейкозом значимо выше.

Такая исходная модель может быть применена для прогноза проявления болезни на территориях, имеющих сходный набор природных и социально - экономических показателей и их качественных и количественных значений.

В связи с тем, что коэффициенты связи подтвердили достоверное влияние комплекса экологических факторов на инфицированность животных вирусом лейкоза, это позволило перейти в вапидации рассчитанной модели.

3.4.2 Валидацня моделей распространения лейкоза на территории Челябинской области

Для проверки (валидации) моделей, предполагалось наличие некоторой исходной «обучающей» выборки, в нашем случае использованы данные по инфицированности крупного рогатого скота лейкозом по административным районам за 1993-2003 гг. Валидацию рассчитанной модели осуществляли путем сопоставления выходных данных после расчета на компьютере за период с 1993 по 2003 гг. с имеющимися статистическими и картографическими сведениями о модели (данными об эпизоотической обстановке по лейкозу, собранными за период с 2004 по 2008 гг.).

Для сопоставления с реальными данными применяли: последовательный критерий отношения вероятностей Вальда, критерий Колмогорова-Смирнова, коэффициенты корреляции и корреляционного отношения. Расчеты показали, что вторая выборка, полученная по данным 2004 - 2008 гг, тождественна исходной выборке за 1993-2003 гг., на основе которой была рассчитана модель эпизоотологического риска лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области.

Корреляционное отношение данных, полученных за указанные периоды, было равно 0,331. Существенность нелинейной связи оценивали по критерию Фишера. Полученное значение Р = 23,9 (критерий Фишера) был значительно больше, чем табличное: Р0,о5= 5,65, Ро,о1=13,61.

Следовательно, вторая выборка, полученная по данным 2004 - 2008 гг, тождественна исходной выборке за 1993-2003 гг., на основе которой была рассчитана модель эпизоотологического риска распространения лейкоза

крупного рогатого скота в Челябинской области. Это свидетельствует о адекватности созданной модели реальной ситуации.

3.5 Эпизоотологическое районирование территории Челябинской области по уровню риска распространения лейкоза

Вероятность возникновения болезни и значения возможной инфицированности крупного рогатого скота лейкозом определяли по таблицам каналов связи. Информационно-картографическая модель эпизоотологического риска лейкоза скота приведена на рисунке 5.

Эпизоотологический риск лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области

высокий очень высокий ШШШ умеренный

Рисунок 5 - Эпизоотологическое районирование Челябинской области по уровню риска лейкоза крупного рогатого скота

Значения показателей риска были ранжированы: 1 - очень низкий, 2-низкий, 3-умеренный,4 - высокий, 5 - очень высокий.

Высокой степенью эпизоотологического риска возникновения и распространения лейкоза характеризовалась северная часть Челябинской области с наиболее неблагополучной экологической ситуацией.

Поскольку рассчитанная модель эпизоотологического риска удовлетворительно отразила сложившуюся в 2004-2008 гг. обстановку, есть основание для её экстраполяции на период до 2013*года.

4 ВЫВОДЫ

1. Методической основой оценки радиологического риска возникновения и распространения лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области являлся системный эпизоотологический метод исследования, который включал организованные совокупности приемов и способов эколого-географического, сравнительно-исторического, математико-картографи-ческого исследования, постановки имитационных вычислительных экспериментов и эпизоотологического анализа-синтеза.

2. Создана база данных об эпизоотической ситуации в Челябинской области, включающая электронные таблицы по регистрации неблагополучных пунктов, числу серологически исследованных животных, выявленных больных гематологическим методом, выбракованных больных лейкозом, с локализацией по субъектам административного деления области в 1993-2008гг. Данные об уровне загрязнения территории радионуклидами, состоянии природного и социально-экономического фона представлены в виде карт и статистических таблиц.

3. Относительный риск (индекс опасности) возникновения и распространения лейкоза крупного рогатого скота в период с 1993 по 2008 гг. на ВУРС был больше единицы и составлял (при р<0,05) по показателям: неблагополучия - 1,8; стационарности - 1,4; заболеваемости - 1,5; инфици-рованности - 1,7; выбраковки по причине лейкоза - 5,5.

4. Значения абсолютного риска возникновения и распространения лейкоза крупного рогатого скота на ВУРС в период с 1993 по 2008 гг. составляли по показателям: неблагополучия - 6,3 %, заболеваемости - 8,5 %, инфицированности - 11,2 %, выбраковки по причине лейкоза - 6,7 %. Рассчитанные значения показателей относительного и абсолютного риска, отношения шансов, индекса атрибутивного риска распространения лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области дали основание принять гипотезу о достоверном влиянии радиоактивного загрязнения территории Челябинской области на частоту возникновения и интенсивность проявления лейкоза крупного рогатого скота. Напряженность ситуации по лейкозу выше в зоне повышенного радиоактивного загрязнения.

5. Составлены картограммы пространственного распределения показателей относительной частоты регистрации (индекс стационарности) и инфицированности поголовья скота лейкозом. Сравнительным анализом

картограмм эпизоотической обстановки с картами техногенного загрязнения, состояния природного и социально-экономического фона установлена приуроченность наиболее высоких значений напряженности ситуации к регионам высокого техногенного загрязнения, включая радиоактивное (урбанизированные территории), с интенсивным молочным животноводством лесной и лесостепной ландшафтных зон.

6. Установлена статистически значимая (а<0,05) ассоциация между наличием или отсутствием загрязнения и частотой положительно реагирующего в РИД, выявленного гематологическим методом, выбракованного по причине лейкоза скота и неблагополучных пунктов.

7. Проведенным многомерным математико-картографическим анализом и моделированием установлена достоверная связь влияния радиоактивного загрязнения на частоту возникновения и интенсивность распространения лейкоза крупного рогатого скота и рассчитан уровень радиоэкологического риска для различных территорий Челябинской области. По данным расчета информационных показателей комплексное влияние радиоэкологических факторов на частоту регистрации лейкоза крупного рогатого скота составляет 0,631, на уровень инфицированности поголовья - 0,697 (при а<0,05).

8. Рассчитано, что с ростом плотности загрязнения территории цезием 137Cs возрастает вероятность возникновения болезни и степень инфицированности скота лейкозом крупного рогатого скота. С использованием элементов логического моделирования в форме логической функции нелинейного логического умножения модели вероятности возникновения болезни и модели возможной инфицированности поголовья лейкозом, выделено 5 зон эпизоотологического риска в Челябинской области на период до 2015 года. Зонами наиболее высокого эпизоотологического риска являются северные наиболее урбанизированные районы области.

5 ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Результаты научных исследований вошли в 2 научно-методических документа, утвержденных на федеральном уровне:

1. Методические указания по профилактике и оздоровлению крупного рогатого скота от лейкоза в Челябинской области (утверждены академиком-секретарем Отделения ветеринарной медицины Россельхозакадемии A.M. Смирновым 28.11.2007).

2. Методические положения по имитационному моделированию эпизоотической ситуации для усовершенствования ветеринарных мероприятий на радиоактивно загрязненной территории (на примере лейкоза

крупного рогатого скота в Челябинской области) - (утверждены академиком-секретарем Отделения ветеринарной медицины Россельхозакадемии A.M. Смирновым 24.11. 2010).

Теоретические и практические разработки диссертации рекомендуется использовать в учебном процессе со студентами ветеринарных и биологических специальностей и при проведении научных исследований.

6 СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Работы, опубликованные в рецензируемых научных журналах, включенных в

Перечень ВАК РФ

1. Математическое моделирование эпизоотической ситуации на радиоактивно загрязненной территории (на примере лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области) / В.А. Бударков, A.B. Книзе, H.A. Шкаева, А.Э. Шкаев // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета,- 2012,- № 75.-С. 47. [электронный ресурс]. - URL: http: // ej.kubagro.ru / 2012/01/47.

2. Радиоэкологические риски распространения лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области / В.А. Бударков, A.B. Книзе, H.A. Шкаева, А.Э. Шкаев // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.- 2012. -№ 75.- С. 48. [электронный ресурс]. - URL: http: // ej.kubagro.ru / 2012/01/48. З.Эпизоотологическая ситуация по лейкозу крупного рогатого скота на Южном Урале / H.A. Шкаева, А.Э. Шкаев // Ветеринарный врач,- 2011. -№ 5. С. 39-41.

4.Эпизоотическая ситуация в отдаленный период после радиационных аварий / В.А. Бударков, И.А. Бакулов, H.A. Шкаева, A.B. Книзе, Н.И. Крюков, А.Э. Шкаев [и др.] // Ветеринария,- 2008.- № 10,- С. 27-30.

Публикации в других изданиях:

5. Имитационное моделирование эпизоотической ситуации на радиоактивно загрязненной территории (на примере крупного рогатого скота в Челябинской области) / В.А. Бударков, A.B. Книзе, А.Э. Шкаев, H.A. Шкаева // Проблемы радиологии и агроэкологии: докл. науч.-практ. конф., посвящ. 40-летию основания ГНУ ВНИИСХРАЭ РАСХН,- Обнинск, 2011.-С.166-173.

6. Имитационное моделирование эпизоотической ситуации на радиоактивно загрязненной территории (на примере крупного рогатого скота в Челябинской области) / В.А. Бударков, A.B. Книзе, А.Э. Шкаев, H.A. Шкаева // Проблемы радиологии и агроэкологии: докл. науч.-практ. конф.,

посвященной 40-летию основания ГНУ ВНИИСХРАЭ Россельхозакадемии / под ред. P.M. Алексахина; ГНУ ВНИИСХРАЭ Россельхозакадемии,- 2-е изд., испр. и доп. - Обнинск, 2012,- С.133-139

7. Оценка радиоэкологических рисков распространения лейкозов крупного рогатого скота на ВУРС Челябинской области / В.А. Бударков, A.B. Книзе, H.A. Шкаева, А.Э. Шкаев //Сборник трудов совещания Проблемы техногенного воздействия на сферу агропромышленного производства: теория и практика,- Обнинск, 2011.- С. 68-78.

8. Шкаев, А.Э. Оценка вклада 137 Cs и 90 Sr в поглощенные дозы, сформированные в теле крупного рогатого скота в отдаленный период после радиационной аварии на НПО «Маяк» // Задачи ветеринарной науки в реализации доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации. Материалы Междунар. науч.-практ. конф,- Покров, 2011,- С. 285-289.

9. Эпизоотический мониторинг в разных радиоэкологических условиях / В.А. Бударков, И.А.Бакулов, А.В.Книзе, А.Э.Шкаев, Д.В.Куренков, Н.А.Шкаева [и др.] // Современное состояние и перспективы исследований по инфекционной и протозойной патологии животных, рыб и пчёл: Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 110-летию ВИЭВ.- М., 2008,- С. 6973.

Формат 60x84/16. Гарнитура Times New Roman Усл. печ. Л. 1,15. Бумага офсетная. Тираж экз.80 Отпечатано с оригинал-макета в типографии ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии 601120, г. Покров Владимирская обл.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Шкаев, Артём Эхкамович, Казань

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной вирусологии и микробиологии Российской сельскохозяйственной

академии наук

На правах рукописи 04201361812 ßlMro^fz-

Шкаев Артём Эхкамович

ОЦЕНКА РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЛЕЙКОЗА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА НА ТЕРРИТОРИИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

03.01.01 - радиобиология

06.02.02 - ветеринарная микробиология, вирусология,

эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология

Научные руководители:

Доктор биологических наук, профессор Бударков В.А. Кандидат биологических наук, доцент Книзе A.B.

Казань-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 4

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Радиоэкологическая обстановка в Челябинской области И

1.2 Состояние крупного рогатого скота в условиях техногенеза 17

1.3 Лейкоз крупного рогатого скота 23

2 СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы и методы исследований 35

2.1.1 Материалы 36

2.1.2 Методы исследований 37

3 РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИИ

3.1 Краткая радиоэкологическая характеристика территории ВУРС Челябинской области 43

3.2 Компьютерная база данных распространения лейкоза крупного рогатого скота на Восточно-Уральском радиоактивном следе в Челябинской области 48

3.3 Показатели возникновения и распространения лейкоза крупного рогатого скота на территории Челябинской области 52

3.4 Расчет риска распространения лейкоза крупного рогатого скота на территории Челябинской области 55

3.5 Расчет имитационных моделей распространения лейкоза крупного рогатого скота на территории Челябинской области 61

3.5.1 Верификация моделей распространения лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области 74

3.5.2 Валидация моделей распространения лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области 78

3.6 Эпизоотологическое районирование территории Челябинской области по уровню риска распространения лейкоза крупного рогатого скота 80

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИИ 82

ВЫВОДЫ 94

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 97

СПИСОК ИСПОЛБЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 98

ПРИЛОЖЕНИЯ 127

Список сокращений

ВЛКРС - Вирус лейкоза крупного рогатого скота

ВУРС - Восточно-Уральский радиоактивный след

ЕРФ - естественный радиационный фон

ЗН - Зона наблюдения

н.п. - населенный пункт

МТФ - молочно-товарные фермы

СЗЗ - Санитарно-защитная зона

ТКВ - Теченский каскад водоемов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 1.1 Актуальность темы

Лейкоз крупного рогатого скота представляет собой хроническую вирусную особо опасную инфекционную болезнь, широко распространенную в Российской Федерации. Эта болезнь причиняет большой экономический ущерб вследствие гибели животных, снижения их продуктивности, выбраковки животных с клинико-гематологическими изменениями, характерными для лейкоза, вынужденной утилизации туш и органов с лейкозными поражениями, а также увеличения затрат, связанных с проведением профилактических и оздоровительных мероприятий (Гулюкин М.И. и др., 2005; Нахмансон В.М., Дун Е.А., Северов В.И., 1995).

К числу наиболее неблагополучных по данной болезни субъектов России относится Челябинская область (Аналитический обзор, 2011) Эта область также известна напряженной экологической обстановкой, которая связана с радиоактивным и интенсивным техногенным загрязнением территории. Превышение природного радиационного фона на территории области в основном связано с радиоактивными выпадениями после крупной радиационной аварии в Кыштыме, образовавшими Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС) (Романов Г.Н.,1993). Но до сих пор не удалось смоделировать влияние сочетанного воздействия техногенных загрязнителей на крупный рогатый скот и получить сведения, необходимые для количественной оценки фактических рисков. Мало данных по оценке риска возникновения и распространения лейкоза крупного рогатого скота на радиоактивно и техногенно загрязненных территориях Челябинской области.

1.2 Степень разработанности проблемы

В последние годы появились работы, отражающие негативное влияние экологических факторов на состояние резистентности сельскохозяйственных животных, их здоровье и качество продукции животного происхождения. Установлено, что некоторые факторы, связанные, производственной деятельностью предприятий, работой АЭС и ТЭЦ, испытаниями ядерного

оружия и техногенными катастрофами играют определенную роль в возникновении, особенностях проявления и распространения лейкоза крупного рогатого скота - одной из актуальных проблем животноводства многих субъектов РФ. (Донник И.М., Смирнов П.Н., 2001; Кочнев H.H., 2004; Шкаева H.A., 2012). Однако исследования в этом направлении, как правило, завершаются констатацией фактов, определяющих степень экологического неблагополучия территорий. К сожалению, значительно меньше опубликовано данных, позволяющих оценить информативность признаков, влияющих на риск распространения лейкоза крупного рогатого скота.

1.3 Цель и задачи исследования Целью данной работы является оценка уровня риска распространения лейкоза крупного рогатого скота на территории Челябинской области с учетом степени радионуклидного и других техногенных загрязнений сельскохозяйственных угодий.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Сформировать электронную базу данных об эпизоотической обстановке по лейкозу крупного рогатого скота в Челябинской области в отдаленный период после радиационной аварии на ПО «Маяк»;

2. Оценить риск распространения лейкоза крупного рогатого скота на территории Челябинской области;

3. Установить степень влияния фактора уровень радиационного загрязнения в системе комплексного воздействия факторов техногенного, природного и социально-экономического фона на структуру нозоареала лейкоза;

4. Рассчитать математико-картографические модели, отражающие характер воздействия уровней радиоактивного и техногенного загрязнения на уровень напряженности эпизоотической ситуации по лейкозу КРС в различных природно-сельскохозяйственных районах Челябинской области;

5. Провести эпизоотологическое районирование Челябинской области по уровню риска возникновения и распространения лейкоза КРС за 1990-2008 гг.

1.4 Научная новизна результатов исследований

Впервые создана компьютерная база данных эпизоотической обстановки по лейкозу крупного рогатого скота с учетом уровня радионуклидного и других техногенных загрязнений и географических данных, характеризующих природные, социально экономические условия Челябинской области.

Впервые дана оценка риска распространения лейкоза крупного рогатого скота на радиоактивно загрязненной и условно чистой территории Челябинской области.

Установлена статистически значимая ассоциация между степенью радиоактивного загрязнения территории Челябинской области и напряженностью эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота. Рассчитана степень влияния факторов природного и социально-экономического фона на частоту возникновения и масштабы поражения животных от болезни.

Впервые рассчитаны имитационные модели, отражающие связь между плотностью радионуклидного загрязнения и частотой регистрации неблагополучных пунктов, количества инфицированных BJIKPC, больных, выбракованных по причине лейкоза животных.

Проведено эпизоотологическое районирование территории Челябинской области по лейкозу крупного рогатого скота.

1.5 Теоретическая и практическая значимость работы

Разработана многофакторная информационно-картографическая модель риска возникновения и распространения лейкоза крупного рогатого скота, учитывающая влияние радионуклидного загрязнения территории Челябинской области.

Результаты экспериментальных данных вошли в «Методические указания по профилактике и оздоровлению крупного рогатого скота от лейкоза в Челябинской области», которые утверждены академиком-секретарем Отделения ветеринарной медицины Россельхозакадемии Смирновым A.M. 28.11.2008 г.; «Методические положения по имитационному моделированию эпизоотической ситуации для усовершенствования ветеринарных мероприятий

на радиоактивно загрязненной территории (на примере лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области), которые утверждены академиком-секретарем Отделения ветеринарной медицины Россельхозакадемии Смирновым A.M. 24.11.2010 г.

1.6 Апробация результатов работы Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на заседаниях Ученого совета ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии (20092013 гг.). Материалы диссертации доложены на Международной научно-практической конференции к 110-летию ВИЭВ (Москва, 2008), IV международной конференции «Хроническое радиационное воздействие: эффекты малых доз» (Челябинск, 2010 г.); Совещании «Проблемы техногенного воздействия на сферу агропромышленного производства: теория и практика» (Обнинск, 2011); Научно-практической конференции, посвященной 40-летию основания ГНУ ВНИИСХРАЭ Россельхозакадемии «Проблемы радиологии и агроэкологии» (Обнинск, 2011); Международной научно-практической конференции «Задачи ветеринарной науки в реализации доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации» (Покров, 2011).

1.7 Соответствие диссертации паспортам специальностей, по которой

она рекомендуется к защите В соответствии с паспортом специальности 03.01.01 Радиобиология, охватывающей область изучения действия ионизирующих и неионизирующих излучений на системы и биологические объекты разных уровней организации, включающей область исследований: последствия ядерных катастроф, радиоэкологию; принципы и методы радиационного мониторинга, проблемы радиационной безопасности; отдаленные последствия действия излучений, особенности биологического действия малых доз облучения, в диссертационной работе проведены исследования влияния сочетанного загрязнения сельскохозяйственных угодий Южного Урала факторами радиационной и химической природы на эпизоотическую ситуацию по лейкозу крупного рогатого скота.

Полученные соискателем научные результаты соответствуют пунктам 5 и 6 паспорта специальности 03.01.01 Радиобиология.

В соответствии с паспортом специальности 06.02.02 Ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология, охватывающей область науки об экологии патогенных микроорганизмов, имеющих ветеринарное значение, эпизоотологические и экологические закономерности возникновения, распространения инфекционных болезней сельскохозяйственных животных, изучающая и разрабатывающая методы, средства и организационные основы профилактики и ликвидации этих болезней, включающей область исследований: эпизоотический процесс, общие и частные вопросы эпизоотологии инфекционных болезней животных, эпизоотологический метод исследования, аналитическая эпизоотология; эпизоотологический мониторинг и надзор, принципы противоэпизоотической и профилактической работы, в диссертационной работе проведены исследования по эпизоотологическому мониторингу, напряженности эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота в отдаленный период после радиационных аварий на радиоактивно загрязненной территории Челябинской области, впервые разработаны модели эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота на радиоактивно загрязненной территории Челябинской области в отдаленный период после радиационной аварии на ПО «Маяк».

Полученные соискателем научные результаты соответствуют пунктам 7 и 8 паспорта специальности 06.02.02 Ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология.

1.8 Публикации научных исследований. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 4 статьи в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ („Ветеринария", „Ветеринарный врач", Электронный политематический журнал КубГАУ), в которых отражены основные результаты экспериментальных исследований.

1.9 Основные положения, выносимые на защиту:

1. Компьютерная база данных об эпизоотической обстановке по лейкозу крупного рогатого скота в Челябинской области в отдаленный период после радиационной аварии на ПО «Маяк».

2. Уровень риска распространения лейкоза крупного рогатого скота на территории Челябинской области с учетом степени радионуклидного и других техногенных загрязнений сельскохозяйственных угодий.

3. Количественные значения степени влияния экологических факторов на напряженность эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота на территории Челябинской области.

4. Математические имитационные модели, отражающие влияние уровней радионуклидного и техногенного загрязнения территории Челябинской области на напряженность эпизоотической ситуации по лейкозу крупного рогатого скота.

5. Районирование территории Челябинской области по уровню эпизоотологического риска возникновения и распространения лейкоза крупного рогатого скота.

1.10 Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 131 страницах компьютерного текста и включает разделы: основную характеристику работы, обзор литературы, результаты собственных исследований, обсуждение результатов исследований, выводы, практические предложения, список литературы и приложения. Работа иллюстрирована 12 таблицами, 18 рисунками. В приложении титульные листы методических указаний «по профилактике и оздоровлению крупного рогатого скота от лейкоза в Челябинской области» (Москва, 2007) и методических положений «по имитационному моделированию эпизоотической ситуации для усовершенствования ветеринарных мероприятий на радиоактивно загрязненной территории (на примере лейкоза крупного рогатого скота в Челябинской области)» (2010).

Список литературы включает 246 библиографических источников, в т.ч.

51 иностранных авторов.

1.11 Личный вклад соискателя

Основной объем исследований проведен автором самостоятельно, он осуществлял непосредственное выполнение теоретической и экспериментальной части работы, а также формулировку выводов и основных положений, выносимых на защиту. Работа выполнена в 2006-2012гг. в соответствии с планами научно-исследовательских работ в лаборатории изотопных методов исследования ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной вирусологии и микробиологии» Россельхозакадемии.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Радиоэкологическая обстановка в Челябинской области

Челябинская область является частью Южного Урала - большой горной страны, серединного хребта Евроазиатского субконтинента. Она находится на границе Европы и Азии и занимает 8,8 млн. га земельной площади, том числе 5,2 млн. га сельхозугодий. В сельских населенных пунктах проживает 17,8% населения. Более трех четвертей её территории находится в степном и лесостепном Зауралье, около одной четверти заходят в пределы горно-лесного Урала (Кирин Ф.Я., 1966; Грибовский Г.П., 1996; Добровольский И.П., 2000; Ликвидация..., 2000; Исаченко А.Г.,2001; Левит А.И., 2001; Синявский И.В., 2001; Андреева М.А., Маркова A.C., 2002; Комплексный доклад, 2003-2006; Стат. сб. 2004).

Для Челябинской области характерны те же экологические проблемы, что и для других регионов страны: загрязнение атмосферы, деградации земельных и кормовых угодий, загрязнений поверхностных и подземных вод.

Вместе с тем существует целый ряд проблем, свойственных только этому краю, связанных как с особенностями его природной среды, так и с экологической нагрузкой промышленных предприятий. Центральное расположение Челябинской области на стыке Европейской России, с её культурными и промышленными традициями, и Сибири, с её энергетическими и минеральными ресурсами, создавали и создают весьма благоприятные условия для экономического и культурного развития области.

С начала XX столетия область превратилась в гигантский промышленный бастион страны. Наибольшее значение имеют металлургический и машиностроительный комплексы, где сосредоточено около 80% основных производственных фондов области, более 40% трудовых ресурсов и где расходуется основная часть топливно-энергетических и материальных ресурсов.

Южно-Уральский регион имеет сложную биогеохимическую характеристику, где на фоне пестрой геологической ситуации происходит

интенсивное антропогенное загрязнение окружающей среды радионуклидами, выбросами предприятий топливно-энергетического комплекса, цветной и черной металлургии, а также средствами химизации сельского хозяйства, выбросами крупных животноводческих комплексов и другими загрязнителями. Так, в Челябинской области в атмосферу поступают загрязняющие вещества более чем от 600 промышленных предприятий (черной и цве�