Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Применение витаминных препаратов для снижения токсического воздействия радиоактивных элементов и тяжелых металлов на объекты растительного и животного происхождения

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Применение витаминных препаратов для снижения токсического воздействия радиоактивных элементов и тяжелых металлов на объекты растительного и животного происхождения"

На правах рукописи

РОДИНА ОЛЬГА ВИКТОРОВНА

ПРИМЕНЕНИЕ ВИТАМИННЫХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОБЪЕКТЫ РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Специальность 03. 00.16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 2003 г.

Работа выполнена в Московском Государственном Университете прикладной биотехнологии, на кафедре неорганической и аналитической химии, и кафедре незаразных болезней животных (курс радиобиологии); на базе Московской Государственной Академии ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина и в хозяйствах Калужской области.

Научный руководитель: доктор химических наук,

профессор Макаров Н.В.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Маклаков В.В.

доктор химических наук, профессор Ершов Ю.А.

Ведущая организация: Отделение биотехнологии

и охраны окружающей среды Российской Академии Инженерных Наук РФ им. А.М. Прохорова

Зашита состоится " //»/Ше-ш 2003 года в ¿^^гасов на заседании диссертационного Совета К 2l2.122.01 в Московской государственной технологической академии по адресу: 109004, Москва, ул. Земляной вал, д.73, ауд.26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской государственной технологической академии по адресу: 109004, Москва, ул. Николоямская, д.32.

Автореферат разослан «ёЯ&Мглтъ года.

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат химических наук

Кирничная В.К.

2005-4 10896

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Научно-технический прогресс, пронизывающий промышленные и сельскохозяйственные отрасли народного хозяйства, невозможен без воздействия на природу, без расходования ее ресурсов. Наращивание мощностей промышленного производства всегда связано с большим использованием сырья, значительным расходованием воды на промышленные нужды и увеличением выбросов в атмосферу загрязняющих веществ.

Одним из приоритетных антропогенных источников являются атомные электростанции, в результате деятельности которых происходит большая эмиссия загрязняющих веществ в атмосферу, обладающих мутогенным действием, которое по степени негативного воздействия превышает ионизирующее излучение.

Актуальность темы. Одним из сильных антропогенных источников, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, является Чернобыльская АЭС. Авария на Чернобыльской атомной станции вызвала беспрецедентное по своим масштабам загрязнение окружающей среды в результате чего объекты растительного и животного происхождения подверглись радиационному воздействию.

В реальных условиях в зонах, подвергшихся воздействию радиации в результате аварии на Чернобыльской АЭС, помимо радиационного воздействия, на организм животного оказывает влияние и комплекс патогенетических факторов. Внесение высоких доз удобрений при проведении агрохимических мероприятий привело к накоплению в почве, растениях и, следовательно, поступлению в организм животных солей тяжелых металлов и кислородосодержащих соединений азота. Токсические факторы способны усиливать и модифицировать свободнорадикальные процессы. Сочетанное воздействиеионизируюшей радиации и токсикантов способствует развитию нарушений, не характерных только для действия радиации. Поэтому важным представляется разработка способов, позволяющих снизить токсическое воздействие радиоактивных элементов и тяжелых металлов на объекты растительного и животного происхождения.

Цель работы. Основной целью работы являлось изучение возможностей применения витаминных препаратов для снижения токсического воздействия радиоактивных элементов и тяжелых металлов на объекты растительного и животного происхождения.

Для этого необходимо было:

определить радиационную обстановку местности и поступление радионуклидов в организм животных с ОСНОВНЫМИ углями рят»шя;

И1СН-, ."БАЛЬНАЯ

г. 1 • -и.А < » >>г

рассчитать значения доз внутреннего и внешнего облучения крупного рогатого скота, содержащегося в зоне экологического влияния аварийных выбросов ЧАЭС;

оценить уровень солей тяжелых металлов, а также нитритов и нитратов в кормах и организме животных, находящихся на загрязненной территории;

исследовать витаминную обеспеченность рационов и содержание витаминов А и Е в органах и тканях животных, находящихся в зоне радиационного контроля; исследовать зависимость применения жирорастворимых витаминных препаратов от уровня содержания витаминов А и Е в биоматериале.

Научная новизна работы. Исследование влияния радиоактивных элементов и тяжелых металлов на объекты растительного и животного происхождения в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

Выявлены закономерности накопления тяжелых металлов в организме животных, подвергшихся радиационному облучению. На основании проведенных исследований доказано, что совместное действие радиационного облучения и токсических факторов способствует развитию серьезных нарушений в организме животных.

Впервые показана возможность снижения уровня свободно-радикального окисления витаминными препаратами у крупного рогатого скота, находящегося на загрязненной радионуклидами территории, и изучено содержание витаминов А и Е в сыворотке крови, печени и молоке крупного рогатого скота, длительное время находящегося в условиях повышенного радиационного фона.

Теоретическая и практическая ценность работы. С учетом радиационного фона разработаны методики определения тяжелых металлов и радиоактивных элементов в объектах растительного и животного происхождения. Получен банк аналитических данных, позволяющих оценить концентрационные уровни этих элементов, их способность к биоконцентрированию и биоаккумулированию.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, главы обзора состояния вопроса и задачи исследований, главы по экспериментальной части, главы результатов собственных исследований, главы о влиянии препаратов жирорастворимых витаминов на организм животных, выводов, списка используемой литературы, включающего 62 ссылки, а также из приложений. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста и содержит 28 таблиц.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования.

По уровню радиационного загрязнения хозяйства были разделены на две'зоны: "чистая" и "грязная". Хозяйства "грязной" зоны - "Коммунар" Хвастовичского района, "Авангард" Жиздринского района, "Красный маяк" ульяновского района, составляли опытную группу. Контролем служили животные хозяйств "чистой" зоны - "Цветково" Малоярославского района, "Ольговское" Пригородной зоны, "Новосельское" Сухийичского района. В колхозах "грязной" зоны исследования проводили на трех возрастных подгруппах животных, в каждую из которых вошло 5 телят в возрасте 1-2 месяца, 5 коров 4-6 -летнего возраста, 5 коров - 7-8 летнего возраста (попавших под воздействие радиоактивного йода). Первая группа - интактные животные. Второй группе внутримышечно вводили масляный раствор ретинола ацетата в дозе 500 тыс. И.Е. коровам, 100 тыс. И.Е. телятам (активность 1 мл. масляного раствора ретинола 100 тыс. И.Е.). В третьей группе коровам инъецировали 6 мл 5% альфатокоферола в масле, а телятам - 1 мл. В четвертой группе - 3 мл тривита коровам, 1,5 мл - телятам. В 1 мл данного препарата содержится 30 тыс. И.Е. витамина А, 40 тыс. витамина 03, 20 мг витамина Е. Инъекции осуществляли один раз в неделю в течении месяца. В колхозах "чистой" зоны были сформированы аналогичные группы животных. Препараты применялись по аналогичной схеме.

Радиационная обстановка радионуклидов в кормах.

местности и содержание

Измерение проводилось прибором СРП-68-01 во время взятия проб объектов ветеринарного надзора на территории контрольного пункта. Значение замерялось четыре раза на расстоянии 1 метра от поверхности почвы. Результаты представлены в таблице 1 и на рис. 1

Таблица 1

Показатели гамма-фона на территории контрольного пункта

№п/п

Наименование хозяйства

ГПЗ "Цветково" Малоярский р-н

Количество замеров

М ± м, мкР/ч

13,2 ± 0,4

с-з "Ольговский" Пригородская зона

16,0 ± 0,6

"Новосельское" Сухиничский р-н

18,4 + 0,6

с-з "Коммунар" Хвастовичский р-н

62,1 ± 0,3

с-з "Авангард" Жиздринский р-н

43,7 ± 0,3

с-з "Красный маяк" Ульяновский р-н

90,8 ± 0,4

2 3 4 5

ХОЗЯЙСТВО Рис. 1. Диаграмма к таблице 7. I ."Цветково" Малоярославский р-н

2. "Ольговский" Пригородная зона

3. "Новосельское" Сухиничский р-н

4. "Коммунар" Хвастовичский р-н

5. "Авангард" Жиздринский р-н

6 "Красный маяк" Ульяновский р-н

Показания гамма-фона в хозяйствах "чистой" и "грязной" зон значительно отличаются друг от друга. В хозяйствах "чистой" зоны уровень гамма-фона варьирует в небольших пределах: 13,2 - 16,0 мкР/ч. Значения гамма-фона в хозяйствах "грязной" зоны в 3 - 7 раз больше и варьируют в широких пределах: 43,7 - 90,8 мкР/ч. Определение удельной бета-активности проб проводилось методом "прямого" измерения "толстых" проб с помощью радиометра РКБ4-1еМ (блок детектирования БДЖБ-02).

Результаты расчета удельной бета-активности исследуемых проб представлены в таблице 2 и на рис. 2.

Таблица 2

Удельная бета-активность кормов и молока коров в стойловый период

Наименование №п/п Наименование Удельная бета-

хозяйства компонентов рациона активность, нКи/кг

"Цветково" 1 сено сеяное 34,7 ± 0,4

Малоярский р-н 2 солома пшеничная 12,1 + 0,3

3 сенаж 6,4 ± 0,3

4 свекла кормовая 6,0 ± 0,2

5 комбикорм 11,0 ± 0,2

6 шрот гороховый 31,6 ± 0,2

7 молоко 1,1 ± 0,14

"Ольговский" 1 сено сеяное 23,1 ± 0,4

Пригородская зона 2 солома пшеничная 16,5 ± 0,3

3 силос кукурузный 6,6 ± 0,2

4 комбикорм 11,2 ± 0,3

5 молоко 1,1 ± 0,09

"Новосельское" 1 сено сеяное 22,4 ± 0,3

Сухиничский р-н 2 солома пшеничная 10,9 ± 0,2

3 силос разнотравный 6,0 ± 0,2

4 свекла кормовая 5,6 ± 0,18

5 комбикорм 8,8 ± 0,2

6 молоко 1,4 ± 0,06

"Коммунар" 1 сено сеяное 25,4 ± 0,4

Хвастовичский р-н 2 силос разнотравный 12,4 ± 0,3

3 свекла кормовая 6,6 ± 0,2

4 комбикорм 12,2 ± 0,3

5 молоко 2,0 + 0,2

"Авангард" 1 сено сеяное 21,1 ± 0,4

Жиздринский р-н 2 солома пшеничная 27,1 ± 0,6

3 сенаж 10,8 ± 0,2

4 комбикорм 9,2 ± 0,3

5 молоко 1,6 ± 0,14

"Красный маяк" 1 сено сеяное 38,0 ± 0,7

Ульяновский р-н 2 солома овсяная 30,4 + 0,6

3 силос разнотравный 5,2 ± 0,2

4 комбикорм 9,4 ± 0,2

5 молоко 1,2 ± 0,1

удельна^

бета-активносц,. нКи/кг

19 сено

■ солома

□ силос (сенаж)

□ свекла

■ комбикорм И шрот

■ молоко

"Цветково" "Новосеъское" 'Красный

чаяк"

Рис. 2. Удельная бета-активность кормов и молока коров в стойловый период

10,9 27,1

Полученные данные бета-активности кормов и молока из хозяйств исследуемых "чистой" и "грязной" зон различаются незначительно. Однако более высокий уровень радиоактивной загрязненности кормов и молока в хозяйствах "грязной" зоны просматривается. Так, удельная бета-активность соломы из хозяйств "чистой" зоны из хозяйств "грязной" зоны сенажа из хозяйств "чистой" зоны из хозяйств "грязной" зоны силоса из хозяйств "чистой" зоны из хозяйств "грязной" зоны комбикорма из хозяйств "чистой" зоны из хозяйств "грязной" зоны свеклы кормовой из хозяйств "чистой" зоны из хозяйств "грязной" зоны

удельной бета-активностью сена из разных зон не

Различий между наблюдаем:

сено из "чистых" хозяйств сено из "грязных" хозяйств

16,5 нКи/кг, 30,4 нКи/кг; 6,4 нКи/кг, 10,8 нКи/кг. 6,6 нКи/кг, 12,2 нКи/кг; 8,8 - 11,2 нКи/кг, 9,2 - 12,2 нКи/кг; 5,6 - 6,0 нКи/кг, 6,6 нКи/кг. сена из разных зон

6,05,2-

22,4 - 34,7 нКи/кг, 21,1-38,0 нКи/кг,

Радиозагрязненность молока из "грязной" зоны (1,2 - 2,0 нКи/кг) выше, чем из "чистой" (1,1 - 1,4 нКи/кг). Наиболее загрязненными являются грубые корма хозяйств обоих зон. Радиозагрязненность сена (21,1 - 38,0 нКи/кг) несколько выше, чем соломы (10,9 - 30,4 нКи/кг). Удельная бета-активность сочных кормов в 2-7 раз меньше и составляет для силоса 5,2 -12,4 нКи/кг, свеклы кормовом 5,6 - 6,6 нКи/кг.

Определение содержания Сз-137, Бг-90 и РЬ-210 в компонентах рациона и молоке крупного рогатого скота в стойловый

период.

Выделение Се-137, Бг-90, РЬ-210 проводили из одной концентрированной озолением пробы. При определении содержания РЬ-210 использовали метод его выделения на ионообменной смоле ЭДЭ-10 П. Выделение Сз-137 проводили сурьмяно-иодидным методом. 8г-90 из растительных проб выделяли оксалатным методом, из молока - фосфатным методом. Полученные пробы Сз-137, 8г-90 и РЬ-210 подвергались радиометрии на приборе РКБ4-1еМ с блоком детектирования БДЖБ - 02. Результаты радиохимических исследований по определению содержания Сз-137, 8г-90 и РЬ-210 в кормах приведены в таблице 3 и на рис. 3, в молоке - в таблице 4.

Радиоактивная загрязненность рационов кормления крупного рогатого скота в стойловый период.

Компоненты рациона Ма сса, кг К.Е./к г. Удельная радиоактивность, пКи/кг Содержание в компоненте рациона, пКи Вклад компонентов в рацион, %

СБ «Ъг РЬ шСз чи8г -""РЬ СБ "Ъг 2,0РЬ

[ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

"Цветково" Малоярославски 1. сено сеяное 3 0,5 19,6 72,9 70,4 58,8 218,7 121,2 5,2 20,7 18,1

2. солома пшенич. 2 0,2 90,9 40,7 4,1 181,8 84,8 8„2 15,9 7,7 1,3

3. сенаж 8 0,3 11,9 17,1 28,7 95,2 136,8 229,6 8,3 12,9 34,2

4.свекла кормов. 12 0,12 16,4 8,9 3,8 196,8 106,8 45,6 17,3 10,1 6,8

5.комбикорм 6 1,0 57,3 38,7 28,1 343,8 232,2 168,6 30,2 21,9 25,2

6. шрот гороховый 3 1,1 87,7 94,1 32,1 263,1 282,3 96,3 23,1 26,7 14,4

Итого: 1139,5 1052,2 669,5 100,0 100,0 100,0

"Ольгов-ский" 1. сено сеяное 4 0,5 39,2 59,7 58,2 156,8 238,8 232,8 42,9 17,3 22,8

2. солома пшенич. 2 0,2 25,3 215,2 136,7 50,6 430,4 273,4 13,8 31,3 26,8

3. силос кукуруз. 12 0,2 7,6 26,9 31,4 91,2 322,8 376,8 25,0 23,4 37.0

4. комбикорм 5 1.0 13,4 77,1 27,4 67,0 385,5 137,0 18,3 28,0 13,4

Итого: 365,6 1377,5 1020,0 100,0 100,0 100,0

"Новосель-| ское" 1. сено сеяное 4 0,5 99,1 140,1 94,6 396,4 560,4 378,4 31,6 25,9 28,5

2. солома пшенич. 5 0,2 27,4 98,5 53,9 137,0 492,5 269,5 10,9 22,8 20,3

3. силос разнотрав. 15 0,2 21,1 56,1 28,4 316,5 841,5 426,0 25,2 38,9 32,1

4. свекла кормов. 15 0,12 24,0 10,4 14,9 360,0 156,0 223,5 28,7 7Д 16,8

5. комбикорм 4 1,0 11,3 28,3 7,8 45,2 113,2 31,2 3,6 5,2 2,3

Итого: 1255,1 2163,6 1328,6 100,0 100,0 100,0

"Красный маяк" "Авангард" Коммунар"

Ульяновский Жиздринский Хвастовичски

п. н й

7Г Л. ■а и> м — и) X ю — т ■а N1 _ К)

ч о 3 . комбикорм ы X 8> ш . силос . солома овсяная | . сено ] ч о "1 о . комбикорм л п> X «с N ь о X £ X о о Ьз о £ СО . сено сеяное -> о . комбикорм .свекла кормов. ы X 1 В) ш О Ж ¡3 8 . сено сеяное |

ы С/1 - м ы 1л Оч м к» •ь о к» о ы и>

о о о _ о о о _ о о о

о К) и» ел о со к» СП о ю см

[ 1469,9 | 1415,8 N911,4] [ 3738,1 861,8 П Г 2918,0 ! 405,7 635,3 Г 113,0 1 54,2 | 1304,0 856,3 | О)

229,2 680,8 1 1408,2 чО Оч "(У! | 381,8 | 137,3 309,5 95,9 1 25,6 ! 00 00 1218,8 972,2 1 Оч

126,3 120,6 1 1 1 262,7 СО 00 "чО 1 26,6 I 167,1 99,6 249,6 1 25,0 19,4 22,1 | 173,3

35034,3 4409,7 21237,0 1 1911,4 1 17476,2 1 1 50924,5 ! 1 2154,5 | 46688,0 ! 00 1270,6 29326,5 1 135,6 1 542,0 26080,0 1 2568,9 1 00

15900,8 687,6 10212,0 | 1408,2 1 3593,0 ! 3962,1 1 954,5 | 2196,8 619,0 191,8 27508,3 1 30,7 188,0 24376,0 | | 2913,6 чО

2728,4 378,9 1809,0 1 262,7 1 1 277,8 1 1 3438,5 1 1 66,5 1 | 2673,6 199,2 499,2 1185/Л о о I 194,0 442,0 1 519,9 о

о о о 12,6 60,6 | 1 У1 "о 21.3 | 0'001 | со 1 91,6 1 Оч 1Л 0'001 р V« 00 88,9 00 ~00 —

100,0 ■ь. Ъ 64,2 00 "-с \Жб1 | 100,0 24,1 155,4) 15,6 "чо : 100,0 о О 88,7 10,6 К)

0'001 13,9 66,3 N0 оч 1Ю,2 1 1Ш\ "чО 00 с» "оо 14,5 О'ООМ >> СП 16,4 37,3 1_43,8 1 и)

я

0

1 *

о X X

п &

£ X

с

Е

Содержание Се-137, 8г-90, РЬ-210 в молоке коров в стойловый период.

Наименование хозяйства, района Средний суточный удой, л Суточное поступление с рационом,пКи Содержание в 1 л молока, пКи Содержание в удое, пКи

Се-137 8г-90 РЬ-210 Сз-137 8г-90 РЬ-210 С8-137 Бг-90 РЬ-210

I. "Цветково" Малоярский р-н 16,5 1139,5 1058,2 669,5 5,0 1,3 0,4 82,5 21,5 6,6

2. с-з "Ольгов-ский" Пригородная зона 8,0 365,6 1377,5 1020,0 2,8 4,5 1,6 22,4 36,0 12,8

3. "Новосельское" ОПХ Сухиничский р-н 17,0 1255,1 2163,6 1328,6 6,7 3,7 1,2 113,9 62,9 20,4

4. с-з "Коммунар" Хвастовичский р-н 7,0 29326,5 27508,9 1185,9 211,2 71,5 1,5 1478,4 500,5 10,5

5. с-з "Авангард" Жиздринский р-н 8,0 50924,5 12962,1 3438,5 412,5 40,2 9,3 3300,0 321,6 74,4

6. с-з "Красный маяк" Ульяновский р-н 7,0 35034,3 15900,8 2728,4 227,7 44,5 2,5 1593,9 311,9 17,5

Результаты расчета поглощенных доз представлены в таблице 5.

Показатели поглощенных доз от внутреннего и внешнего облучения.

Хозяйства Группы животных Доза внешнего облучения, Гр Доза внутреннего облучения, Гр

"чистая" зона 1 - 2 мес (0,9- 1,2)х 10"" (б^-^хЮ-4

4-6 лет (3,0-3,3)х10° (0,7-0,9)х10'"

7 - 8 лет (4,9-5,0x10° (1,0 - 1,2)х 10""

"грязная" зона 1-2 мес (2-8)х10'4 (0,9-3,0)х1(Г3

4-6 лет (0,2-7)х10'' 0,03-0,8

7-8 лет (0,9 - 10)х 10"3 0,9 - 2,9

Полученные результаты говорят о том, что основную роль в формировании дозовой нагрузки играют инкорпорированные радионуклиды. Наибольшая поглощенная доза характерна для животных 7 - 8 лет, которые кроме того, что длительное время пребывают на загрязненной территории, попали под воздействие радиоактивного йода. Так поглощенная доза от внутреннего облучения в данной возрастной группе в 3,6 - 30 раз, а от внешнего в 1,4 - 4,5 раза превышает аналогичные показатели у 4 - 6 летних коров этого же хозяйства. Дозовая нагрузка от внешнего облучения у животных "грязной" зоны практически на три порядка превышает значения, полученные в одновозрастном контроле. Для внутреннего облучения установлено, что поглощенные дозы животных опытного хозяйства почти в 100 раз больше соответствующих показателей в контрольной группе животных. Однако, реальная доза, которую получают телята опытного хозяйства, составляет 0,18 - 0,20 Гр. Для оценки поглощенной дозы, полученной молодняком, необходимо учитывать как внешнее облучение от тканей матери в период прснатального развития, так и непосредственно поступление радионуклидов в ткани плода. Таким образом, поглощенная доза от внешнего облучения на три порядка, а от внутреннего - на два порядка больше аналогичных показателей контроля. Ведущая роль в формировании дозовой нагрузки принадлежит инкорпорированным радионуклидам. Для оценки поглощенной дозы, полученной телятами, необходимо учитывать облучение в процессе внутриутробного развития.

Определение содержания ионов тяжелых металлов, нитратов и нитритов в кормах и сыворотке крови.

В кормах, входящих в состав рациона коров и телят хозяйств исследуемых "чистой" и "грязной" зон содержание солей тяжелых металлов, нитритов и нитратов соответствовало нормативным показателям. Напротив, во всех исследованных образцах кормов хозяйств "грязной" зоны выявлено повышенное содержание свинца (таблица 6).

Таблица 6

Содержание тяжелых металлов в сыворотке крови и молоке животных, воде и кормах хозяйств "грязной" зоны

Биологический объект Содержание тяжелых металлов, мг/кг (л)

Си2+ н*2+ другие

Вода: питьевая из дренажной канавы 0,16 0,0005

0,22 - 0,0005 -

Корма: картофель капуста комбикорм Сено 0,46

0,40 - - -

0,19 - - -

2,60-6,76 0-3,69 - -

Сыворотка крови 0,42-1,74 4,22 - Аз-0,26

Молоко 0,40-0,54 - - №-1,55

В сене разных угодий концентрация свинца была наибольшей и составила 2,60 - 6,76 мг/кг. Уровень свинца в питьевой воде - 0,16 мг/л, а в воде из дренажной канавы - 0,22 мг/л. Содержание солей свинца превышает допустимые концентрации в воде в 1,6 - 2,2 раза, в сене - в 2,6 - 6,8 раза.

Повышенная концентрация свинца в кормах и воде приводит к тому, что содержание этого токсиканта в организме животных превышает допустимые значения. Так, в сыворотке крови уровень свинца составил 0,42 - 1,74 мг/л, а молоко всех исследованных образцов содержало от 0,4 до 0,5 мг/л свинца. Это превышает допустимые значения в6-8и4-5 раз соответственно. Значительное содержание меди было выявлено в некоторых образцах сена. Концентрация меди в сыворотке крови животных в 4 раза выше физиологических значений. Концентрация ртути не превышала допустимые уровни во всех исследованных объектах. В образцах сыворотки крови и молока обнаружено наличие мышьяка (0,26

мг/л) и никеля (1,55 мг/л). В пробах свеклы, возделываемой в колхозах "чистой" зоны, содержание нитрат-иона составило 90 - 117 мг/кг, нитрит' иона -1,25 - 3 мг/кг и не выходило за рамки установленных норм.

)

Влияние витамна А на организм животных

(

К концу стойлового периода биохимическими исследованиями сыворотки крови, молока и печени животных был выявлен А! гиповитаминоз у всех животных как в опыте, так и в контроле. На ' основании полученных данных была проведена витаминотерапия. ^ Результаты определения витамина А в сыворотке крови коров и телят представлены в таблице 7.

Таблица 7

Концентрация витамина А в сыворотке крови животных в стойловый период до и после введения витаминных препаратов.

Группа Возраст Концентрация витамина А, мкмоль/л

Интактные животные После курса введения

ретинола токоферол а тривита

Контроль 1-2 мес 0,23 ±0,03 0,40 ±0,14 0,36±0,05 0,44 ±0,04

4-6 лет 0,90 ±0,12 1,56+0,22* 1,10± 0,18 1,90 ±0,2*

7-8 лет 0,81 + 0,07 1,3 8 ±0,26 0,98 + 0,21 1,63 ±0,2*

Опыт 1-2 мес | 0,15 ±0,03 0,27 ±0,09 0,20 ±0,04 0,39+0,5

4-6 лет 1 0,59 + 0,06* 1,00 + 0,14* 0,80+0,05 1,36±0,*

7-8 лет 1 0,46 ±0,07* 0,95 ±0,15* 0,71 ±0,08 1,20 + 0,*

• - достоверные величины, р<0,05

Недостаток витамина А более выражен у животных опытной группы. В крови 4-6-летних коров "грязной" зоны содержание ретинола на 34,5%, а у 7-8-летних - на 43,2% ниже показателей одновозрастного контроля (р<0,05). Различия в уровне витамина А в крови телят составляют 34,8%, но вследствие больших индивидуальных колебаний они не достоверны, р>0,05.

После курса введения ретинола концентрация исследованного витамина у животных контрольной группы повысилась на 70,4-73,9%, а в опыте на 30,5-106,5% в сравнении с исходными значениями. При использовании токоферола в контрольной группе выраженное повышение уровня ретинола наблюдалось лишь в крови телят (на 56,5%, р>0,05). У телят и коров опытной группы введение токоферола привело к увеличению

концентрации витамина А на 33,3-54,3% от показателей интактных животных. Наибольшего эффекта позволило добиться введение тривита. Под влиянием данного препарата возрасла концентрация ретинола в крови животных контрольной группы в 2 раза. В опыте содержание вш амина А увеличиловь в 2,5 раза в сравнении с исходным уровнем. Однако только в группе молодняка он соответстовал контрольным показателям.

Уровень витамина А в молоке 4-6-летних коров опытной группы составлял по отношению к контролю 77,8%, а 7-8-летних - 66,7%, р>0,05 (таблица 8).

Таблица 8

Концентрация витамина А в молоке коров в стойловый период до и после введения витаминных препаратов.

Группа Возраст Концентрация витамина А, мкмоль/л

Интактные животные После курса введения

ретинола токоферо ла тривита

Контро ль 4-6 лет 0,09 ±0,01 0,13 ±0,02* 0,12 ±0,03 0,13 ±0,02*

7-8 лет 0,09+0,02 0,12 ±0,03 0,11 ±0,02 0,14±0,03*

Опыт 4-6 лет 0,07 + 0,01 0,12± 0,03 0,10+0,03 0,13±0,03*

7-8 лет 0,06 ±0,01 0,10 ±0,02 0,08 ±0,03 0,12±0,04*

• - достоверные величины, р<0,05

После курса введения ретинола содержание исследуемого витамина в молоке коров контрольной группы повысилось на 33,3-44,4%, а в опыте на 66,7-71,4%. Под влиянием данного препарата концентрация витамина А в опыте и контроле находилась практически на одном уровне. При использовании токоферола наблюдались аналогичные изменения, но менее выраженные. Уровень ретинола в молоке контрольных коров увеличился на 22,2-33,3%, а опытных - на 33,3-42,9% (р<0,05). Достоверных изменений в содержании витамина А в молоке позволило добиться лишь введение тривита. Концентрация ретинола выросла как в опыте, так и в контроел в 1,5-2 раза (р<0,05).

Содержание витамина А в печени животных в стойловый период до и после введения витаминных препаратов._

Содержание витамина А, мкг/г

Группа Возраст Интактные После курса введения

животные ретинола токоферо ла тривита

1 -2 мес 3,1 ±0,5 5,0± 0,7 4,2 ±0,4 6,2 ±0,6

Контро 4-6 лет 68,3 ±2,5 84,2 ±3,3 75,6 ±6,8 109,3 + 6,1

ль 7-8 лет 65,4 ±2,6 81,8 ± 4,1 72,6±5,5 101,2 ±5,2*

1-2 мес 2,5 ±0,3 3,9 ±0,4 3,0±0,4 4,5 + 0,5

Опыт 4-6 лет 50,2 ± 2,4* 78,3 ± 4,6* 74,9±6,3* "86,2±5,1*

7-8 лет 40,1 ±2,8* 70,1 ±5,3* 65,1 ±3,8* 75,2±5,3*

* - достоверные величины, р<0,05

Запасы витамина А в печени 7-8-летних коров опытной группы были меньше показателей одновозрастного контроля на 38,7% и соответствовали 40,1 + 2,8 мкг/г. различия в содержании ретинола у 4-6-летних коров составляли 26,5%, р<0,05. В печени телят опытной группы концентрация витамина А хотя и была несколько ниже, чем в контроле, но достоверных отличий не имела. После использования ретинола увеличилось содержание витамина А у животных контрольной группы на 23,3-61,3% (р<0,05). В опыте изменения были более выражены (55,974,8%, р<0,05). У 4-6-летних коров и телят исследованный показатель соответствовал контрольному. После курса Е-витаминной терапии проявилась тенденция к увеличению уровня витамина у коров и телят контрольной группы. У животных опытного хозяйства данная тенденция проявилась в большей степени. Произошло увеличение содержания ретинола на 20-62,3%, причем в печени коров эти изменения достоверны, р<0,05. Введение тривита позволило повысить запасы витамина А в печени контрольных животных в 1,5-2 раза, а у животных "грязной" зоны на 71,787,5% (р<0,05). Таким образом, у всех обследованных животных в стойловый период выявлен А-гиповитаминоз, который в большей степени проявился у 7-8-летних коров опытной группы. Применение витаминных препаратов позволило увеличить уровень ретинола в сыворотке крови, молоке и в печени животных обеих групп. Наиболее выраженное повышение содержания ретинола выявлено при использовании ретинола и комплекса витаминов - тривита.

Влияние штампа Е на организм животных

К концу стойлового периода у всех обследованных животных был выявлен Е-гиповитаминоз. Наиболее выражен недостаток витамина Е в организме животных "грязной" зоны (таблица 10).

Таблица 10

Концентрация витамина Е в сыворотке крови животных в стойловый

период

до и после введения витаминных препаратов.

Концентрация витамина А, мкмоль/л

Группа Возраст Интактные После курса введения

животные ретинола токоферо ла тривита

1-2 мес 7,3 ±0,9 7,6± 1,2 9,1±2,1 9,7 ±2,9

Контроль 4-6 лет 15,7±2,5 18,7± 5,1 28,5 ±4,4* 32,1 ±4,9*

7-8 лет 14,8 ±2,3 17,3 ±2,4 26,8 ±3,2* 31,7±5,2*

1-2 мес 5,6+0,5 7,3 ±0,8 7,7 ±0,7 8,9 ±1,5

Опыт 4-6 лет 8,8 ±2,3* 10,9 ±2,7 15,1 ±3,2* 19,2±2,2*

7-8 лет 6,4 ±0,7* 7,5 ±1,9 12,3 ±2,4* 15,0± 1,7*

• - достоверные величины, р<0,05

У 7-8-летних коров опытного хозяйства, получивших наибольшую дозу облучения, концентрация витамина Е в сыворотке крови была чрезвычайно низкой и соответствовала 6,4 + 0,7 мкмоль/л (43,2% по отношению к контролю, р<0,05).

Таблица 11

Концентрация витамина Е в молоке коров в стойловый период до и после введения витаминных препаратов.

Группа Возрас т Концентрация витамина Е, мкмоль/л

Интактные животные После курса введения

ретинола токоферола тривита

Контроль 4-6 лет 2,29 + 0,34 3,51 ±0,53 4,13 ±0,84 4,64 ±0,74

7-8 лет 2,04 ±0,41 3,23 ±0,35 4,86 ±0,64 4,31 + 0,35

Опыт 4-6 лет 1,51 + 0,30 1,62 + 0,31 2,49 ±0,14 3,47 ± 0,33*

7-8 лет 1,47 ±0,41 1,53 + 0,50 2,07+0,25 3,09±0,41*

• - достоверные величины, р<0,05

Введение токоферола привело к более выраженным положительным результатам, так у контрольных коров содержание токоферола в молоке увеличилось более чем в 2 раза, а у опытных - на 40,8-64,9% (р<0,05). После использования тривита уровень витамина в контрольной группе повысился в сравнении с интактными животными в 2 раза. При этом в опытной группе изменения были столь же выражены. Концентрация токоферола возросла в 2,1-2,3 раза (р<0,05). Анализ содержания витамина Е в печени животных свидетельствует о снижении данного показателя у животных, содержащихся на загрязненной территории (таблица 12).

Таблица 12

Содержание витамина Е в печени животных в стойловый период до и после введения витаминных препаратов.

Группа Возраст Содержание витамина Е, мкг/г

Интактные животные После курса введения

ретинола токоферола тривита

Контроль 1-2 мес 37,6 ±6,9 36,8 ±5,2 42,8 + 7,4 43,2 + 5,0

4-6 лет 132,4 ±20,4 141,8± 17,8 196,4 + 26,8 202,8 ±26,4

7-8 лет , 121,6± 15,6 140,8 ±15,9 150,0± 19,6 156,8± 13,6

Опыт 1-2 мес | 29,8±3,6 23,8 ±4,8 30,6± 7,8 35,6 + 6,4

4-6 лет 116,4±9,2 I 124,0± 11,2 141,6± 12,4 161,2+ 14,0

7-8 лет 92,4+8,4 | 102,1 ±12,4 109,6 ±14,8 124,8 ± 13,6

• - достоверные величины, р<0,05

Концентрация токоферола в печени 4-6-летних коров составляла в среднем 116,4 ±9,2 мкг/г (87,9% по отношению к одновозрастному контролю), а 7-8-летних - 92,4 ±8,44 мкг/г (76% в сравнении с контрольными значениями), р>0,05. Ретинол практически не влияет на уровень витамина Е в печени обследованных животных. При введении токоферола проявилась тенденция к увеличению исследованного показателя у опытных коров (на 18,6-21,6% в сравнении с исходным уровнем). У контрольных коров уровень витамина Е в печени повысился на 23,4-48,3% по отношению к животным, которым не вводился препарат, р>0,05. В группе молодняка содержание содержание токоферола оставалось практически на первоначальном уровне. Наиболее выраженное действие оказал тривит. Концентрация витамина Е в печени коров контрольной группы возросла на 28,3-53,2%, а опытной на 35,1-38,5% (р<0,05). В печени телят содержание витамина Е повысилось незначительно (на 14,9-19,5%) и составляло 35,6± 6,4 мкг/г в опыте против 43,2 ±5,0 мкг/г в контроле. Таким образом, полученные данные подтверждают результаты клинического обследования. В стойловый период у всех обследованных животных выявлен Е-гиповитаминоз,

который в большей степени проявился у 7-8-летних коров опытной группы. Проведенная витаминотерапия оказалась эффективной и целесообразной в загрязненных хозяйствах. Введение витаминных препаратов позволило нормализовать уровень витамина Е в организме животных, что проявилось в увеличении его концентрации в сыворотке крови, молоке и печени. Более выраженное действие в отношении исследованного витамина оказало применение токоферола и тривита.

ВЫВОДЫ

1. Исследовано влияние радионуклдидов и тяжелых металлов на объекты растительного и животного происхождения в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

2. Разработаны методики, позволяющие оценить уровень содержания тяжелых металлов и радиоактивных элементов в объектах растительного и животного происхождения.

3. Расчитаны следующие показатели:

• Уровень гамма-фона в исследуемых хозяйствах составляет: в "чистой" зоне 13,2 - 16,0 мкР/ч,

в "грязной" зоне 43,7 - 90,8 мкР/ч. Значения уровня гамма-фона на территории "грязной" зоны превышают среднее значение уровня гамма-фона, характерного для данного региона.

• Суммарная бета-активность проб растительных кормов 5,2 - 38,0 нКи/кг, молока 1,1 - 2,0 нКи/кг и обусловлена содержанием продуктов ядерного деления, в основном Сэ - ¡37.

• Удельная радиоактивность по Сб - 137, 8г - 90, РЬ - 210, установленная радиохимическим методом, составляет соответственно

в "чистых" хозяйствах:

-для грубых кормов 19,6-99,1; 40,7-215,2; 4,1 - 136,7 пКи/кг,

- для сочных кормов 7,6 - 24,0; 8,9 - 56,1; 3,8 - 31,4 пКи/кг; в "грязных" хозяйствах:

- для грубых кормов 405,7 - 3738,1; 309,5 - 1796,5; 99,6 - 262,7 пКи/кг, -для сочных кормов 54,2-2918,0; 18,8- 1218,8; 19,4-167,1 пКи/кг. Содержание радиоактивных веществ в отдельных кормах и в рационе в целом не превышает временно допустимых уровней (ВДУ - 86).

• Переход радионуклидов в 1 литр молока у низкоудойных коров составляет для Сэ - 137 0,65 - 0,81%, Бг - 90 0,26 - 0,33%, РЬ - 210 0,13 - 0,20% от поступившего с суточным рационом. У высокоудойных коров соответственно 0,44 - 0,53%, 0,12 - 0,17%, 0,06 - 0,09%.

4. Содержание солей свинца превышает допустимые концентрации в воде в 1,6-2,2 раза, в сене - 2,6-6,8 раза, в сыворотке крови - в 6-8 раз, в молоке - в 4-5 раз. Концентрация меди в сыворотке крови животных в 4

раза выше физиологических значений. Уровень нитратов в кормах в 2-6 раза превышает предельно допустимые показатели.

5. Исследовано влияние витаминных препаратов.

Для животных, находящихся в зоне экологического влияния аварийных выбросов ЧАЭС, характерен низкий уровень витаминов-антиоксидантов:

• в пастбищный период в сыворотке крови 4-6-летних коров содержалось на 36% , у 7-8-летних коров на 44% меньше витамина А и на 32,7% и 42,6% меньше витамина Е, чем в контроле; в печени -на 32,7%, 76% и на 28,8%, 33,3% соответственно. В организме телят концентрация витаминов достоверных отличий не имела;

• в стойловый период вследствие недостатка витаминов в кормах выявлен А- и Е-гиповитаминозы в опытной и контрольной группах. В сыворотке крови телят концентрация витамина А ниже контрольного уровня на 34,8%, 4-6-летних коров - на 34,5%, 7-8-летних - на 43,2%, а в печени - на 19,4%, 26,5%, 38,7% соответственно. Уровень токоферола в сыворотке крови составлял 76,7%, 56,1% и 43,2%; в печени - 76,0-87,9%, а в молоке - 65,9-7,1% от контрольного.

Использование препаратов жирорастворимых витаминов позволяет производить коррекцию уровня витаминов антиоксидантов, и соответственно, интенсивности протекания реакций перекисного окисления.

6. Получен банк аналитических данных, позволяющих спрогнозировать тенденцию снижения токсического воздействия радиоактивных элементов и тяжелых металлов на объекты растительного и животного происхождения в результате деятельности атомных электростанций.

Результаты диссертации опубликованы в следующих работах

1. Алдашкина О.В., Богачев Д.А., Ерофеева Ю.К. "Определение токсикоэлеменгов в мясомолочных продуктах" // Доклад на 2-м Конгрессе молодых ученых и специалистов, г. Томск, 2001г. Сборник статей, стр.107.

2. Макаров Н.В., Алдашкина О.В, Богачев Д.А., Просянов Ю.К. "Кафедра неорганической и аналитической химии за 70 лет". Статья в журнале "Мясная индустрия" 2000г. №9, стр.29.

3. Макаров Н.В., Алдашкина О.В. "Разработка методики анализа витамина А в биологических материалах с/х животных, находящихся на территориях, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС " // Материалы IV - Международной научно-технической конференции "Пища, экология, человек", 2001 г., 2-й том, стр.42.

4. Макаров Н.В., Алдашкина О.В. "Разработка методики анализа витамина Е в биологических материалах с/х животных, находящихся

на территориях, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС " // Материалы IV - Международной научно-технической конференции "Пища, экология, человек", 2001г., 3-й том, стр.43.

5. Макаров Н.В., Алдашкина О.В. "Разработка методики анализа тяжелых металлов (РЬ2+, Си2+, 11ё2*) в кормах и биологических материалах с/х животных, находящихся на территориях, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС " // Материалы IV -Международной научно-технической конференции "Пища, экология, человек", 2001г., 3-й том, стр.362.

Отпечатано в типографии ООО "Франтэра" ПД № 1-0097 от 30.08.2001г. Москва, Талалихина, 33

Подписано к печати 02.10.2003г. Формат 60x90/16. Бумага "Офсетная №1" 80г/м2. Печать офсетная. Усл.печ.л. 1,25. Тираж 100. Заказ 061.

WWW.FRANTERA.RU

№0Û

PH Б Русский фонд

2005-4 10896

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Родина, Ольга Викторовна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Биологическая роль витамина А.

1.2. Антиоксидантные свойства витамина Е.

1.3. Накопление и миграция тяжелых металлов в окружающей среде.

1.3.1. Антропогенные источники загрязнения.

1.3.2. Токсичность тяжелых металлов.

1.3.3. Загрязнение почвы тяжелыми металлами.

1.4. Токсическое действие тяжелых металлов.

1.4.1. Ртуть.

1.4.2. Свинец.

1.4.3. Медь.

1.5. Сочетанное воздействие ионизирующего излучения, солей ртути и свинца на организм животных.

1.6. Миграция радионуклидов по экологическим цепям.

1.7. Радиационный контроль биологических объектов в Калужской области.

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Материалы и методы исследования.

2.1.1. Материалы исследования.

2.1.2. Измерение гамма-фона.

2.1.3. Отбор проб.

2.1.4. Экспрессное определение удельной бета-активности проб.

2.1.5. Радиохимический анализ.

2.2. Методы определения тяжелых металлов в биологических объектах.

2.3. Определение тяжелых металлов - Pb Си Hg в кормах и крови животных.

2.4. Определение витаминов А и Е в биологическом материаел.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Радиационная обстановка местности и содержание радионуклидов в кормах.

3.2. Определение содержания Cs-137, Sr-90 и Pb-210 в компонентах рациона и молоке крупного рогатого скота в стойловый период.

3.3. Определение перехода Cs-137, Sr-90 и Pb-210 в звене рацион-молоко.

3.4. Показатели поглощенных доз от внутреннего и внешнего облучения.

3.5. Содержание ионов тяжелых металлов, нитратов и нитритов в кормах и сыворотке крови.

3.6. Содержание каротина и витамина Е в рационе животных в пастбищный период.

3.7. Содержание каротина и витамина Е в рационе животных в стойловый период.

3.8. Содержание ретинола и токоферола в сыворотке крови, молоке и печени коров и телят в пастбищный период.

3.9. Уровень витаминов в организме животных в стойловый период до и после использования витаминных препаратов.

3.9.1. Влияние витаминных препаратов на содержание витамина А

3.9.2. Влияние витаминных препаратов на содержание витамина Е.

Глава 4. ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТОВ ЖИРОРАСТВОРИМЫХ ВИТАМИНОВ

НА УРОВЕНЬ ВИТАМИНА А И ВИТАМИНА Е В ОРГАНИЗМЕ

ЖИВОТНЫХ.

4.1. Курс введения ретинола.

4.2 Курс введения токоферола.

4.3 Курс введения тривита.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Применение витаминных препаратов для снижения токсического воздействия радиоактивных элементов и тяжелых металлов на объекты растительного и животного происхождения"

Научно-технический прогресс, пронизывающий промышленные и сельскохозяйственные отрасли народного хозяйства, невозможен без воздействия на природу, без расходования ее ресурсов. Наращивание мощностей промышленного производства всегда связано с большим использованием сырья, значительным расходованием воды на промышленные нужды и увеличением выбросов в атмосферу загрязняющих веществ. Поэтому нельзя недооценивать опасности отрицательных последствий усиленного воздействия человека на природу.

Особую опасность представляют продукты сгорания угля и нефтепродуктов, взвешенные частицы пыли и металлов, выхлопные газы автомобилей и т.д. Общее количество различного рода вредных веществ, поступающих в окружающую среду за год во всем мире, превысило 30 млрд.т.

Одно из последствий научно-технического прогресса - появление в окружающей среде в угрожающих количествах мутагенных факторов физической и химической природы. Из физических в первую очередь следует отметить различные виды ионизирующего излучения высокой проникающей способности. Установлено, что мутагенное воздействие ионизирующих излучений обладает всеобщностью и беспороговостью, т.е. любые дозы его способны вызывать генетические повреждения.

Мутагенной способностью обладают и многие химические соединения, причем целый ряд из них по интенсивности мутагенного действия превышает ионизирующее излучение.

Актуальность темы. Авария на Чернобыльской атомной станции вызвала беспрецедентное по своим масштабам загрязнение окружающей среды. В условиях радионуклидного загрязнения местности животные подвергаются как внешнему, так и внутреннему хроническому облучению.

Однако в реальных условиях в зонах, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, помимо радиационного воздействия, на организм животного оказывает влияние комплекс патогенетических факторов. Внесение высоких доз удобрений при проведении агрохимических мероприятий привело к накоплению в почве, растениях и, следовательно, поступлению в организм животных солей тяжелых металлов и кислородосодержащих соединений азота (А.Ф.Маленченко, 1989, В.Т.Ториков в соавт., 1995). Токсические факторы способны усиливать и модифицировать свободнорадикальные процессы. Сочетанное воздействие ионизирующей радиации и токсикантов способствует развитию нарушений, не характерных только для действия радиации (А.Д.Белов, Н.П.Лысенко и др., 1993).

Целью данной работы было: определить радиационную обстановку местности и поступление радионуклидов в организм животных с основными кормами рациона; рассчитать значения доз внутреннего и внешнего облучения крупного рогатого скота, содержащегося в зоне экологического влияния аварийных выбросов ЧАЭС; оценить уровень солей тяжелых металлов, а также нитритов и нитратов в кормах и организме животных, находящихся на загрязненной территории; исследовать витаминную обеспеченность рационов и содержание витаминов А и Е в органах и тканях животных, находящихся в зоне радиационного контроля; исследовать зависимость применения жирорастворимых витаминных препаратов от уровня содержания витаминов А и Е в биоматериале.

Научная новизна. Произведены исследования в условиях сочетанного внутреннего и внешнего хронического облучения и действия токсических факторов на организм животных.

Выявлены закономерности накопления тяжелых металлов в организме животных, подвергшихся радиационному облучению. На основании проведенных исследований доказано, что совместное действие радиационного облучения и токсических факторов способствует развитию серьезных нарушений в организме животных.

Впервые показана возможность снижения уровня свободно-радикального окисления витаминными препаратами у крупного рогатого скота, находящегося на загрязненной радионуклидами территории, и изучено содержание витаминов А и Е в сыворотке крови, печени и молоке крупного рогатого скота, длительное время находящегося в условиях повышенного радиационного фона.

Теоретическое и практическое значение работы. Результаты исследований дают представление о влиянии на организм тяжелых металлов в условиях повышенного радиационного фона.

Полученные данные используются для практического определения уровня тяжелых металлов и радиационного загрязнения на местах (в хозяйствах Калужской области).

Заключение Диссертация по теме "Экология", Родина, Ольга Викторовна

ВЫВОДЫ

Животные, находящиеся в зоне экологического влияния аварийных выбросов ЧАЭС, подвергаются хроническому комплексному воздействию радиационных факторов (внешнее и внутреннее облучение) и химических токсикантов (солей свинца, нитратов).

1. Уровень гамма-фона в исследуемых хозяйствах составляет: в "чистой" зоне 13,2 - 16,0 мкР/ч, в "грязной" зоне 43,7 - 90,8 мкР/ч. Значения уровня гамма-фона на территории "грязной" зоны превышают среднее значение уровня гамма-фона, характерного для данного региона.

2. Суммарная бета-активность проб растительных кормов 5,2 - 38,0 нКи/кг, молока 1,1 - 2,0 нКи/кг и обусловлена содержанием продуктов ядерного деления, в основном Cs - 137.

3. Удельная радиоактивность по Cs - 137, Sr - 90, Pb-210, установленная радиохимическим методом, составляет соответственно в "чистых" хозяйствах:

- для грубых кормов 19,6 - 99,1; 40,7 - 215,2; 4,1 - 136,7 пКи/кг,

- для сочных кормов 7,6 - 24,0; 8,9 - 56,1; 3,8 - 31,4 пКи/кг; в "грязных" хозяйствах:

- для грубых кормов 405,7 - 3738,1; 309,5 - 1796,5; 99,6 - 262,7 пКи/кг,

- для сочных кормов 54,2-2918,0; 18,8 - 1218,8; 19,4 - 167,1 пКи/кг.

4. Содержание радиоактивных веществ в отдельных кормах и в рационе в целом не превышает временно допустимых уровней (ВДУ - 86).

5. Переход радионуклидов в 1 литр молока у низкоудойных коров составляет для Cs - 137 0,65 - 0,81%, Sr - 90 0,26 - 0,33%, Pb - 210 0,13 - 0,20% от поступившего с суточным рационом. У высокоудойных коров соответственно 0,44 - 0,53%, 0,12 - 0,17%, 0,06 - 0,09%.

6. Радиоактивность молока из хозяйства МО составляет по Cs — 137 2,8 — 6,7 пКи/кг, по Sr - 90 1,3 - 4,5 пКи/кг; из хозяйств КО по Cs - 137 211,2 - 412,5 пКи/кг, по Sr - 90 40,2 - 71,5 пКи/кг, что не превышает ВДУ - 91.

7. Содержание солей свинца превышает допустимые концентрации в воде в 1,6-2,2 раза, в сене - 2,6-6,8 раза, в сыворотке крови — в 6-8 раз, в молоке - в 4-5 раз. Концентрация меди в сыворотке крови животных в 4 раза выше физиологических значений. Уровень нитратов в кормах в 2-6 раза превышает предельно допустимые показатели.

8. Для животных, находящихся в зоне экологического влияния аварийных выбросов ЧАЭС, характерен низкий уровень витаминов-антиоксидантов: в пастбищный период в сыворотке крови 4-6-летних коров содержалось на 36% , у 7-8-летних коров на 44% меньше витамина А и на 32,7% и 42,6% меньше витамина Е, чем в контроле; в печени — на 32,7%, 76% и на 28,8%, 33,3% соответственно. В организме телят концентрация витаминов достоверных отличий не имела; в стойловый период вследствие недостатка витаминов в кормах выявлен А- и Е-гиповитаминозы в опытной и контрольной группах. В сыворотке крови телят концентрация витамина А ниже контрольного уровня на 34,8%, 4-6-летних коров - на 34,5%, 7-8-летних - на 43,2%, а в печени - на 19,4%, 26,5%, 38,7% соответственно. Уровень токоферола в сыворотке крови составлял 76,7%, 56,1% и 43,2%; в печени - 76,0-87,9%, а в молоке - 65,9-7,1% от контрольного.

9. Использование препаратов жирорастворимых витаминов позволяет производить коррекцию уровня витаминов антиоксидантов, и соответственно, интенсивности протекания реакций перекисного окисления. Чем сильнее изменяли использованные препараты содержание витаминов, тем в большей степени они оказывали влияние на концентрацию продуктов СРО и спонтанную хемилюминесценцию сыворотки крови.

Наилучших результатов в отношении всех исследованных показателей позволило добиться введение тривита.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Родина, Ольга Викторовна, Москва

1. Донченко J1.B., Надыкта В.Д. "Безопасность пищевого сырья и продуктов питания" М. "Пищевая промышленность" 1999, 352 стр.

2. Овчаренко М.М. "Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение". М., 1997.

3. Иванова Т.Н. "Анализ оценки показателей безопасности дикорастущих трав из зоны радиоактивного загрязнения", 2000, №7. Журнал "Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья".

4. Свириденко В.Г., Промсковский Ю.А., Дроздова Н.И, Цзяд-Сяо Хун. "Распределение некоторых металлов в почвах в условиях длительного радиоактивного воздействия". XVI Международный съезд по общей и прикладной хомии. Доклад, стр. 226-227.

5. Черилетев С.И. Департамент сельского хозяйства и продовольствия Калужской области. Зевакин И.И, Марков М.В. "Некоторые аспекты экологии, питания и здоровья". Пищевая промышленность, 2000. стр. 2729.

6. Вяйзенен Г.А., Вяйзенен Г.Н., Прусак М.М. и др. "Экскреция тяжелых металлов из организма Стельных сухостойных коров после воздействия низкоэнергетического машиннолазерного излучения". Великий Новгород, 2001. стр. 6-13.

7. Белов А.Д., Лысенко Н.П., Прокопович С.В., Лебедев Е.А. "Эффект сочетанного воздействия ионизирующих излучений, солей ртути и свинца на организм животных". Радиобиологический съезд, Пущино, 1993. Тезисы.

8. ГОСТ 30178-96 "Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов" (определение свинца, кадмия, меди, цинка и железа). Минск, 1997.

9. ГОСТ 25596.10-96 "Методы определения ртути". Минск, 1998.

10. Дубовая В.Г., Горюнов И.Ф., Логошин Н.К. "Система радиационного контроля почв и сельскохозяйственной продукции в Калужской области". "Химия в сельском хозяйстве". 1996. №1, стр. 24-27.

11. Ягодин Б.А., Кидин В.В., Цвирко Э.А., Маркелова В.Н. "Тяжелые металлы в системе почва-растение", " Химия в сельском хозяйстве ". 1996. №5, стр. 43-45.

12. Н.Дубовая В.Г., Горюнов И.Ф. "Чернобыльский след на Калужской земле (Радиоактивное загрязнение почвы и сельскохозяйственной продукции)", "Агрохимический вестник". 1998, №3.

13. Гармаш Г.А. "Накопление тяжелых металлов в почвах и растениях вокруг металлургических предприятий". Автореферат кандидатской диссертации, Новосибирск, 1985.

14. Рощин А.В. Загрязнение окружающей среды металлами. // Металлы. Гигиенические аспекты оценки и оздоровление окружающей среды М., 1983.-с. 7-28.

15. Миланова Е.В. Загрязнение почв в процессе техногенеза. // Актуальные проблемы изменения природной среды за рубежом. М., 1979. — с. 79.

16. Елпатьевский П.В., Аржанова B.C. Баланс и трансформация миграционных форм тяжелых металлов. // Труды II Всесоюзного совещания по исследованию миграции загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л.:Гидрометеоиздат, 1983. с. 89 - 97.

17. Бейкер Б.Г. // Химия окружающей среды. М.: Химия, 1982. - с. 197-237.

18. Будун А.С. Влияние выбросов предприятий цветной металлургии в окружающую среду // Бюллетень Почвенного института. 1980. Вып. 24. - с. 22-24.

19. Соловьев Г.А., Обухов А.И., Голубев М.В. Влияние свойств почвы и удобрений на накопление тяжелых металлов сельскохозяйственными культурами // Экологические проблемы сельского хозяйства. — М., 1978. — с. 147-148.

20. Vetter Н. et al. // Berichte uber Landwirtschaft. 1974. -Bd. 52, H. 2. s. 18-24.

21. Уильямс Д. Металлы жизни. М.: Мир, 1975. - 240 с.

22. Коломийцева М.Г., Габович Р.Д. Микроэлементы в медицине. -М.:Медицина, 1970. 288 с.

23. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений. — Новосибирск: Наука, 1985.- 128 с.

24. Ковальский В.В., Раецкая Ю.И., Грачева Т.И. микроэлементы в растениях и кормах. М.: Колос, 1971. - 235 с.

25. Гармаш Н.Ю. воздействие повышенного содержания тяжелых металлов в субстрате на пшеницу и картоффель // Изв. СО АН СССР. Сер. биол. -1983. №10, вып. №2. - с. 84-87 .

26. Растения в экстремальных условиях минерального питания // Ред. Школьник M.J1. Л.: Наука, 1983.- 177 с.

27. Пинский Д.Л., Фиала К., Моцик А., Душкина Л.Н. Исследование механизма поглощения меди, кадмия и цинка лугово-черноземной карбонатной почвой. // Почвоведение. 1986. - №1. - с. 58-66 .

28. Беус А.А., Грабовская Л.И., Тихонова Н.В. Геохимия окружающей среды. -М.: Недра, 1976.-248 с.

29. Bowen H.J.M. Trace elements in biochemistry. L. -N.Y.; Akad. Press, 1966. — 241 p.

30. Fan Nang, Verloo V. Effect of Various Organic Materials on the Mobilyty of heavy metals in soils //Environ. Pollut. 1985. - Vol. 10. -№4. - p. 241-248.

31. Умаров M.M., Азиева E.E. Некоторые биохимические показатели загрязнения почв тяжелыми металлами. // Тяжелые металлы в окружающей среде.-М., 1980.-е. 109-115.

32. Kiekens L. Behavior of heavy metals in soils // Util. Sewage Sludge Land Rateis Appl. And Long-Term. Eff. Metals. Proc. Semin., Upsala. 1984. - p. 126-134.

33. Cavallero N., Mebride M.B. Copper and cadmium absoption characteristics of selected acid and calcareans soils // Soil Sci., Soc. Am. J. 1978. - Vol. 42, №4.-p. 550-556.

34. Мур Дж.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. М.: Мир, 1987. -с.140-168.

35. Гладышев В.П., Левицкая С.А., Филиппова Л.М. Аналитическая химия элементов. Ртуть. М.: Наука, 1974. - с. 11-13,

36. Камаровский Ф.А., Полищук Л.Р. Ртуть и другие тяжелые металлы в водной среде: миграция, накопление, токсичность для гидробионтов. // Гидробиол. ж. 1981. - Т. 17, №5. - с. 71 -83.

37. Озерова Н.А. Ртуть и эндогенное рудообразование. М.: Наука, 1986. -232 с.

38. Mhatre G.N., Chaphekar S.B. The effect of mercury on some aquatic plants // Environ. Pollut. 1985. - Vol. A39, N 3. - p. 10-115.

39. Neuhaus J., Brady M., Siyali D. Mercury and organochlorine pesticides in fish //Med. J. Austral. 1973.-Vol. 1, N 3.-p. 305-313.

40. Sen Asit K., Mondal Nitya G. Salvina natans as the scarenger of Hg (II) // Water, Air, and soil Pollut. - 1987. - Vol. 4, N 4. - p. 351-356.

41. Bryan G.W. Some aspects of heavy metal tolerance in aquatic organisms // Effects of pollutants on aquatic organisms. Cambridge: Cambridge University Press, 1976. - p. 7-34.

42. Bryan G.W. Bioavailability and effects of heavy metals in marine deposits // Wastes Ocean. New York, e.a., 1985. - Vol. 6. - p. 300-330/

43. Di Ciulio R.T., Ryan E.A. Mercury in soils, sediments, and clams from a North Carolina peatland // Water, Air and Soil Pollut. 1987. Vol. 33, N 1. - p. 1524.

44. Nishimura H., Kumgai M. Mercury pollution of fishes in minamata bay and surrounding water: analysis of pathway of mercury // Water, Air and Soil Pollut. 1983. Vol. 20, N 4. - p. 419-425/

45. Bryan G.W., Langston W.J., Hummerstone L. The use of biological indicators of heavy metal contamination in estuaries // Occas. Publ. Mar. Biol. Assoc. U.K. — 1980. -Nl. p. 19-29.

46. Plyan B.T., Law A.T. , Cheah S.H. Toxic levels of mercury for sequential larval stages of Macrobrachium rosenbergii // Aquaculture. 1985. - Vol. 46, N4.-p. 419-425.

47. Thain J.E. Effects of mercury on the prosobranch mullusc Crepidula fornicata: acute lethal Toxicity and effects on gravth and reproduction of chronic exposure // Mar. Environ. Res. 1984. - Vol. 12, N 4. - p. 531-540.

48. Sarojini г., Victor B. Toxicity of mercury on the ovaries of the caridean prawn. Caridian rajadhari (Bouvier) // Curr. Sci. India. 1985. - Vol. 54, N 8. - p. 731-742.

49. Челомин В.П., Бусев B.M. Влияние тяжелых металлов на эритроциты морского двухстворчатого моллюска / Тихоокеанский океанлогическийинститут дальневосточного нацчного центра АН СССР. Владивосток, 1986. - 16 с. - (Рукопись деп. В ВИНИТИ 6.03.86, № 1541-В).

50. Barghigiani С., Pellegrini D., Crioffre D., De Ranuety S., Bargagli R. Preliminary results on the northern Tyrrhenian sea // Mar. Pollut. Bull. 1986. -Vol. 17, N9.-p. 813-820.

51. Corvi CI. Contamination de la faune piscicole du Leman par certains mataux lourds // Colloq. eutrophisacertains et pollut. Leman, geneve, 31 aout. — 3 sept., 1983, Programme et res, s. I, s, a., 3.8/6 3.8./10.

52. Eichenberger Elie. The Interrelation between essentiality and toxicity of metals in the aquatic ecosystem // Metal Ions Biol. Sist. New York, Basel, 1986. — Vol. 20.-p. 20-45.