Новости
01.01.2022
Поздравляем Вас с Новым годом и Рождеством!
06.03.2021
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2021
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ В ЗОНЕ ВЫПАДЕНИЙ ЧЕРЕПОВЕЦКОЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЗОНЫ

Авторы:
Город:
Иваново
ВУЗ:
Дата:
06 ноября 2014г.

Актуальность темы

Согласно данным исследований, объемы выбросов предприятий Череповецкой промышленной зоны с развитой металлургической и химической пром ышленностью составляют свыше 70 % от общего объема экотоксикантов во всей Вологодской области (Ковачева Т., 2009). Это и не удивительно. Череповецкая промышленная зона включает в себя крупнейшие предприятия металлургической, химической промышленности, машиностроения и теплоэнергетики. Крупнейшими загрязнителями являются Череповецкий химический завод (ОАО  «Аммофос»),  Череповецкий  металлургический  комбинат  (ОАО  «Северсталь»),  ОА О  «Череповецкий «Азот» и ряд других.

Череповецкий завод ОАО «Северстальметиз», ЗАО « Череповецкий фанерномебельный комбинат»,  МУП «Теплоэнергия», ЧерМК ОАО « Северсталь» в последние годы снизили выбросы на 6-25 %. Однако, в связи с возрастанием объемов выпускаемой   продукции увеличили выбросы ОАО «Аммофос» и ОАО «Череповецкий

«Азот» (Ковачева Т., 2009). Выбросы предприятий Череповецкой промышленной зоны оказывают негативное влияние непосредственно на микроэлементный состав почвы прилегающих районов. «Вологодское масло» - один из агропромышленных и продовольственных брендов Вологодской области, известный далеко за пределами области ещѐ с ХIХ–го века. Известно, что «экологоческая безопасность» продукции животноводства напрямую зависит от  содержания тяжелых металлов и микроэлементов в почве, наши исследования посвящены оценке химических э лементов в почвенном покрове и кормовых культурах в хо зяйствах регионов, где выпадают отхо ды промышленной  зоны.

Пахотные почвы - преимущественно слабокислые, почвы средней кислотности составляют менее 30 %. Они отличаются недостаточным содержанием подвижного фосфора. Однако они слабо обеспечены  обменным калием, местами сильно завалунены.

В составе выбросов Череповецкой промышленной зоны содержится значительное количество соединений железа, марганца, серы, солей тяжелых металлов.

Материары и методы исследований

Отбирали по 10 проб почв, методом «конверта» с получением средней пробы, с глубины 5 – 10 см в количестве 3 кг (цит. по Иванову В.И., 1994).

Отбирали пробы следующих кормов: сено, силос, концентрированные корма.

Исследование почвы, воды и кормовых средств (сено, силос, концентрированные корма, жмых), на селен, цинк, медь, марганец, железо, ртуть, свинец, никель и кадмий - проводили методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии, а на наличие неорганического йода - колориметрическим методом, на приборе «Спекорд – 40». Полученные при исследовании данные были подвергнуты  биометрической обработке.

Результаты исследований

Содержание тяжелых металлов в почве свинца колебался от 5,4 до 9,2 мг/кг, кадмия от 0,44 до 0,7 мг/кг, марганца 406 – 588 мг/кг, никеля 12,9 – 18,4 мг/кг, хрома 13,8 – 20,8 мг/кг, т.е. их уровень в почве были выше ПДК.

Отмечено высокое содержание в почве железа и марганца. Известно, что избыток  марганца обуславливает отрицательный баланс кальция и фосфора (Дмитроченко  А.П., 1973), а также снижает пере хо д йода, селена и кобальта из почвы в растения. Высокая концентрация железа и тяжелых  металлов приводит к образованию нерастворимых форм селена. (Георгиевский В.И., Аненков Б.Н., Само хин В.Т., 1979). Как отмечается в ГОСТ 1774.  102-83  «Почвы.  Классификация  химических веществ  для  контроля  загрязнений»,  к  высокоопасным веществам (первый класс опасности) относят свинец и кадмий, к веществам умеренно опасным (второй класс опасности) – медь, никель, к веществам мало опасным (третий класс опасности) относят марганец.

Что касается содержания тяжелых металлов в почве контрольного хозяйства, то уровень свинца составлял в среднем 5,25 мг/кг, кадмия 0,51 мг/кг, марганца 415 мг/кг, никеля 12,2 мг/кг, хрома 13,4 мг/кг, то есть  их уровень был несколько ниже.

При исследовании содержания тяжелых металлов в опытном хозяйстве в зеленой пастбищной траве обнаружено кадмия в среднем 0,18 мг/ кг (ПДК 0,03) и свинца 0,96 (ПДК 0,5), то есть кадмия и свинца в зеленой пастбищной траве было выше ПДК. В силосе обнаружено содержание тяжелых металлов – кадмия 0,16 мг/кг, свинца 0,66 мг/ кг. Колебания тяжелых металлов в сене естественных сенокосов составили: кадмия 0,16 – 0,20 мг/кг, свинца  0,66 – 4,16 мг/кг. Резкие колебания концентрации свинца в сене объясняются, по -видимому, разной удаленностью территории сенокосных угодий от автомобильных дорог.

В концентрированных кормах отмечены колебания среднего уровня загрязнения тяжелыми металлами: кадмия 0,02 до 0,13 мг/кг, свинца от 0,52 до 10,8 мг/кг.

Нами проведена оценка загрязнения картофеля. Известно, что клубни картофеля по сравнению с некоторыми другими окультуренными растениями, обладают большей способностью накапливать соли тяжелых металлов, попавших в почву (Бондарев Л.Г., 1984, Сидоров Н.Ф., 1995). Оказалось, кадм ия содержится 0,06 мг/кг (в 2 раза выше ПДК), свинца 2,49 (при ПДК 0,5). Картофель на корм скоту не используется. В основном, он расхо дуется на продовольственные цели. Существующие санитарные правила запрещают использование картофеля на продовольственные цели, если кадмия содержится выше 0,03 мг/кг.

Среднее содержание железа в почвах опытного хо зяйства составило 11400 мг/ кг. Уровень микроэлемента цинка в почвах составлял в среднем 62,5 мг/кг.

Содержание неорганического йода в почвах хозяйств оказалось в ср еднем 0,68 мг/кг, т.е. содержание неорганического йода был очень низким.

Уровень селена в почве составил в среднем 0,42 мг/кг. Согласно данным  Е. А. Чаженгиной (1990),

проводившей исследования в Вологодской области, известно, что изменение кислотно -основных и окислительно- восстановительных свойств почвы отражается на миграции в ней селена. По ее данным более глубокие слои почв Вер хне волжского региона содержат большой запас селена в виде растворимых солей селенистой кислоты.

 

    

Рис.1. Содержание микроэлементов в почве (мг/кг) опытного  хозяйства

 

Сенаж содержит в среднем селена 0,041 мг/кг, железа – 363,8 мг/кг, цинка – 14,37 мг/кг, меди – 0,5 мг/ кг, йода – 0,106 мг/кг. В силосе в среднем на ходится селена – 0,025 мг/кг, железа – 336 мг/кг, цинка – 3,44 мг/кг, меди – 0,448 мг/кг, йода – 0,14 мг/кг. В яровой соломе содержание селена составило– 0,033 мг/кг, железа – 15,0 мг/кг, цинка – 2,125 мг/кг, меди – 0,5 мг/кг, йода – 0,08 мг/ кг.


В сене естественных трав их оказалось: селена – 0,016 мг/кг, железа – 9,2 мг/кг, цинка – 3,36 мг/кг, меди – 0,2 мг/кг, йода – 0,05 мг/кг. В концентрированных кормах в среднем на ходили селена – 0,042 мг/кг, железа – 75,6 мг/кг, цинка – 15,05 мг/кг, меди – 1,82 мг/кг, йода – 0,1 мг/ кг.

 

 

Рис.2. Содержание селена в кормахопытного хозяйства

  

 

Рис.3. Содержание йода в кормахопытного хозяйства

 Следовательно, высоким уровнем содержания селена отличаются концентрированные корма и сенаж. Однако железа слишком много в зеленой массе, а также в сенаже и силосе. По  относительно высокому уро вню цинка (15,05 мг/кг) выделяются концентрированные корма и сенаж. Меди было в значительном количестве в концентрированных кормах и зеленой массе. Высоким содержанием йода отличаются такие корма, как зеленая пастбищная трава и силос. Очень мало его в яровой соломе.

Обсуждение результатов

Анализ данных литературы и наши собственные исследования свидетельствуют, что в условиях Вологодской области на территории выпадений Череповецкой промышленной зоны крупный рогатый скот испытывает йодистую и селеновую недостаточность, которая проявляется на показателях воспроизводства и сохраннос ти молодняка.  На   фене   йодистой и селеновой недостаточности во  всех четырех обследованных хо зяйствах наблюдается значительный процент повторных осеменений, низкий вы хо д телят, налич ие гинекологических заболеваний у коров, из которых большая часть приходится на задержание последа, эндометриты и заболевания яичников.

Наши исследования и данные литературы (Клейменов Н.И., Магомедов М.Ш., Венедиктов А.М., 1987 и др.) свидетельствуют, что для коров айрширской породы с удоем молока в 10 кг в сутки и живой массой до 500 кг ежесуточная потребность в йоде вставляет 7,5 мг. В зимний период с кормами животные здесь получают 4,39 мг йода, что ниже ежесуточной потребности на 2,81 мг и 4,23 мг. В пастбищный период ежесуточно с кормами поступает в организм коров айрширской породы йода 3,63 мг, что ниже суточной потребности коров на 3,57 мг.

Таким образом, в пастбищный период животные получают значительно меньше йода, чем в стойловый период. Поэтому в крови коров айрширской породы уровень йода на хо дится в пределах 0,038-0,094 мг/л, что значительно ниже нормы.

Следовательно, в условиях Верхневолжья, в почве содержится недостаточное количество йода, в растения из почвы его также поступает недостаточно. Низкое содержание йода в почве, недостаточный его уровень в кормах, вхо дящих в состав рациона, приводит к поступлению йода в организм значительно ниже суточной потребности. Вот почему и отмечается у коров айрширской породы низкий уровень микроэлемента в кро ви.

Поступление микроэлемента селена с кормами не обеспечивает ежесуточную потребность коров в зимне - стойловый период на 0,3 мг, в летний на 0,43 мг. В пастбищный период в организм коров селена поступает меньше, чем в стойловый.

Итак, в почве Верхневолжского региона содержится достаточное количество микроэлемента селена, но,  в кормовые культуры его поступает недостаточно. Поэтому недостаток селена в кормах определяет низкий уровень его в крови коров. В связи с этим возникает вопрос, какие факторы тормозят пере хо д йода и селена из почвы в растения, а из растений с кормовыми культурами в организм животного?

На основании анализа литературы и результатов исследований  полагаем, что основными факторами, препятствующими перехо ду микроэлементов селена и йода из по чвы в растения, а из растений в организм животного, являются физико-химические свойства почвы, природно-ландшафтные и антропогенные. К физико- химическим мы относим кислый характер почвы региона, недостаточная ее насыщенность подвижным фосфором, обменным калием и избыток микроэлемента  железа  и марганца  в почве. К природно -ландшафтным относим характерные для региона переувлажненность почвы, наличие значительного количества заболоченных участков пастбищ, сенокосных угодий, торфяников. К антропогенным факторам следует отнести  обильные выпадения отхо дов Череповецкой промышленной зоны (предприятия металлургической и химической промышленности). Подтверждением последнего является высокое содержание марганца (в 1,4 раза), железа (в 1,6 раза), цинка (в 1,6 раза), меди (в 1,65 рала) в корма х, в то время как содержание йода и селена в кормах остается низким. Этот факт следует рассматривать, как результат выщелачивания йода и селена с кормовых культур в результате воздействия « кислотных дождей». В зимне-стойловый период ежесуточный избыток железа в кормах составляет 2264-2999 мг, марганца - 576,7-875 мг, цинка - 50-545,3 мг, в то время как недостаток кобальта колеблется в пределах 3,12-3,15 мг. В пастбищный период отмечается аналогичная закономерность: избыток в кормах железа составляет 1843,6-2781,1 мг, марганца 1022,7-1370,4 мг, цинка - 14-54,3 мг, меди - 40,6-54,3 мг, а ежесуточный недостаток кобальта - 3,09-4,26. Следовательно, избыток железа, марганца и цинка при нехватке кобальта в кормах препятствует поступлению йода и селена из кормов рационе в организм животного.

 

Список  литературы

1.           Бондарев, Л.Г. Микроэлементы – благо или зло/Л.Г.Бондарев //М. - «Знание»,- 1984 – 144 с.

2.           Георгиевский, В.И. Минеральное питание животных / В. И. Георгиевский, Б.Н. Анненков, В.Т. Само хи н // М.: - Колос, - 1979. – 256 с.

3.           Дмитроченко, А.П. Результаты исследований по минеральному питанию сельско хозяйс твенных животны х/

А.П. Дмитроченко // Минеральное питание сельско хозяйственны х животных. - М.- Колос. - 1973. - с. 52 – 57.

4.           Иванов, В.И. Недостаток селена и йода в проявлении ИДС телят и его  профилактика / В.И.Иванов, Л.Н. Каекина,  Е.А.Кузьменкова  //  Тез.  докл.  научно  -  практической  конференции  «Ученые  аграрники  - сельско хозяйственному производству», Кострома, - 1994, - с.49.

5.           Клейменов, Н.И.Минеральное питание скота на комплексах и фермах Н.И.Клейменов, М.Ш. Магомедова, А.М.Венедиктов// М. – Россельхо зиздат – 1987 -191 с.

6.           Ковачева,    Т.      Череповецкая     атмосфера:     дышать     безопасно?/     Т.Ковачева    //     интернет–ресурс http://www.chere.ru/).

7.           Сидоров, Н.Ф. Проблема  тяжелых металлов в сельском  хозяйс тве  (биологические  аспекты). Учебное пособие/ Н.Ф.Сидоров // Иваново; - ИСХИ. - 1995. – 48 с.

8.           Чаженгина, Е.А. Распределение селена в ландшафтно-геохимических условиях Карелии /  Е.А. Чаженгина // Автореферат диссер т…канд наук. – М.: 1990. – 16 с.