Миграция тяжелых металлов в пищевой цепи агроэкосистем Южного Урала

Крупцова Н.Н, Швецова Н.В., Сеитова Д.

Научный руководитель: Таирова А.Р.

Фгбоу впо «Уральская государственнаяакадемия ветеринарной медицины», г. Троицк

Содержание металлов в различных органах и тканях животных может изменяться в зависимости от содержания их в объектах окружающей среды. Малые, кажущиеся безвредными дозы, получаемые в течение длительного периода, накапливаются в организме, создают в итоге токсичную концентрацию и наносят ущерб здоровью. Биоаккумуляция происходит из-за отсутствия биодеградации и в пищевых цепях. Организмы, находящиеся в ее начале, поглощают тяжелые металлы из внешней среды и аккумулируют их в своих тканях. В результате в данной пищевой цепи концентрация тяжелых металлов в организмах может стать в 10 раз выше, чем во внешней среде. Такое накопление вещества при прохождении через трофическую цепь называют «биоконцентрированием».

Выше изложенное определило цель работы – выявить особенности биологического поглощения тяжелых металлов в системе почва – растение – молоко – мышечная ткань в условиях сельского поселения "Бобровское" Троицкого района, находящегося по розе ветров под воздействием выбросов ОАО «Вторая генерирующая компания оптового рынка электроэнергии» (ОГК -2) (Троицкая ГРЭС) – одного из наиболее мощных базовых поставщиков электроэнергии Южного Урала.

На первом этапе исследований нами было проведено в количественное определение тяжелых металлов в звеньях пищевой цепи (почва, растение, животное, животноводческая продукция), выделение приоритетных загрязнителей. Концентрацию железа, меди, цинка, марганца, кобальта, никеля и свинца в исследуемых пробах определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (ГОСТ 26929-94; 30178-96).

На втором этапе была изучена способность звеньев трофической цепи поглощать тяжелые металлы. Количественной характеристикой способности поглощать и аккумулировать химические элементы является безразмерный коэффициент биологического поглощения объекта (КПБ). При расчетах коэффициентов биологического поглощения мы учитывали, что если показатель коэффициента поглощения выше 1,0, это указывает на способность химических элементов вступать в обменные процессы в организме животных, распределяться и аккумулироваться в органах и тканях.

Нами установлено, что в мышечной ткани медь и свинец обладали степенью поглощения выше 1,0, то есть поступившие элементы накапливались в мышечной ткани. У железа степень поглощения была равна 0,80. Достаточно высокой была степень биофильности у цинка, составившая 0,95. Наименьшей степенью поглощения в мышечной ткани обладал никель. Ряд химических элементов по убытию величин биологического поглощения мышечной тканью был следующим: Pb < Cu < Zn > Fe > Cd > Co > Ni.

На основании полученного ряда установлено, что мышечная ткань обладает способностью кумулировать медь и свинец, интенсивно поглощает цинк. Довольно высокой степенью поглощения обладает никель, свинец и кадмий. Степень биологического накопления в молоке для меди, железа и свинца была выше железа и цинка. Высокие концентрации свинца и никеля в молоке коров указывают также на усиление выведения их из организма животных. Ряд по убытию величин биологического поглощения молоком химических элементов выглядел следующим образом: Pb > Fe > Cd Ni.> Co > Cu > Zn.

Анализ ассоциации элементов по степени их поглощения различными звеньями системы позволил выявить определенные закономерности перехода химических элементов в системе «почва – растения – животное -животноводческая продукция» и установить, что растения поглощают химические элементы с коэффициентом ниже 1,0, что указывает на низкие кумулятивные свойства у растений. В мышечной ткани и молоке животных коэффициенты биологического поглощения был выше 1,0.

Таким образом, наивысшей степенью поглощаемости в мышечной ткани животных обладал свинец, однако степень его поглощения растениями была достаточна низкой. Со значительной степенью поглощались мышечной тканью животных медь и цинк, в то же время степень биофильности их в растениях также была достаточно высокой. Наименьшую степень поглощаемости мышечной тканью животных имел никель. В молоке, как и в мышечной ткани, максимальные значения коэффициента биологического поглощения нами установлены по свинцу, далее при КБП≈1 находятся кадий и никель, наименьшие значения биофильности выявлены для цинка.

ББК 74.58