БИОГЕННАЯ МИГРАЦИЯ СОЕДИНЕНИЙ РТУТИ В СИСТЕМЕ ПОЧВА – ВОДА – КОРМА – ОРГАНИЗМ ОВЕЦ

Краткое содержание

Матеріалом для досліджень були середні зразки ґрунту, води, кормів, кров, вовна, внутрішні органи і тканини, сеча і фекалії овець цигайської породи. Дослідження виконані у 1998-2001 роках.

Середні проби ґрунту, води і кормів відбирали в 14 господарствах різних районів АР Крим, в яких розвинена галузь вівчарства, і м. Севастополя. Проведення досліджень здійснювали в умовах КСП “Советская Родина” Раздольненського району, а також КСП ім. Леніна і АПК “Виноградний” Сімферопольського району.

Зразки відбирали, готували та досліджували за методиками М.Т. Дмитрієва, Е.І. Грановського і А.Я. Слащева (1986), досліджували їх в лабораторії кафедри зоогігієни та технології виробництва продуктів тваринництва Одеського державного аграрного університету. Вміст сполук ртуті визначали методом безполум’яної атомно–абсорбційної спектрометрії на приладі “Юлія - 2”.

За період досліджень взято 1795 проб, у тому числі на наявність ртуті в паренхіматозних органах і різних тканинах – 570 проб, у крові, вовні, сечі і фекаліях - по 290 проб кожної. Дослідження кожного зразка повторювалось тричі.

Для розрахунку коефіцієнта біотрансформації ртуті нами був використаний системний підхід, запропонований О.І. Розпутнім (1999) для визначення коефіцієнта біотрансформації низки важких металів. Згідно зі схемою вивчали надходження металу з водою і кормами та визначали вміст даного елементу в організмі тварини наприкінці вирощування, що дало можливість оцінити потік важких металів у продуктах тваринництва, а також трансформацію цих елементів з фекаліями і сечею.

Грунтуючись на такому підході, проводили систематичний відбір зразків кормів, що згодовувались різним віковим групам тварин, та води, яка використовувалася для поїння худоби протягом 2000 - 2001 років в КСП “Советская Родина” для аналізу на вміст у них загальної ртуті.

Витрата кормів на одну тварину була розрахована на підставі раціонів, застосовуваних у господарстві.

На основі показників концентрації загальної ртуті в різних органах і тканинах організму овець і даних щодо їхньої маси розраховували вміст ртуті безпосередньо в кожному окремому органі і тканині. Потім визначали сумарний вміст ртуті у всіх досліджених органах і тканинах, що і характеризувало в цілому вміст даного елементу в організмі тварини.

Вивчення хімічного складу пектиновмісного препарату, у тому числі визначення вільних амінокислот, було проведено разом зі співробітниками Одеського селекційно-генетичного інституту.

Визначення характеру впливу на організм овець пектиновмісного препарату здійснювали на основі:

а) рівня концентрації ртуті в крові і вовні, а також її виведення із сечею і фекаліями;

б) показників периферичної крові (вміст гемоглобіну, кількість еритроцитів, лейкоцитів та лейкоформули);

в) вмісту загального білка і динаміки окремих білкових фракцій;

г) показників рівня кальцію і фосфору в сироватці крові (вивчення дії на фосфорно-кальцієвий обмін);

д) вмісту ртуті у внутрішніх органах і тканинах тварин.

З цією метою у АПК “Виноградний” було сформовано 4 групи тварин по 10 овець у кожній. Перші три – дослідні, четверта - контрольна. Дослідним групам додатково до раціону щодня, протягом 2 місяців, додавали зазначений препарат у таких дозах: перша група – 50 г, друга – 30 г і третя - 10 г. Препарат згодовували в період ранішньої годівлі з комбікормом.

Зразки проб крові, вовни, сечі та фекалій відбирали кожні 15 днів. Кров забирали з яремної вени перед ранішньою годівлею. Вовну – з ділянки бокової стінки грудної клітини, сечу – шляхом створення тимчасового апное, фекалії - безпосередньо з прямої кишки. Проби органів і тканин овець (по 5 тварин з кожної групи) відбирали безпосередньо при їх забої наприкінці досліду.

Кількість еритроцитів і лейкоцитів визначали підрахунком у камері Горяєва, гемоглобіну – гемоглобін-ціанідним методом, лейкоформулу – підрахунком окремих класів лейкоцитів у фіксованих мазках крові за Романовським-Гимзою, загальний білок – рефрактометрично, фракції загального білка – нефелометрично, кальцій - комплексометрично з індикатором мурексидом, неорганічний фосфор – за методом Пулса в модифікації В.Ф. Коромислова та Л.А. Кудрявцевої у безбілковому фільтраті з ванадатмолібденовим реактивом (І.П. Кондрахін та ін., 1985).

Результати досліджень піддавали статистичній комп'ютерній обробці з урахуванням середньоарифметичних величин та їх достовірної різниці (Р<0,05).

Економічну ефективність проводили згідно з “Методикой определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений” (1977).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вміст сполук ртуті в елементах екосистеми в умовах господарств АР Крим. Дослідження фонового вмісту ртуті показали, що вміст ртуті в ґрунтах Криму в середньому складає 1,04±0,12 мг/кг, що нижче гранично припустимої концентрації (2,1 мг/кг) в 2 раза. Концентрація сполук ртуті у воді по районах Криму в середньому знаходиться  в межах 0,0037±0,0005 мг/л, що майже в 7,5 рази перевищує ГДК (0,0005 мг/л). Така закономірність відзначена у воді всіх досліджуваних господарств.

Корми є сполучною ланкою в міграції сполук ртуті для сільськогосподарських тварин. Від їх санітарно-гігієнічної оцінки на наявність сполук ртуті залежить якість продуктів тваринництва. Результати дослідження проб кормів на вміст ртуті показали, що в середньому по Криму її кількість у грубих кормах знаходиться в допустимих межах і складає – 0,05±0,009 мг/кг (ГДК 0,05 мг/кг). У концентрованих кормах цього регіону рівень ртуті в цілому сягає 0,12±0,01 мг/кг, що перевищує ГДК на 0,02 мг/кг (ГДК 0,1 мг/кг). Найвище нагромадження ртуті відзначається в соковитих кормах (сінаж і силос). Даний показник перевищує в середньому припустиму концентрацію в 6,4 рази і дорівнює 0,32±0,02 мг/кг (ГДК 0,05 мг/кг). Було встановлено, що ґрунти з невисоким вмістом гумусу обумовлюють високий ступінь переходу ртуті  в  рослини.

Контроль за вмістом токсичних речовин у крові, вовні, сечі і фекаліях тварин має більше значення, ніж в окремих об'єктах навколишнього середовища, тому що вміст цієї речовини в біологічних середовищах організму відображає суму надходження його різними шляхами - водою, повітрям, кормами.

У вищеназваних господарствах було сформовано 6 груп ягнят різного віку по 5 голів у кожній. За результатами дослідження максимальна кількість ртуті в крові відзначалась у новонароджених ягнят у віці від 1 до 10 днів і знаходилась в межах 0,0104±0,001-0,0191±0,003 мг/л, що обумовлено високою дифузійною здатністю до проникнення її сполук через плацентарний бар'єр.

У тварин віком 11-20 днів вміст цього елементу був трохи нижчий. Показник коливався в межах 0,0068±0,003-0,0096±0,0018 мг/л. З початком згодовування сіна і концентратів кількість загальної ртуті у ягнят 21-30-ти денного віку збільшилась і становила 0,0069±0,0007-0,0142±0,0013 мг/л.

З віком вміст ртутних сполук у крові поступово знижувався і лише незначно перевищував ГДК (0,005 мг/л): до 60 дня - на 0,0004-0,0036 мг/л; до 90 дня - на 0,0004-0,0026 мг/л. Починаючи з трьохмісячного віку, після відбивки ягнят і переведенням їх на загальний раціон, відзначалося підвищення кількості ртуті в крові, де її рівень перебував у межах 0,0068±0,002-0,0092±0,002 мг/л.

Висока концентрація ртуті відмічалася й у вовні овець. Даний показник був за всіма групами тварин відносно стабільним і коливався в межах від 0,170±0,01 до 0,219±0,01 мг/кг. Між вмістом ртуті в крові і її кількістю у вовні існує середній позитивний зв'язок (коефіцієнт кореляції дорівнює 0,48). Важливим показником у вивченні міграції ртуті є визначення кількості та відсоткового співвідношення виведення її сполук з фекаліями і сечею. За нашими даними від 50 до 66% загальної кількості ртутних сполук виводилось з калом і 34-50% - із сечею. Характерно, що у ягнят молодшої групи процес елімінації елементу був менш активним. Зі збільшенням віку кількість сполук ртуті в екскрементах поступово підвищувалась й у старшій групі досягала максимуму. Так, вміст ртуті у фекаліях тварин першої групи в КСП “Советская Родина” складав 0,173±0,01 мг/кг проти 0,337±0,02 мг/кг у тварин шостої групи, у сечі відповідно 0,136±0,02 проти 0,324±0,04 мг/л; в КСП ім. Леніна у фекаліях ягнят - 0,166±0,01 мг/кг проти 0,276±0,02 мг/кг, у сечі – 0,084±0,01 проти 0,218±0,02 мг/л; у ягнят АПК “Виноградний” у фекаліях - 0,192±0,02 проти 0,265±0,02 мг/кг, у сечі - 0,113±0,01 проти 0,259±0,02 мг/л.

Отже, проведені дослідження виявили певні особливості вмісту сполук загальної ртуті у компонентах біосфери, її концентрації в крові і вовні та інтенсивності виведення з екскрементами залежно від віку.

Визначення коефіцієнта біотрансформації ртуті в організмі овець

Роль води в міграції ртуті в організмі овець. У КСП “Советская Родина” для напування використовувалася артезіанська вода, а влітку вода зі ставків на пасовищах, яка за вмістом ртуті не відповідала вимогам державного стандарту. Концентрація цього металу в артезіанській воді в середньому становила 0,0023±0,0003 мг/кг, а у воді пасовищ – 0,0032±0,0003 мг/кг, що відповідно в 4,6 і 6,4 рази більше ГДК. Витрати води на одну тварину за рік становили 1158 л. На підставі даних щодо використання води і концентрації в ній ртуті визначено показник надходження цього металу у складі води. При вирощуванні однієї вівці протягом року в її організм з водою надходило 3,24 мг ртуті.

Надходження ртуті в організм овець у складі кормів за період вирощування. Із кормів відбувається основна трансформація окремих речовин і хімічних елементів до організму тварин. Годівля тварин у КСП “Советская Родина” здійснювалася згідно з прийнятими у господарстві раціонами, враховуючи вікові групи. Витрати кормів на одну тварину в середньому за рік вирощування становили (кг): зелена маса степового пасовища – 369; силос кукурудзяний (молочно – воскова стиглість) – 198,3; сіно вико-вівсяне - 150,4; солома ячмінна - 60,0: макуха соняшникова – 36,57; дерть ячмінна - 27,24. Концентрація ртуті у кормах, що згодовувались тваринам у період дослідження, була такою: зелена маса степового пасовища – 0,228±0,01 мг/кг; силос кукурудзяний – 0,204±0,006 мг/кг; сіно вико-вівсяне – 0,053±0,007 мг/кг, солома ячмінна – 0,065±0,005, макуха соняшникова – 0,11±0,004 мг/кг; дерть ячмінна – 0,117±0,0028 мг/кг. Представлені дані свідчать про те, що рівень ртуті у деяких з них вище допустимих меж. Так, концентрація загальної ртуті у зеленому кормі перевищує ГДК у 4,5 раза, у силосі – у 4, у соломі – у 1,3 й у дерті – у 1,2 раза. Сіно і макуха з токсикологічної точки зору були за вмістом даного металу доброякісними. На основі даних щодо витрат кормів за період вирощування та показників концентрації ртуті визначили вміст металу в розрахунку на одну тварину. Основна маса металу зосереджена у зеленому кормі степового пасовища - 84,13 мг, що становить більше половини – 58,57% від загальної його величини у складі всіх кормів. Вміст ртуті у силосі кукурудзяному був меншим – 40,45мг, що становило 28,16% від маси кормів за період вирощування. Це свідчить про те, що основна кількість сполук ртуті надходила в організм молодняка овець, насамперед, за рахунок соковитих кормів.

Надходження  ртуті у складі кормів за період вирощування однієї голови молодняка овець протягом року становить 143,65 мг.

Отже, корми є основним джерелом надходження ртуті в організм овець.

Вміст важких металів в організмі молодняка овець. Для оцінки ролі тваринного організму в асиміляції сполук ртуті нами проведено вивчення вмісту цього металу при забої у таких органах і тканинах овець (n=10): нирках, печінці, легенях, серці, селезінці, підшлунковій залозі, скелетних м'язах, кістках, м'язах язика, шкірі, внутрішньому і брижовому жирі, стінці стравохода, стінках передшлунків і сичуга, стінках тонкої і товстої кишок, стінці сечового міхура, сім’яниках, вушних хрящах, кістках голови, м'язах діафрагми, кістках кінцівок, вовні, рогах і ратицях. З санітарно-гігієнічних стандартів концентрація ртуті в деяких органах і тканинах, що використовуються як продовольча сировина, була вищою регламентованих гранично допустимих концентрацій – ГДК (Медико-биологические требования..,1999).

Виходячи з одержаних результатів, можна зробити висновок, що найвища концентрація ртуті встановлена у вовні – 0,321±0,01 мг/кг. Загальна оцінка концентрації сполук ртуті показала значну різницю в її акумуляції органами і тканинами. Основними органами, накопичувачами ртуті, є нирки – 0,252±0,01 мг/кг, печінка – 0,186±0,007 мг/кг і селезінка – 0,141±0,007 мг/кг при ГДК у нирках 0,2 мг/кг і 0,1 мг/кг у всіх інших органах. Значну кількість загальної ртуті виявлено у сім’яниках – 0,203±0,0008 мг/кг. Найменшою концентрацією цього металу характеризуються стінки передшлунків і сичуга – від 0,020±0,004 у рубці до 0,030±0,004 мг/кг у сичугу, стінка стравоходу – 0,026±0,002 мг/кг і підшлункова залоза – 0,035±0,003 мг/кг.