Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние загрязнения трофических субстратов тяжелыми металлами и хлорорганическими соединениями на качество лосиного молока

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Влияние загрязнения трофических субстратов тяжелыми металлами и хлорорганическими соединениями на качество лосиного молока"

На правах рукописи

Потапова Анна Викторовна

ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТРОФИЧЕСКИХ СУБСТРАТОВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ И ХЛОРОРГАНИЧЕСКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ НА КАЧЕСТВО ЛОСИНОГО МОЛОКА

03.02.08 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени кандидата биологических наук

18 МАР 2015

005560617

Москва 2015

005560617

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Костромской государственный университет им. Н. А. Некрасова»

Научный руководитель: доктор биологических наук Баранов Александр Васильевич

Официальные оппоненты:

Марзанов Нурбий Сафарбиевич, доктор биологических наук, профессор, ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства имени академика Л.К. Эрнста», лаборатория генетики сельскохозяйственных животных, главный научный сотрудник

Зайцев Виталий Анатольевич, кандидат биологических наук, ФГБУН «Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова» РАН, лаборатория поведения и поведенческой экологии млекопитающих, старший научный сотрудник

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина»

Защита состоится «7» апреля 2015 года в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 220.056.01 при ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет» по адресу: 143900, Московская обл., г. Балашиха, ул. Юлиуса Фучика, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет» по адресу ЬАр/Мулу.^аги.ги.

Автореферат разослан « » февраля 2015 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук

О. Л. Сойнова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследовании

Лосиное молоко является эффективным лечебно-диетическим продуктом, обладает высокими бактерицидными свойствами (Джурович, Михайлов, 1982; Влияние лосиного молока на иммунитет человека, 1990; Анаболические и противоязвенные свойства лосиного молока, 1990; Джурович, Михайлов, 2002; Баранов, Джурович, Соколов, 2006). Установлено, что на количество и качество молока влияют окружающая среда, геоботанические условия конкретного района, условия содержания, генетические особенности животных (Зыкова, Авсюк, Табаков, 2006; Гордеев, 2006). В ГНИБУКО «Сумароковская лосиная ферма» при получении лосиного молока не учитывается уровень загрязненности растительности участков обитания дойных лосих и привозных кормов.

Существует ряд работ по изучению кормовой базы лосей в зависимости от сезона года и местности (Кнорре, 1961; Кожухов, Лебедева, 1966; Heptner; Nasimowitsch, 1967; Тимофеева, 1974; Филонов, 1983; Дунин, 1990; и др.), а также по влиянию лосей на растительность мест обитания (Иваненко, 1948; Лебле, 1959; Vung, 1967; Вержечинская, 1972; Дежкин, 1979; Смирнов, 1987; Regelin, Schwartz, Franzman, 1987; Смирнов, Судинцына, 2003; Перовский, 2003; Методические рекомендации..., 2008; и др.). Значительно меньше работ посвящено изучению химического состава и питательной ценности кормов для лосей (Михайлов, Хостанцева, 1973; Методические рекомендации..., 1984; Mineral and heavy metal status..., 2001; Ohlson, Staaland, 2001; Абатуров, 2005) и лишь отдельные работы посвящены изучению содержания загрязняющих веществ в кормовых растениях, органах и тканях лося (Власова, 1990; Nelin, 1994; Воронецкий, и др., 1998; Mineral and heavy metal status..., 2001; Custer, Сох, Gray, 2004; Pollock, Roger, 2007). В доступной нам литературе отсутствуют данные о содержании загрязняющих веществ в лосином молоке в течение периода лактации.

Лосиное молоко используется в лечебно-профилактических целях,

продается посетителям лосефермы. Поэтому актуальным является изучение динамики экотоксикантов в трофической цепи почва-^эастения-лось. Цель и задачи

Целью нашей работы было изучение влияния загрязнения трофических субстратов тяжелыми металлами и хлорорганическими соединениями на качество лосиного молока.

Для решения указанной цели были поставлены следующие задачи:

а) Провести экологическую оценку территории ГШ «Сумароковский».

б) Изучить уровень загрязнения почв и водных источников ГШ «Сумароковский».

в) Изучить трофические ресурсы одомашниваемых лосей на территории 1113 «Сумароковский» и их соответствие пищевым потребностям лосей.

г) Изучить состав и физико-химические свойства лосиного молока в зависимости от потребляемых кормов.

д) Установить особенности миграции экотоксикантов из почвы в кормовые растения и лосиное молоко.

Научная новизна

Впервые проведена комплексная оценка экологической ситуации ГШ «Сумароковский». Определено содержание тяжелых металлов и хлорорганических соединений в почве, воде, основных кормовых растениях лосей и лосином молоке, а также изучены особенности миграции загрязняющих веществ из почвы в кормовые растения и молоко. Определены коэффициенты биологического поглощения тяжелых металлов и хлорорганических соединений в системе «почва-растения-лосиное молоко».

Теоретическая и практическая значимость

Изучено состояние кормовой базы лосей на территории ГПЗ «Сумароковский», которое необходимо учитывать при определении количества животных, содержащихся в ГНИБУКО «Сумароковская лосиная ферма». Данные по особенностям кормовых угодий и участков обитания одомашниваемых лосей могут бьггь использованы при организации новых

лосеферм. Изучено влияние загрязняющих веществ, содержащихся в основных кормовых растениях, на качество молока, что необходимо учитывать при подкормке лосих и использовании молока как пищевого и лечебно-диетического продукта в данных экологических условиях. Проанализирована динамика экотоксикантов в системе «почва-растения-лосиное молоко». Результаты исследований могут быть использованы для оценки и мониторинга экологической обстановки территории ГПЗ «Сумароковский». Методология и методы исследования

В работе использовались общенаучные и специальные методы исследований, такие как геоботаническое описание территории, агрохимический анализ почвы; химический анализ воды, лосиного молока, основных кормовых растений лосей; данные GPS-наблюдений за перемещением лосей, радиологический анализ. При статистической обработке данных применялись программы Microsoft Excel 2010 и STATISTICA 6.0. Основные положения, выносимые на защиту

а) Территория ГПЗ «Сумароковский» по содержанию тяжелых металлов и

• I

хлорорганических соединений относится к незагрязненной и может использоваться для содержания одомашниваемых лосей с целью получения от них экологически безопасного молока.

б) Кормовая база ГПЗ «Сумароковский» в целом удовлетворяет потребностям в питании содержащихся на этой территории лосей.

в) По содержанию хлорорганических пестицидов, мышьяка, ртути и свинца основные кормовые растения лосей на территории ГПЗ «Сумароковский» соответствуют нормативам для кормов. Содержание кадмия было выше ПДК в иве, осине, березе.

г) Молоко, получаемое от лосих в ГНИБУКО «Сумароковская лосиная ферма» является экологически безопасным продуктом.

д) Содержание загрязняющих веществ в молоке зависит от качества основных кормовых растений, потребляемых лосями.

Апробация работы

Результаты научных исследований доложены на 62 и 63-й

5

Международных конференциях «Актуальные проблемы науки в агропромышленном комплексе», ФГОУ ВПО Костромская ГСХА, (Кострома, 2011, 2012); ежегодных научно-практических конференциях КГУ им. H.A. Некрасова (Кострома, 2012-2014); П-й Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 135-летшо А.И. Стебута (Саратов, 2012); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Екатеринбург, 2012); Конференции по экологии «Современные проблемы загрязнения окружающей среды» (Балашиха, 2012); 1-й Молодежной научно-практической конференции (Киров, 2013).

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из следующих разделов: введения, обзора литературы, материала и методики исследований, результатов исследований, выводов, предложений производству, списка литературы, приложений. Работа изложена на 147 страницах компьютерного текста, содержит 24 таблицы и il рисунков. Библиография включает 293 источника, в том числе 28 - на иностранных языках.

Материал и методика

Объектом исследований были одомашниваемые лоси ГНИБУКО «Сумароковская лосиная ферма», находящейся на территории ГПЗ «Сумароковский». Изучались: лосиное молоко, трофические субстраты лосей (основные кормовые растения лосей, почва, вода с мест водопоя лосей) на территории ГПЗ «Сумароковский». За время исследования поголовье лосих составляло 10-15 взрослых животных. Общая схема исследования представлена йарис. 1.

Выполнены геоботанические описания территории ГПЗ «Сумароковский» по методике, предложенной Лебедевым В. П. и Криницыным И. Г. (Лебедев, Криницын, 2006). Проанализированы на содержание тяжелых металлов пробы основных кормовых растений лосей, таких как кипрей узколистный, таволга вязолистная, малина обыкновенная, береза бородавчатая, осина, рябина, различные виды ив. Для анализа отбирались те части растений, которые обычно

поедаются лосями. Пробы растений отбирали на различных участках ГПЗ «Сумароковский» (37 проб), а также на модельном участке в течение периода лактации лосих одновременно с отбором проб молока на лосеферме (39 проб). Отобраны пробы ивовых веток и зерна овса, используемых для подкормки лосей.

Влияние загрязнения трофических субстратов тяжелыми металлами хпорорганическими соединениями на качество лосиного молока

Рис. 1 - Схема исследований Выполнен анализ почвенных образцов (11 обобщенных проб), отобранных на тех же участках, где проводился отбор проб растений на валовое содержание

тяжелых металлов, наличие пестицидов (ГХЦГ и ДЦТ), радионуклидов в соответствии с ГОСТ, физико-химических показателей по общепринятым методикам.

Отобраны пробы воды из ключа у д. Сумарокове, используемой на лосеферме, проба воды из реки Покша рядом с лосефермой в месте водопоя лосей. Выполнен в соответствии с ГОСТ анализ проб воды на содержание тяжелых металлов и хлорорганических соединений. Проанализированы данные о содержании загрязняющих веществ в реке Сендега.

Общие пробы молока отбирались в течение периода лактации лосих с июня по сентябрь в соответствии с ГОСТ 3622-68 (8 проб). Выполнен анализ физико-химических параметров молока (жир, плотность, кислотность, COMO, белок), содержания в нем кадмия, свинца, ртути, мышьяка и хлорорганических соединений в соответствии с ГОСТ.

■ Для учета перемещений лосей по территории заказника и определения индивидуальных участков обитания лосих использовались карты, составленные по данным GPS - пеленгации (Экологическая оценка Сумароковского заказника...,2014). Проанализированы данные материалов почвенных обследований сельскохозяйственных угодий, находящихся в границах ГПЗ «Сумароковский»; данные о состоянии окружающей среды на территории свалки ТБО у д. Семенково ООО «Предприятие по утилизации ТБО», находящейся в границах заказника, на прилегающих участках: Костромской ТЭЦ-2 Главного Управления ОАО «ТГК №2» по Костромской области и Филиала ОАО «ОГК-3» «Костромской ГРЭС». Обработка полученных данных проведена с использованием программы Microsoft Excel 2010 и STATISTICA 6.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Экологическая характеристика ГПЗ «Сумароковский»

При изучении влияния тяжелых металлов и хлорорганических соединений на качественные показатели лосиного молока важно знать экологическую

обстановку ГПЗ «Сумароковский» и на прилегающих к нему территориях. Костромская лосеферма была основана в 1963 году в д. Сумароково Красносельского района Костромской области. В 1999 г. Постановлением правительства РФ создан государственный природный заказник федерального значения «Сумароковский» (далее - ГПЗ «Сумароковский»). Заказник общей площадью 36176 га расположен в Костромском и Красносельском районах Костромской области. 71,8% территории ГПЗ «Сумароковский» - земли, находящиеся в хозяйственной эксплуатации. Повторяемость направлений ветра такова, что на территорию заказника могут попадать выбросы Костромской ТЭЦ-2 Главного Управления ОАО «ТГК №2» по Костромской области (далее -КТЭЦ-2) и Филиала ОАО «ОГК-3» «Костромской ГРЭС» (далее - КГРЭС), находящихся соответственно в 14 и 30 км от лосефермы. На территории ГПЗ «Сумароковский» в 8 км от лосефермы у д. Семенково находится свалка бытовых отходов ООО «Предприятие по утилизации ТБО» (далее - ПУ ТБО), площадью 40 га.

По результатам исследований атмосферного воздуха на территории полигона ПУ ТБО и близлежащих участках, содержание в воздухе оксида углерода, сероводорода, аммиака, диоксида азота, диоксида серы, оксида углерода, четыреххлористого углерода, хлорбензола, сероводорода, формальдегида, ксилола, метана, трихлорметана, толуола, этилбензола, пыли неорганической не выявлено. Незначительное превышение норм ПДК выявлено только по аммиаку. Выбросы КТЭЦ-2 и КГРЭС по содержанию таких загрязняющих веществ как сернистый ангидрид, окись углерода, окислы азота, углеводороды, летучие органические соединения, бенз(а)пирен, ванадия пятиокись, сероводород, метан, аммиак, предельные углеводороды не создают опасного загрязнения атмосферного воздуха.

Радиационная обстановка на территории области стабильна на протяжении ряда лет и оценивается как удовлетворительная. Участков загрязнения радионуклидами и радиационных аномалий на территории области

и аварийных ситуаций не выявлено. В Костромской области, в том числе на территории ГПЗ «Сумароковский» в течение многих лет имелись шахтные пусковые установки ракет. В соответствии с договором СНВ, все шахты были ликвидированы (Карпенко, Уткин, Попов, 1999; Добрецова, 2004). По официальным источникам леса Костромской области не попали в зону радиоактивного загрязнения от Чернобыльской аварии (Российский национальный доклад ..., 2011).

По результатам исследований пшцевой продукции и продовольственного сырья на содержание пестицидов, проведенным в Костромской области, продукция и сырье являлись безопасными для потребителей (Информация о результатах проведенных исследований..., 2010).

Таким образом, состояние окружающей среды на территории ГПЗ «Сумароковский» экологически безопасно и территория может быть в дальнейшем использована для содержания одомашниваемых лосей и получения от них продукции, в частности, лосиного молока. Однако до сих пор не уделялось должного внимания изучению содержания тяжелых металлов и хлорорганических соединений в трофических субстратах для лосей, в частности кормовых растениях, почве, воде.

Характеристика и уровень загрязнения почв Характеристика почв

Одним из трофических субстратов лосей и первым в пищевой цепи «почваг-растения-лось-лосиное молоко-человек» является почва.

Исследуемая территория находится в Европейско-Западно-Сибирской таежно-лесной области подзолистых почв, подзоне дерново-подзолистых почв южной тайги, Среднерусской провинции дерново-подзолистых среднегумусированных почв.

Ранее проведенное исследование почв заказника показало отсутствие в них остаточных следов пестицидов, загрязнения нефтепродуктами и тяжелыми металлами (Комплексное экологическое обследование..., 2008). Однако в работе

В. Иванова с коллегами указывается на повышенное содержание тяжелых металлов в почвах хозяйств, находящихся на территории заказника (Последствия антропогенного загрязнения для скота ..., 2004).

Содержание тяжелых металлов тесно связано с показателями плодородия почв и зависит от окислительно-восстановительных и кислотно-основных свойств последних, водно-теплового режима и геохимического фона территорий (Колесников, и др., 2002). Исследованные нами образцы почвы имели следующие физико-химические показатели: рН солевой вьпяжки 4ДЙ= 1,00; гидролитическая кислотность (Ш), 7,06±5,67 мэкв/ЮОг; подвижный калий (К20), 207,50±62,99мг/100г; подвижный фосфор (РгС^), 126,72±66,58мг/100 г; гумус, 4,79± 1,56%; сумма поглощенных оснований (Б), 11,51±7,73 мгэкв/ЮОг; емкость поглощения, 18,57±5,35мэкв/100 г.

Уровень загрязнения почв тяжелыми металлами, хлорорганическими соединениями и радионуклидами Содержание гумуса, подвижного калия и подвижного фосфора в обследованных почвах с агрономической точки зрения считается высоким, что должно замедлять поступление тяжелых металлов и радионуклидов в растения. Проанализированные образцы по показателю рН солевой вытяжки относятся к слабо- и среднекислым почвам, по гранулометрическому составу - к суглинистым, что должно снижать подвижность тяжелых металлов и радионуклидов в почвах. Результаты исследований образцов почв на токсичные элементы на глубине 0-10 см представлены в табл. 1.

Таблица 1 - Содержание токсичных элементов в почве

В миллиграммах на килограмм воздушно-сухой почвы

Данные Свинец Кадмий Ртуть Мышьяк Цинк Медь Никель Кобальт

Среднее 6,07± 1,96 0,20± 0,09 0,07± 0,12 1,89± 1,81 21,26± 11,60 3,80± 2,28 5,82± 4,37 10,57± 2,59

ПДК 65,00 1,00 2,10 5,00 110,00 66,00 40,00 50,00

Фон 15,00 0,12 0,10 2,20 45,00 15,00 30,00 10,00

По содержанию проанализированных загрязняющих веществ изученные нами почвенные образцы соответствуют гигиеническими нормативами (ГН 2.1.7.2041-06). Во всех исследованных пробах почвы не было отмечено остаточных следов пестицидов. В сравнении с фоном был рассчитан суммарный показатель концентрации аномальных химических элементов (Zc). Расчетные 'значения Zc находились в диапазоне от -2,35 мг/кг до 2,73 мг/кг, что соответствует минимальной категории загрязнения почв (Zc <16мг/кг) (СП 11102-97 Методические указания..., 1992).

Для оценки загрязненности почв нами проведены исследования и на содержание в них естественных и техногенных радионуклидов. Эффективная удельная активность (/4^) природных радионуклидов в изученных образцах почвы ГШ «Сумароковский» составляет 75,39 Бк/кг, что соответствует нормам для материалов, используемых в строящихся и реконструируемых жилых и общественных зданиях (I класс) Аэфф< 370 Бк/кг.

Уровень поверхностной активности цезия-137 в почвах заказника, равный по нашим данным в среднем 1,71 ±0,70 кБк/м2по результатам статистического анализа не имеет существенных отличий от фонового для Костромской области, равного 1,02 кБк/м2, max. 1,89 кБк/м2. Поверхностная активность стронция-90 на разных участках изменялась от менее чем 0,10 кБк/м2 до 1,00 кБк/м2 и в среднем составила 0,18±0,33 кБк/м2. Она отличалась от фонового значения для Костромской области, равного 0,19 кБк/м2 , max. 0,44 кБк/м2, тем не менее была ниже уровня, при котором почва считается загрязненной стронцием (908г>5,5кБк/м2) (Радиационно-гигиенический паспорт территории..., 2013).

Таким образом, загрязнение почвы ГШ «Сумароковский» по исследованным показателям минимально, что благоприятно отражается на химическом составе потребляемых лосями растений, а, следовательно, и на качестве лосиного молока.

Характеристика иуровень загрязнения водных источников

Характеристика водных источников Вода является важным трофическим субстратом для лосей, поэтому нами было исследовано содержание тяжелых металлов и хлорорганических соединений в водных источниках ГШ «Сумароковский».

Гидрографическая сеть заказника представлена реками Волга, Покша, Сендега, ручьями. Основными местами водопоя одомашниваемых лосих в период лактации являются река Покша на участке вблизи лосефермы и вода из ключа у д. Сумароково, которая доставляется на лосеферму в бочке.

Уровень загрязнения водных источников тяжелыми металлами и хлорорганическими соединениями По результатам проведенных нами анализов свинца, кадмия, цинка, меди, ртути, мышьяка, никеля, ГЦХГ, ДЦТ в пробах воды из р. Покша и ключа у д. Сумароково не обнаружено. В пробах воды из р. Сендега (на участках выше и ниже ПО ТБО по течению) перечисленные загрязняющие вещества содержались в количестве на один-два порядка ниже ПДК (СанПиН 2.1.5.98000..., 2000; ГН 2.1.5.1315-03..., 2003).

Таким образом, по изученным показателям вода из основных питьевых источников соответствует нормам и может использоваться для поения лосей.

Характеристика иуровень загрязнения кормовой базы лосей Кормовая база и участки обитания одомашниваемых лосей Наиболее важными трофическими субстратами, которые оказывают влияние на содержание тяжелых металлов и хлорорганических соединений в лосином молоке, являются кормовые растения, используемые лосями в пищу. Поэтому важно дать характеристику кормовой базы в заказнике в целом и на участках обитания одомашниваемых лосей. ГШ «Сумароковский» расположен в подзоне южной тайги. Из 36176 га территории заказника 7500 га покрыты лесами вторичного образования со сменой первичных ельников смешанными и мелколиственными насаждениями, преимущественно средневозрастными с

преобладанием березы, осины (всего 85 %) и ели (15 %). Подрост представлен преимущественно елью и в основном редкий - до 3000 штук на 1 га. Подлесок представлен рябиной, крушиной ломкой, черемухой, жимолостью, малиной, бересклетом бородавчатым. Весь подлесок входит в состав рациона питания лосей (Основы охотоустройства..., 1966; Козловский, 1971; Лукьянов, Михеев, 1998). Качество среды обитания лося в заказнике оценивается IV классом бонитета, что соответствует плотности лосей в 3-4 головы на 1000 га. Это позволяет без нанесения ущерба насаждениям содержать 30-50 голов (Основы охотоустройства..., 1966; Козловский, 1971; Матвеев, 1989; Лукьянов, Михеев, 1998; Баранов, Джурович, Соколов, 2006).

По нашим наблюдениям и данным вРЗ-мониторинга, лоси часто посещают разновозрастные березняки, осинники, опушки, зарастающие поля, вырубки и не заходят в приспевающие, спелые и перестойные ельники, сосняки, сероолыпанники. Полученные сведения согласуются с приводимыми Тимофеевой Е. К. (Тимофеева, 1974) данными. На основании проведенных нами исследований можно сделать вывод, что кормовая база ГПЗ «Сумароковский» в целом удовлетворяет потребностям в питании содержащихся на этой территории лосей. По мере удаленности от лосефермы степень затравленносга кормовых угодий снижается. Так, в загонах лосефермы и в окружающих ее спелых сероолыпанниках и ельниках на расстоянии до одного километра кормовых растений крайне мало. Основные используемые одомашниваемыми лосями кормовые участки, находятся на расстоянии до 3-4км от лосефермы. Одомашниваемые лосихи в период лактации не удаляются от лосефермы более, ^ем на 3-4 км. Такое расстояние позволяет дойным животным после пастьбы возвращаться на дойку. Осенью, в основном по заболоченным березнякам, одомашниваемые лосихи могут уходить от лосефермы до 16 км и более.

Уровень загрязнения основных кормовых растений лосей тяжелыми металлами и хлорорганическими соединениями По результатам анализов проб растений, отобранных в течение

вегетационного периода на часто посещаемом участке леса на содержание токсичных веществ, концентрация свинца во всех образцах была ниже максимально допустимого уровня (МДУ) (табл. 2). Содержание свинца в пробе зерна овса, используемого для подкормки лосей, было равно 0,26 мг/кг, что ниже средних значений по содержанию свинца для основных кормовых растений лосей, собранных на территории ГШ «Сумароковский» (табл. 2, 4). Максимальное содержание свинца в пробах растений отмечено в июле-августе.

Таблица 2 - Содержание свинца в основных кормовых растениях лосей в течение

вегетационного периода

В миллиграммах на килограмм воздушно-сухой массы

Период Кипрей узколистный Малина обыкнов. Таволга вязолистная Различные виды ив Рябина обыкнов. Осина Береза бородавчатая

Июнь 0,43 0,37 0,43 0,61 0,61 0,39 0,72

Июль 1,06 0,45 0,57 1,20 0,80 0,64 0,50

Август 0,99 0,385 0,615 1,38 0,97 0,73 0,57

Сентябрь 0,95 0,52 0,46 0,56 0,78 0,67 0,48

Среднее 0,81±0,30 0,41±0,П 0,52±0,18 0,87±0,41 0,76±0,27 0,57±0,19 0,60±0,13

МДУ 5,00

В течение вегетационного периода содержание кадмия в малине, таволге и : ивах достигало максимума в июле, в рябине и осине — в сентябре, в кипрее и березе - начале июня. Превышение МДУ кадмия зафиксировано в ветках и ; листьях ивы, березы, рябины и осины (табл.3). Содержание кадмия в пробе зерна : овса, используемого для подкормки лосей, было равно 0,03 мг/кг, что ниже средних значений для основных кормовых растений лосей, собранных на ! территории ГПЗ «Сумароковский». Можно отметить значительную , изменчивость содержания кадмия для растений одного вида в разных точках по . сравнению с содержанием свинца.

Таблица 3 - Содержание кадмия в основных кормовых растениях лосей в течение вегетационного периода

В миллиграммах на килограмм воздушно-сухой массы

Период Кипрей узколистный Малина обыкнов. Таволга вязолистная Различные виды ив Рябина обыкнов. Осина Береза бородавчатая

Июнь 0,06 0,11 0,13 0,36 0,13 0,22 0,32

Июль 0,03 0,24 0,23 0,80 0,12 0,27 0,29

Август 0,02 0,16 0,17 0,71 0,16 0,31 032

Сентябрь 0,02 0,15 0,20 0,09 0,39 0,42 0,18

Среднее 0,03±0,02 0,16±0,0б 0,18±0,04 0,49±0,33 0,20±0,13 0,30±0,09 0,28±0,07

МДУ 0,30

Ртуть и мышьяк содержалась единичных в пробах в количествах на ; порядок ниже МДУ. Пестицидов (ГХЦГ и ДДТ) за весь период наблюдений не ! выявлено. Данные по среднему содержанию тяжелых металлов и пестицидов в • основных кормовых растениях лосей на территории ГПЗ «Сумароковский» : представлены в таблице 4.

; Таблица 4 - Среднее содержание тяжелых металлов н пестицидов в основных кормовых

растениях лосей

В миллиграммах на килограмм воздушно-сухой массы

Виды растений Свинец Кадмий Ртуть Мышьяк Пестициды

Кипрей узколистный 0,54±0,28 0,09±0,09 не обнар. 0,0043±0,010б не обнар.

Малина обыкновенная 0,43±0,11 0,13±0,08 не обнар. 0,0095±0,0147 не обнар.

Таволга вязолистная 0,36±0,21 0,11±0,08 0,0004±0,0009 0,0083±0,0144 не обнар.

Различные виды ив 0,53±0,34 1,10±0,90 не обнар. 0,0074±0,0127 не обнар.

Рябина обыкновенная 0,65±0,16 0,22±0,09 не обнар. 0,0130±0,0184 не обнар.

Осина 0,58±0,09 0,76±0,47 не обнар. не обнар. не обнар.

Береза бородавчатая 0,61±0,12 0,54±0,63 не обнар. 0,0064±0,0118 не обнар.

Среднее 0,51±0,14 0,51 ±0,46 0,0000±0,0001 0,0059±0,0097 не обнар.

Зависимость содержания различных элементов в растениях от их содержания в почве показывает коэффициент биологического поглощения, определяемый как отношение содержания элемента в золе растения к его ; содержанию в почве (далее - КБПпр).

КБПпр свинца оказался сходным для различных видов растений, собранных на разных участках, изменяясь от 0,08 до 0,12. Содержание кадмия в некоторых растительных образцах значительно превышало его концентрацию в : почве. КБПпр кадмия изменялся для одного и того же вида растений на разных участках (табл. 5).

Таблица 5 - Коэффициенты биологического поглощения загрязняющих веществ

растениями из почвы

Виды растений Свинец Кадмий Мышьяк Ртуть

Береза бородавчатая 0,10±0,03 3,39±2,20 0,002±0,004 не обнар.

Осина 0,10±0,02 5,23±3,38 не обнар. не обнар.

Рябина обыкновенная 0,12±0,04 2,63±2,08 0,108±0,188 не обнар.

Различные виды ив 0,09±0,06 8,03±6,60 0,002±0,004 не обнар.

Таволга вязолистная 0,08±0,03 1,08±0,36 0,104±0,147 0,023±0,032

Малина обыкновенная 0,08±0,02 0,85±0,61 0,003±0,005 не обнар.

Кипрей узколистный 0,09±0,04 0,54±0,62 0,002±0,004 не обнар.

По нашим данным ивы и береза оказались наиболее активными накопителями кадмия, что согласуется с ранее проведенными исследованиями (Прохорова, Матвеев, Павловский, 1998; ОЫбоп, Б1аа1ап(1, 2001; Кузнецова, 2009; Ветчинникова, Кузнецова, Титов, 2013). Осина, одно из основных кормовых растений лосей, также является активным накопителем кадмия.

/Данные о проводимых ранее исследованиях по содержанию загрязняющих веществ в осине в доступной нам литературе не обнаружены. Зерно овса и привозимые на лосеферму для подкормки лосей ветки ив соответствуют по содержанию тяжелых металлов и пестицидов нормам для кормов.

Кадмий - высоко техногенный элемент. Содержание кадмия в пробах почвы было ниже ПДК. Корреляционный анализ не показал значимой зависимости содержания тяжелых металлов в растениях от содержания валовых форм тяжелых металлов в почве при Р <0,05. Причиной повышенного содержания данного токсиканта в растениях по нашему мнению является загрязнение воздуха. Содержание кадмия в выбросах в атмосферный воздух КТЭЦ-2 и КГРЭС при регулярном отборе проб не исследуется, при том, что эти предприятия в качестве топлива используют мазут, сжигание которого является

дополнительным источником кадмия. Еще одним источником выбросов кадмия в воздух являются выхлопы автотранспорта, работающего на дизельном топливе (Эйхлер, В., 1985). Этот факт может объяснить разницу в два раза между содержанием кадмия в ветках и листьях березы внутри и снаружи лосефермы (1,03 мг/кг и 2,03 мг/кг соответственно), повышенное содержание кадмия в ветках и листьях ив, собранных снаружи лосефермы по сравнению со средним (2,49 мг/кг 1,15 от/кг соответственно).

Характеристика и уровень загрязнения молока одомашниваемых лосих Молочная продуктивность и физико-химические показатели молока лосих Лосихи ГНИБУКО «Сумароковская лосиная ферма» находятся на полувольном содержании, и их рацион незначительно отличается от рациона диких лосей. Изменения связаны с введением подкормки запаренным размолотым зерном овса. Молочная продуктивность является основным хозяйственно-полезным признаком, ради которого разводят лосей, косвенным показателем состояния здоровья лактирующего животного и на 50-60% определяется качеством кормов и полноценностью кормления (О мерах по реализации..., 2006). Период лактации лосих в 2011 г. длился с мая по сентябрь, в среднем 121 день. Средний удой за лактацию составил 208,6 л молока, среднесуточный удой - 1,7 л, что соответствует показателям прошлых лет - 1,51,8 л/день по данным отчетов отдела лосеводства КНИИСХ (Отчет о НИР..., 2002; Отчет о НИР..., 2005; Отчет о НИР..., 2006).

Физико-химические показатели лосиного молока отобранного в 2011 году, такие как массовая доля жира, кислотность, плотность соответствуют ранее опубликованным данным (Соколов, Ложкин, Джурович, 2004). Впервые определено содержание в лосином молоке сухого обезжиренного молочного остатка (COMO) (табл. 6). По литературным данным содержание белка в лосином молоке составляет в среднем 7-12% (Соколов, Ложкин, Джурович, 2004). По нашим данным среднее содержание белка в лосином молоке составило 4,31±0,60%.

Таблица б - Физико-химические показатели и содержание тяжелых металлов в лосином

молоке _

Период лактации Показатели лосиного молока

жир, % белок, % COMO, % кислота., °Т плотность, кг/м3 свинец, мг/кг кадмий, мг/кг

Июнь 9,05 4,79 14,45 32,50 1045,50 0,026 0,002

Июль 0,046 0,002

Август 11,18 3,64 13,77 29,75 1042,16 0,035 0,002

Сентябрь 11,64 4,50 12,80 25,00 1038,00 0,052 0,003

Среднее 10,62±1,38 4,31±0,60 13,67±0,83 29,08±3,79 1041,89±3,76 0,040±0,012 0,002±0,000

МДУ 0,100, не более 0,030, не более

Лосиное молоко, отобранное в июне и августе 2014 г., содержало 5,14% и 5,44% белка соответственно, что ниже средних показателей прошлых лет, также как и в исследовании, проведенном в 2011 году. Жирность молока в июне составила 7,05%, в августе - 6,04%; плотность в июне составила 1043 кг/м3, в :августе - 1047 кг/м3; кислотность в июне была 35,5°Т, в августе - 35,0°Т ;(Потапова, Баранов, Ситникова, 2014).

\ л:

Уровень загрязнения лосиного молока тяжелыми металлами и хлорорганическими соединениями Нами впервые прослежена динамика содержания тяжелых металлов и пестицидов в лосином молоке в течение лактации. Предельно допустимые концентрации токсичных элементов и пестицидов (в пересчете на жир) определяются Техническим регламентом на молоко и молочную продукцию. За лактационный период 2011 года не выявлено превышения содержания тяжелых металлов в молоке выше максимально допустимого уровня. Мышьяка, ртути, ГХЦГ и ДЦТ за весь период наблюдений не обнаружено. Содержание свинца в среднем в 2,7 раза ниже МДУ (0,1 мг/кг), содержание кадмия - в 4,7 раза ниже МДУ (0,03 мг/кг) (табл.6). Статистический анализ показал достоверную корреляцию между содержанием свинца в молоке и плотностью г=-90, содержанием свинца и COMO г=-90 при Р <0,05. Не выявлено влияния кадмия в обнаруженных количествах при данной выборке на физико-химические показатели молока лосих.

По результатам анализов проб основных кормовых растений и лосиного молока были вычислены коэффициенты биологического поглощения свинца и кадмия из основных кормовых растений в лосиное молоко в течение периода лактации (далее - КБПрм) с учетом примерного суточного рациона лосих в летний пастбищный период и коэффициенты биологического поглощения тяжелых металлов из почвы в молоко (далее - КБПпм). Коэффициенты биологического поглощения хлорорганических соединений не вычислялись, поскольку данные экотоксиканты не были выявлены в трофических субстратах лосей и лосином молоке. Коэффициенты биологического поглощения мышьяка и ртути из корма в молоко не определялись, поскольку за лактационный период в лосином молоке не было обнаружено данных элементов, а в основных кормовых растениях лосей ртуть и мышьяк были обнаружены в следовых количествах в единичных пробах. КБПрм свинца составил 0,001±0, КБПрм кадмия — 0,0002±0, что соответствует нижней границе коэффициентов биологического поглощения тяжелых металлов из кормов в молоко коров в летний пастбищный период (Ильязов, Ахметзянова, 2001; Борцова, Павлова, 2005; Корчагина, Фетисова, Иванова, 2009; Медведская, Субботин, Мацинович, 2009; Гаевая, Захарова, 2011; Гуркина, Лебедева, 2011). КБПпм свинца был равен 0,008, КБШм1- кадмия - 0,012, ртути и мышьяка - 0.

Коэффициенты, полученные по результатам анализов проб молока лосих, находящихся на полувольном содержании, требуют дальнейшего уточнения в опытах на животных, находящихся на стойловом содержании.

Содержание свинца в молоке коррелировало с содержанием свинца в осине на уровне r=0,90 (Р <0,05), что подтверждается анализом коэффициента корреляции по критерию существенности при 1%-ном уровне значимости. На содержание кадмия в лосином молоке наибольшее влияние оказало содержание данного тяжелого металла в березе г=0,70 и осине 1=0,60, однако при данной выборке полученные коэффициенты корреляции не существенны.

Проведенные нами исследования показали, что физико-химические

показатели и содержание загрязняющих веществ в лосином молоке зависит от качества основных кормовых растений, используемых лосями в своем питании. Молоко, получаемое от лосих в ГНИБУКО «Сумароковская лосиная ферма», является высококачественным лечебно-диетическим экологически безопасным продуктом, в котором содержание загрязняющих веществ, таких как свинец и кадмий ниже МДУ, а ртути, мышьяка и хлорорганических пестицидов не выявлено.

Выводы

1. Проведенные исследования показали, что территория ГШ «Сумароковский» по содержанию тяжелых металлов и хлорорганических соединений относится к незагрязненной и может использоваться для содержания одомашниваемых лосей с целью получения от них экологически безопасного молока.

1. По содержанию свинца, кадмия, ртути, мышьяка, цинка, меди, никеля, кобальта, естественных и техногенных радионуклидов, хлорорганических • пестицидов загрязнение почв ГПЗ «Сумароковский» минимально.

3. Вода с мест водопоя лосей по содержанию свинца, кадмия, ртути, мышьяка, цинка, меди, никеля, хлорорганических пестицидов соответствует нормативам и пригодна для поения животных.

4. Кормовая база ГПЗ «Сумароковский» в целом удовлетворяет потребностям в питании содержащихся на этой территории лосей. Основными кормовыми растениями лосей в течение периода лактации являются различные виды ив, осина, рябина, береза, малина, таволга, кипрей узколистный.

5. В исследованных основных кормовых растениях лосей не выявлено хлорорганических пестицидов. Мышьяк и ртуть присутствовали в следовых количествах в единичных пробах, содержание свинца не превышало максимально допустимого уровня, содержание кадмия было выше максимально допустимого уровня в ивах, осине, березе.

6. Молоко, получаемое от одомашниваемых лосих в ГНИБУКО «Сумароковская лосиная ферма» является экологически безопасным продуктом. В течение периода лактации в молоке не выявлено хлорорганических пестицидов, мышьяка и ртути, содержание свинца и

кадмия не превышало максимально допустимого уровня.

7. Свинец оказывает достоверное отрицательное влияние на плотность молока и содержание COMO. В то же время не выявлено влияния кадмия в обнаруженных количествах (0,002±0 мг/кг) при данной выборке на физико-химические показатели молока лосих.

8. Содержание тяжелых металлов в кормах оказывает влияние на содержание их в лосином молоке. Содержание свинца в молоке достоверно коррелировало с содержанием свинца в осине на уровне r=0,90 (Р <0,05). На содержание кадмия в лосином молоке наибольшее влияние оказало содержание данного тяжелого металла в березе г=0,70 и осине г= 0,60 (Р<0,05).

9. Коэффициент биологического поглощения свинца растениями из почвы оказался сходным для различных видов растений, собранных на разных участках и был равен 0,08 - 0,12. Содержание кадмия в некоторых растительных образцах значительно превышало его концентрацию в почве, Коэффициент биологического поглощения кадмия растениями из почвы изменялся для одного и того же вида растений на разных участках от 0,54 до 8,03.

Ю.Коэффициент биологического поглощения свинца из растений в лосиное молоко составил в среднем 0,001±0, коэффициент биологического поглощения кадмия 0,0002±0. Коэффициент биологического поглощения свинца из почвы в лосиное молоко был равен 0,008, кадмия - 0,012, ртути и мышьяка - 0.

Предложения производству

На основании проведенных исследований рекомендуем:

1. Проводить экологический мониторинг на территории ГШ «Сумароковский» и прилегающей территории с целью контроля качества получаемого лосиного молока.

2. В качестве подкормки для лосей заготавливать веточный корм на участках с отсутствием или минимальным содержанием тяжелых металлов и хлорорганических соединений.

3. Использовать полученные данные при проведении занятий по экологии и лосеводству в вузах биологического и сельскохозяйственного профиля.

Список работ, оиубликовапиых по теме диссертации

Публикации в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Потапова, А. В. Экологическая оценка Сумароковского заказника Костромской области / A.B. Баранов, A.B. Потапова, А.Н. Минаев, О.Н. Ситникова, Н.В. Соколов //Теоретическая и прикладная экология. - 2014. - №3. - С.116-125.

2. Потапова, А. В. Влияние уровня загрязненности основных кормовых растений на качество лосиного молока / A.B. Потапова, A.B. Баранов, О.Н. Ситникова // Вестник КГУ им. H.A. Некрасова. - 2014. - Т.20, №5. - С.32-36.

3. Потапова, А. В. Кормовые угодья и участки обитания одомашниваемых лосей на территории Сумароковского заказника Костромской области / A.B. Баранов, A.B. Потапова, А.Н. Минаев, О.Н. Ситникова II Кормопроизводство. - 2014. -№12.-С.14-18.

Публикации в других научных изданиях

4. Потапова, А. В. (Прохорова, A.B.) О необходимости оценки экологической обстановки на территории ГПЗ «Сумароковский» / A.B. Баранов, Н.В. Соколов, А.Н. Соколов, A.B. Прохорова, В.Н. Ошев // Актуальные проблемы науки в агропромышленном комплексе: сборник статей 62-й международной научно-практической конференции в 3 т. - Кострома: КГСХА, 2011.-Т.1.-С. 63-66.

5. Потапова, А. В. (Прохорова, A.B.) Содержание тяжелых металлов и пестицидов в кормовых растениях и лосином молоке / A.B. Прохорова, A.B. Баранов // Актуальные проблемы науки в агропромышленном комплексе: сборник статей 63-й международной научно-практической конференции в 3 т. - Кострома: КГСХА, 2012. - Т.1. - С.126-129.

6. Потапова, А. В. (Прохорова, A.B.) Содержание загрязняющих веществ в почве и кормовых растениях для лосей на территории Сумароковского заказника / A.B. Прохорова // Проблемы и перспективы аграрной науки в России: сборник статей П-й Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 135-летию А.И. Стебута. - Саратов: РАСХН ГНУ НИИСХ Юго-Востока Россельхозакадемии, 2012. - С. 310-316.

7. Потапова, А. В. (Прохорова, А.В) Физико-химические показатели и содержание токсических веществ в почве Сумароковского заказника / A.B. Потапова // Современные проблемы загрязнения окружающей среды и пути их решения / под ред. А.В.Соловьева, Т.И.Хуснетдиновой. - М.: ФГБОУ ВПО РГАЗУ, 2012. -С. 62-65.

8. Потапова, A.B. Динамика физико-химических показателей и тяжелых металлов в молоке лосих в течение лактации / A.B. Потапова // Вклад молодых ученых в инновационное развитите АПК России: сборник статей Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Екатеринбург: ГНУ Уральский НИИСХ Россельхозакадемии, 2012. - С.347-350.

9. Потапова, A.B. Оценка загрязняющих веществ в системе почва-кормовые растения-лось / A.B. Потапова // Молодые ученые - аграрной науке Евро-Северо-Востока: Материалы 1 Молодежной научно-практической конференции (5 июля 2012г.). - Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2013. - С. 70-73.

Подписано в печать 12.02.2015 г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Объем 1,0 п.л. Заказ i¡5 Тираж 100 экз.

Издательство ФГБОУ ВПО РГАЗУ 143900, Балашиха 8 Московской области