Моніторинг важких металів у довкіллі та способи зниження їх надлишку в організмі тварин

1,24±0,06

21,0±2,05*,**

14,0±1,22*,**

0,28±0,01**

0,13±0,02

Застосування тваринам дослідних груп сорбентів протягом перших 10 діб сприяло частковому зниженню вмісту Cd у печінці. Причому під дією сапоніту його рівень знизився в 3 рази, полісорбу - в 2,5, фітосорбенту - в 2 рази, енвету-1, цеоліту та хумоліту - на 40% порівняно з аналогічними даними у тварин відповідних дослідних груп до початку застосування сорбентів. Подальше застосування тваринам дослідних груп сорбентів з метою елімінації Cd з печінки було малоефективним. Так, згодовування таких сорбентів, як полісорб-М та енвет-1, протягом 20 діб дозволило знизити рівень Cd у печінці отруєних щурів лише на 50%.

Незважаючи на відносно високу концентрацію Pb у печінці отруєних щурів, застосування сорбентів уже протягом перших 10 діб спричинило значне (у 4-6 разів) зниження вмісту останнього в цьому органі, а в ряді випадків (cапоніт та фітосорбент) - до нормалізації рівня Pb у печінці, що відповідало аналогічним даним у інтактних щурів.

Вміст ⁸⁸Sr у печінці щурів дослідної та контрольної груп змінювався в незначних межах (табл. 7).

Отже, проведеними дослідженнями встановлено, що застосування лабораторним тваринам сорбентів є ефективним способом для елімінації із організму надлишку Zn та Pb і не впливало на концентрацію ⁸⁸Sr в тканинах. Термін застосування тваринам сорбентів з метою елімінації Cd необхідно продовжити. Окрім того, слід зазначити, що зниження концентрації Cu, Zn, Pb, Cd та ⁸⁸Sr у печінці тварин пов'язане із величиною іонообмінної здатності сорбента, загальним метаболізмом у печінці, ступенем токсичності металу та терміну їх шкідливого впливу, швидкості переходу елемента в іонну форму та депортації з органу.

Дослідження також показали, що застосування тваринам сорбентів на тлі навантаження їх організму важкими металами сприяло виведенню із організму токсичних елементів із серця, нирок, селезінки, легенів та м'язів отруєних щурів.

3.2 Вплив сорбентів на показники метаболізму вуглеводів, ліпідів та білків у тканинах

Встановлено (табл. 8), що введення щурам солей важких металів знижує білоксинтетичну функцію печінки. Про це свідчить зниження вмісту білка в плазмі крові отруєних тварин порівняно з аналогічним показником у інтактних тварин. Після 10 діб застосування щурам сорбентів характер змін вищевказаного показника залишався таким же, як і в отруєних тварин. Подальше згодовування цеоліту, сапоніту, хумоліту, палігорскіту, полісорбу-М та енвету-1 лабораторним тваринам (15-20 діб) не спричинило зростання концентрації білка в крові до значень цього показника у щурів до отруєння. Рівень сечовини в крові токсикованих тварин збільшився у 2 рази порівняно з аналогічними значеннями до отруєння і становив 13,76±3,00 ммоль/л. Застосування сорбентів для детоксикації важких металів в організмі щурів сприяло нормалізації вмісту сечовини вже після перших 10 діб згодовування. Так, за допомогою цеоліту, хумоліту та полісорбу-М рівень сечовини в крові отруєних щурів достовірно знизився у 2 і більше разів і відповідав такому в контролі, а при застосуванні сапоніту, палігорскіту та фітосорбенту його вміст навіть у 1,5-2 рази став нижчим ніж у тварин до отруєння (табл. 8).

Таблиця 8 Рівень метаболітів білкового, вуглеводного та ліпідного обміну в крові щурів до та після застосування сорбентів, М±m, n=5-7

Група тварин та застосовані сорбенти	Білок плазми, г/л	Сечовина, ммоль/л	Глюкоза, ммоль/л	Загальні ліпіди, г/л
До застосування сорбентів
Контроль	84,0±0,01	6,64±1,30	2,0±0,14	1,23±0,55
Дослід	74,7±3,0*	13,76±3,00*	4,2±0+60*	0,73±0,01*
Через 10 діб після застосування сорбентів
Цеоліт	75,0±1,73*	5,7±1,1**	10,0±0,10*,**	0,53±0,03*
Сапоніт	70,0±1,15*	4,2±1,2*,**	12,4±0,01*,**	0,40±0,001*,**
Хумоліт	75,0±0,58*	5,5±0,5**	4,1±0,15*	0,70±0,01*
Палігорскіт	73,0±0,60*	4,4±0,1*,**	3,7±0,01*	0,70±0,01*
Полісорб-М	70,0±2,80*	6,4±0,4**	6,6±0,10*,**	1,20±0,14**
Фітосорбент	67,0±0,60*	3,0±0,5*,**	4,6±0,09*	3,00±0,74*,**
Енвет-1	74,0±3,46*	8,1±0,2**	7,9±0,14*,**	0,70±0,02*
Через 15 діб після застосування сорбентів
Цеоліт	71,0±0,50*	3,5±0,1*,**	5,0±0,30*	1,50±0,10**
Сапоніт	77,0±1,70	4,5±0,4**	4,6±0,90*	1,10±0,01**
Хумоліт	75,0±1,70*	4,2±0,3*,**	5,1±0,11*	0,60±0,01*
Палігорскіт	77,0±1,80	4,5±0,1**	3,6±0,01*	1,70±0,08*,**
Полісорб-М	67,0±0,60*	5,6±0,2**	3,7±0,01*	0,50±0,08*
Фітосорбент	71,0±2,40*	5,2±0,3**	10,9±0,22*,**	1,40±0,05**
Енвет-1	70,0±2,30*	3,9±0,5*,**	5,1±0,05*	0,30±0,05*,**
Через 20 діб після застосування сорбентів
Полісорб-М	76,0±1,10	5,2±0,7**	7,9±0,75*,**	1,70±0,10*,**
Енвет-1	72,0±1,30*	4,2±0,1*,**	7,3±0,58*,**	1,70±0,10*,**

Через 15 та 20 діб застосування сорбентів рівень сечовини в крові тварин дослідних груп стабілізувався, що відповідало, а в ряді випадків (цеоліт, хумоліт, енвет-1) було дещо нижчим від контролю.

Концентрація глюкози в крові щурів після отруєння солями важких металів збільшилась у 2 рази порівняно з такою до отруєння. Через 10 діб після згодовування сапоніту, цеоліту, полісорбу-М та енвету-1 вміст глюкози в крові дослідних тварин продовжував збільшуватися (в середньому в 1,5-3 рази). Хумоліт, палігорскіт та фітосорбент не змінили концентрацію глюкози в крові порівняно з її рівнем у тварин дослідних груп до застосування сорбентів.

Через 15 та 20 діб застосування тваринам дослідних груп сорбентів рівень глюкози в крові залишався відносно високим порівняно з інтактними тваринами протягом усього дослідного періоду, що свідчить про те, що важкі метали проявляють гіперглікемічний ефект, пов'язаний із порушенням функції печінки і підшлункової залози.

Вміст загальних ліпідів у крові щурів після отруєння знизився на 43% порівняно з аналогічним показником у інтактних тварин. Застосування тваринам дослідних груп сорбентів cапоніт та цеоліт сприяло подальшому їх зниженню; хумоліт, палігорскіт та енвет-1 не впливали на концентрацію, а полісорб-М та фітосорбент призвели до зростання рівня загальних ліпідів в 1,7-4,3 раза порівняно з аналогічними даними в отруєних тварин до згодовування сорбентів. Використання тваринам цеоліту, сапоніту, палігорскіту та фітосорбенту протягом 15 діб експерименту позитивно вплинуло на вміст загальних ліпідів у крові, рівень яких достовірно зріс і наблизився до аналогічних показників у контрольній групі тварин. Лише сорбент енвет-1 знижував значення цього метаболіту до досить низьких величин 0,3±0,05 г/л, проти 1,23±0,55 у контролі. Разом з тим, продовження терміну застосування сорбентів до 20 діб сприяє, згідно з одержаними даними, нормалізації рівня загальних ліпідів у плазмі крові (табл. 8).

Застосування тваринам сорбентів супроводжується зниженням вмісту білка в крові та тканинах, тобто свідчить про зниження білоксинтетичної функції печінки, і пов'язано, ймовірно, зі зміною концентрації вільних амінокислот у крові та печінці.

Встановлено, що загальна сума амінокислот у крові тварин після введення солей важких металів на 8,4% менша ніж у контролі, що узгоджується із зниженням рівня білка плазми крові в отруєних щурів. Зниження аспарагінової та глютамінової кислот, проліну, гліцину, аланіну, триптофану та аргініну в крові дослідних тварин спричинило відповідні зміни концентрації кето- та глюкогенних, замінних та незамінних амінокислот відносно аналогічних показників у крові інтактних щурів.

4. Вплив сорбентів на вміст важких металів у тканинах корів

Встановлено, що згодовування сорбентів хумоліту та сапоніту лактуючим коровам протягом усього періоду досліджень не впливало на показники, що характеризують клінічний стан тварин. Так, температура тіла, частота дихання та серцевих скорочень у корів були в межах фізіологічних коливань і не змінювалися протягом досліду.

Показано, що згодовування лактуючим коровам сорбенту хумоліт протягом перших 10 діб викликало зміни рівня Cu, Zn, та ⁸⁸Sr у крові дослідних тварин порівняно з такими значеннями у корів з контрольної групи. У цьому разі під впливом хумоліту вміст Cu у крові знизився в 2,3 раза, ⁸⁸Sr - на 36%. Через 20 діб застосування хумоліту в крові знизилась концентрація всіх досліджуваних токсичних елементів, окрім Zn. Важливим є те, що рівень Pb за цей час знизився більше ніж у 2,5 раза, а вміст Cd зменшився на 30% порівняно з аналогічними показниками у контролі.

Через 30 діб згодовування сорбенту хумоліт лактуючим коровам рівень Pb у крові дослідних тварин знизився до меж 0,023±0,002 мг/л, що у 8 разів нижче ніж у корів до початку його згодовування. Вміст Cd в крові дослідних тварин за цей період зменшився на 40%, ⁸⁸Sr - на 57%, концентрація Zn зросла, а рівень Cu відповідав аналогічним показникам у крові корів контрольної групи.

При згодовуванні коровам дослідної групи сапонітового борошна характер змін досліджуваних важких металів у крові був практично аналогічним, що й при застосуванні хумоліту. Так, вже через 10 діб використання сапонітового борошна знизився рівень Cu і Pb у крові дослідних корів порівняно з аналогічними показниками у крові тварин з контрольної групи на 27 та 36% відповідно. Через 20 діб згодовування коровам сапоніту вміст Pb у крові знизився майже в 3 рази, Cu - у 2,4 раза, ⁸⁸Sr - на 29%, однак, рівень Cd у крові майже не змінився.

На кінець експерименту (через 30 діб) вміст Pb у крові лактуючих корів, що отримували сапонітове борошно, знизився в 5 разів, Cd - майже в 2 рази, ⁸⁸Sr - на 43%, Cu - на 26% порівняно з аналогічними даними у тварин з контрольної групи. Рівень Zn у крові корів в умовах експерименту не знижувався.

Таким чином, застосування лактуючим коровам сорбентів хумоліту та сапоніту протягом 1 місяця сприяло значному зниженню в їх крові вмісту Pb, Cu, Cd та ⁸⁸Sr. Рівень Cu та Zn в обох випадках експерименту на початку знижувався, а в кінці наближався до значень у крові тварин з контрольної групи (для Cu) або був значно вищим (для Zn).

З'ясовано, що у молоці корів, які утримувалися в господарствах з високим вмістом важких металів у ґрунтах, воді та кормах вміст Pb відповідав значенням верхньої межі ГДК (ГДК для Cd 0,03 мг/л, а Pb - 0,1 мг/л). Концентрація Cu, Zn та ⁸⁸Sr у молоці відповідала нормі (Медико-биол. требования и сан. нормы, 1990). Згодовуванням тваринам сорбентів передбачалося знизити надлишок Pb та Cd у молоці до безпечних параметрів.

Показано, що застосування хумоліту коровам дослідної групи впродовж перших 10 діб сприяло зниженню в молоці Pb у 2 рази, Cd - на 90%, Cu - на 44%, Zn - на 13%, ⁸⁸Sr - на 35% порівняно з аналогічними показниками у корів з контрольної групи. Через 20 діб згодовування коровам хумоліту зафіксовано подальше зниження вмісту Pb та ⁸⁸Sr у молоці дослідних тварин, тоді як рівень Cd та Zn залишався без змін порівняно з даними у молоці корів через 10 діб використання цього сорбенту, так і з аналогічними показниками у молоці корів з контрольної групи.

Через 30 діб застосування коровам хумоліту вміст усіх важких металів, що досліджували у молоці не перевищував значень ГДК. У цьому разі рівень Pb у молоці знизився в 4 рази, Cd - у 3,4 раза, ⁸⁸Sr - у 2,4 раза порівняно з показниками у молоці корів, яким цей сорбент не застосовували (контроль).

Позитивний вплив на зниження вмісту Pb та Cd у молоці корів одержано також під час застосування з цією метою сорбенту cапоніт. Встановлено, що cапоніт, як і хумоліт, уже через 10 діб його згодовування лактуючим коровам сприяв зниженню усіх 5 досліджуваних токсичних елементів у молоці корів дослідної групи порівняно з даними у корів з контрольної групи. При цьому рівень Pb у молоці знизився в 2 рази, Cd - на 37%, Cu - на 32, Zn - на 17, ⁸⁸Sr- на 52% (рис. 7-11).

Через 20 діб застосування коровам сапонітового борошна зареєстровано подальше зниження Pb (у 3 рази), Cd (у 2 рази), ⁸⁸Sr (у 2,4 раза) у молоці корів порівняно з аналогічними значеннями у молоці дослідних тварин після 10 діб з початку згодовування сапоніту. На кінець експерименту (30 діб) вміст важких металів у молоці корів з дослідної групи не перевищував параметрів ГДК, тобто молоко за вмістом важких металів відповідало встановленим нормам.

Отже, згодовування лактуючим коровам сорбентів хумоліт і cапоніт протягом 1 місяця сприяло зниженню надлишку важких металів у молоці корів до безпечних значень.

Показано, що у тканинах корів основними токсичними елементами до згодовування сорбентів є Pb та Cd. Так, встановлено надлишок Pb для тканин печінки, нирок, селезінки та м'язів, а рівень Cd був у верхній межі ГДК лише у м'язовій тканині (табл. 9). Вміст Cu та Zn у досліджуваних тканинах тварин з контрольної групи не перевищував значень ГДК. Рівень ⁸⁸Sr у цих тканинах був у межах 0,1-0,4 мг/кг, що не дає підстав робити висновки про його токсичну дію, оскільки норми цього токсиканту для організму тварин не встановлено.

Згодовування лактуючим коровам протягом 1 місяця сорбенту хумоліт виявилось достатнім для того, щоб суттєво знизити надлишок важких металів не тільки в біологічних рідинах, а й у тканинах.

З'ясовано, що рівень Pb у печінці корів дослідної групи під впливом хумоліту знизився у 6,6 разів, у нирках - у 7, у селезінці - у 3,6, у м'язах - у 4,2 раза порівняно з аналогічними показниками в корів контрольної групи. Вміст Cd достовірно знизився лише в м'язовій тканині та нирках, однак, зріс у легенях (у 3 рази) порівняно з контролем.

Таблиця 9 Вміст важких металів у тканинах корів, М±m, n= 3, мг/кг

Тканина	Pb	Cd	Cu	Zn	Sr
До застосування сорбентів (контроль)
Печінка	0,86±0,11	0,14±0,010	6,60±0,71	69,40±3,11	0,18±0,02
Нирки	2,94±0,43	0,61±0,050	7,11±0,44	18,60±0,94	0,21±0,01
Серце	0,58±0,04	0,08±0,001	2,28±0,07	14,90±0,72	0,12±0,01
Легені	0,43±0,01	0,04±0,005	3,17±0,22	22,70±1,43	0,10±0,01
Селезінка	1,79±0,23	0,21±0,010	8,24±1,00	50,30±3,14	0,41±0,08
М'язи	2,16±0,15	0,05±0,002	0,29±0,01	23,50±1,27	0,14±0,01
Після завершення згодовування хумоліту
Печінка	0,13±0,02*	0,11±0,01	2,41±0,23*	74,30±3,17	0,10±0,01*
Нирки	0,41±0,05*	0,47±0,05*	5,86±0,74*	24,70±1,30*	0,17±0,02*
Серце	0,25±0,02*	0,10±0,01	1,57±0,26*	19,10±1,26*	0,10±0,01
Легені	0,45±0,11	0,12±0,01*	3,50±0,31	31,60±2,14*	0,10±0,01
Селезінка	0,49±0,10*	0,17±0,03	10,72±1,05*	48,40±1,71	0,19±0,03*
М'язи	0,51±0,05*	0,041±0,001	0,62±0,02*	29,20±0,77*	0,10±0,01*
Після завершення згодовування сапоніту
Печінка	0,49±0,12*	0,12±0,01	5,64±0,39	81,00±2,16	0,12±0,02*
Нирки	0,33±0,07*	0,39±0,07*	7,19±0,70	30,30±0,94*	0,19±0,02
Серце	0,40±0,06*	0,12±0,01*	2,09±0,15	24,10±0,72*	0,10±0,01
Легені	0,17±0,02*	0,08±0,002*	4,00±0,27*	25,90±1,13	0,08±0,01
Селезінка	0,60±0,10*	0,20±0,02	8,74±0,66	70,20±2,04*	0,12±0,02*
М'язи	0,48±0,07*	0,048±0,001	0,63±0,11*	37,80±2,91*	0,08±0,005*
ГДК:
М'язи	0,5	0,05	5,0	70,0	-
Нирки	1,0	1,0	20,0	100,0	-
Субпродукти	0,6	0,3	20,0	100,0	-

* - р ? 0,05 порівняно з показниками у контролі.

Під час досліду встановлено певні коливання вмісту Cu та Zn у досліджуваних субпродуктах та м'язовій тканині корів, що може бути наслідком іонообмінних властивостей хумоліту, а також можливим перерозподілом цих елементів між окремими органами та біологічними рідинами. Разом з тим, вміст Cu та Zn у всіх тканинах дослідних тварин був на низькому рівні, причому значно нижчим від параметрів ГДК. За час застосування лактуючим коровам хумоліту концентрація ⁸⁸Sr достовірно знизилася в тканині печінки на 45%, нирок - на 19%, селезінки - на 76%, м'язах - на 29% порівняно з аналогічними даними у корів з контрольної групи, що також є свідченням позитивної сорбційної здатності цього елемента.

Застосування сорбента сапоніту також позитивно вплинуло на зниження рівня досліджуваних токсичних елементів у тканинах і, в першу чергу, на концентрацію Pb та Cd у корів дослідної групи. Встановлено, що після завершення згодовування сапоніту лактуючим коровам рівень Pb достовірно знизився в усіх тканинах: у печінці - в 1,7 раза, нирках - у 9 разів, серці - на 31%, легенях - у 2,5 раза, селезінці - в 3 рази, м'язах - у 4,5 раза порівняно з аналогічними значеннями в тканинах корів з контрольної групи (табл. 9). Разом з тим, вміст Pb у селезінці та м'язах дослідних корів перебуває на грані верхньої межі норми. Вміст Cd під дією сапоніту достовірно знизився на 36% лише у нирках корів з дослідної групи, тоді як у легеневій тканині та серцевому м'язі зареєстровано його зростання відповідно на 100 та 50% порівняно з контролем, хоч ці значення є значно нижчими (майже у 3 рази) від ГДК. Концентрація Cu в печінці, нирках, серці та селезінці корів дослідної групи не зазнала суттєвих змін, тоді як у легеневій та м'язовій тканинах рівень даного елемента достовірно зріс. Показано зростання рівня Zn, вміст якого збільшився в усіх досліджуваних тканинах, що відібрані у корів дослідної групи, яким згодовували протягом 30 діб сапонітове борошно, однак, його значення було значно нижчим від ГДК. У печінці, селезінці та м'язах дослідних тварин застосований сорбент сприяв достовірному зниженню ⁸⁸Sr порівняно з аналогічними даними у корів з контрольної групи. Так, вміст ⁸⁸Sr у печінці знизився на 34%, селезінці - в 3,4 раза, а в м'язах - на 43%, що підтверджує ефективність використання сапонітового борошна для детоксикації цього хімічного елемента в організмі тварин.

Отже сорбенти хумоліт та cапоніт, хоч і мають різну хімічну структуру, значною мірою здатні виявляти високі сорбційні властивості щодо виведення із організму корів таких небезпечних токсичних елементів, як Pb, Cd, ⁸⁸Sr, Cu та Zn, особливо коли концентрація останніх значно перевищує параметри ГДК у тканинах.

Зниження рівня токсичних елементів у біологічних рідинах та тканинах тварин шляхом застосування сорбентів до меж фізіологічно безпечних величин є надзвичайно важливим засобом при проведенні еколого-детоксикаційних та профілактичних заходів при веденні тваринництва в біогеохімічних зонах України з високим рівнем важких металів та інших токсичних сполук у довкіллі. Разом з тим, застосування сорбентів протягом певного періоду може знизити не тільки надлишок важких металів у тканинах, а й вплинути на гомеостаз в організмі тварин, у тому числі на баланс мікро- та макроелементів у рідинах, органах, тканинах та метаболічних системах. За таких умов виникає необхідність всебічного вивчення впливу застосованих детоксикантів на обмін речовин і, в першу чергу, на сталість показників КЛР крові, білкового, вуглеводного, ліпідного та мінерального обмінів в організмі.

4. Аналіз та узагальнення результатів дослідження

Значна територія України, внаслідок високого рівня техногенного навантаження на природне середовище, забруднена токсичними хімічними сполуками, радіонуклідами та важкими металами. Максимальне залучення до господарського використання землі, водойми, ліси, мінерально-сировинних ресурсів також поглиблює проблему, що пов'язана із забрудненням територій важкими металами.

Серед великої кількості невідкладних завдань, які необхідно вирішувати вже сьогодні, одним із першочергових є проблема “металічного пресингу” на довкілля та тварин. З урахуванням важливості даної проблеми вивчено розповсюдження, джерела надходження, вплив на організм тварин та методи запобігання негативної дії таких токсичних елементів, як Cu, Zn, Pb, Cd, ⁸⁸Sr у природному ланцюзі: ґрунт - вода - корми - організм тварин - продукція тваринництва, що є важливою основою при проведенні еколого-гігієнічної характеристики довкілля та продукції тваринництва.

Проведені дослідження дозволили з'ясувати шляхи міграції важких металів в організм тварин через воду, що використовують для напування сільськогосподарських тварин, ґрунти, на яких вирощуються кормові культури, насіння кормових культур, корми та продукцію тварин. Експериментально доведено, що саме з кормів та води тваринний організм одержує токсичні елементи, кумулює їх окремими органами та тканинами, що в кінцевому результаті призводить до негативного впливу на клінічний стан, метаболічні процеси в тканинах, що супроводжується зниженням якості молока, яловичини, субпродуктів. З'ясовано кумулятивну дію Cu, Zn, Pb, Cd, ⁸⁸Sr в організмі лабораторних тварин та лактуючих корів. Надлишок важких металів порушує функціональний стан органів та тканин, знижує активність ферментів, білоксинтезуючу функцію печінки, посилює уреогенез, викликає гіперглікемію у тварин, знижує якість продукції тваринництва. Накопичення важких металів в організмі залежить від віку тварин, розташування господарства, стану обміну речовин в отруєному організмі, вчасного виявлення підвищеного рівня та застосування дієвих лікувальних та профілактичних заходів.

Здійснені моніторингові дослідження вмісту важких металів у тканинах та органах великої рогатої худоби в господарствах, що розміщені на територіях з підвищеним вмістом важких металів у довкіллі вказують на необхідність застосування сорбентів лактуючим коровам з метою зв'язування та виведення надлишку токсичних хімічних елементів з організму. Запропоновані способи застосування сорбентів дають можливість протягом місяця оздоровити тваринний організм від важких металів, що має важливе значення як при подальшій експлуатації тварин, так і при одержанні екологічно чистої продукції.

метал тварина корм

Висновки

Проведеними дослідженнями вперше теоретично обґрунтовано та експериментально доведено, що в основі механізму сумісної дії важких металів - Cu, Zn, Pb, Cd, ⁸⁸Sr лежить їх здатність проявляти кумулятивну дію, негативно впливати на клінічний стан тварин, функції органів та тканин, змінювати реакцію біологічних рідин в організмі, проявляти гальмівний вплив на ферментні системи, білоксинтезуючу функцію печінки, змінювати рівень та співвідношення білків, вільних замінних і незамінних амінокислот у тканинах.

1. Дослідження зразків води, ґрунту, насіння, кормів, тканин та органів тварин, продукції тваринництва на вміст важких металів (Cu, Zn, Pb, Cd та ⁸⁸Sr), у господарствах 6 областей України, що розташовані у різних екологічних зонах, свідчать про значне їх забруднення токсичними елементами, що вимагає вивчення механізму їх впливу на організм тварин, впровадження ефективних заходів з недопущення подальшого забруднення довкілля, вдосконалення наявних способів ведення тваринництва на забруднених територіях, контролю за вмістом важких металів у продукції тваринництва при проведенні санітарно-гігієнічної оцінки її якості.

2. Показано, що вода, яка використовується для напування сільськогосподарських тварин у різних екологічних зонах за вмістом Cu, Zn, Pb, Cd перевищує у 87, 93, 80 та 47% зразків проведених досліджень відповідні ГДК.

3. Встановлено, що зразки ґрунтів, які відібрані у господарствах різних екологічних зон і використовуються для вирощування кормових культур, містять надлишок Cu, Pb та Cd - у 80-83% досліджень, ⁸⁸Sr- у 100%, а за вмістом Zn - можуть бути віднесені до біогеохімічних провінцій цинкової недостатності.

4. Вміст Zn та Pb у кормових культурах більшості господарств, ряду центральних та північних областей України перевищує МДР, а насіння окремих культур містить надлишкову кількість Cu, Cd та ⁸⁸Sr. Насіння бобових культур накопичує важкі метали у значно вищих концентраціях ніж злакових. У вегетаційний період зелена маса бобових культур максимально кумулює Cd, Pb та ⁸⁸Sr, а злакових - Zn.

5. Виявлено підвищений у 1,5-4 рази вміст Pb у м'язах і органах, а також Cd у молоці корів, що свідчить про високу кумулятивну здатність цих елементів. Рівень Cu, Zn та ⁸⁸Sr у крові, молоці, м'язовій тканині та паренхіматозних органах корів з більшості господарств перебуває в межах норми.

6. На лабораторних тваринах показано, що введення per os солей важких металів Cu, Zn, Pb, Cd та ⁸⁸Sr збільшує їх рівень у паренхіматозних органах тварин у 2-365 рази і може бути експериментальною моделлю з вивчення сумісної дії важких металів на організм.

7. Показано, що введення суміші солей важких металів викликає у лабораторних тварин розвиток субкомпенсованого метаболічного ацидозу, пригнічення активності АлАТ сироватки крові - в 7 разів, АсАТ - у 3, амілази - в 100, креатинфосфокінази - в 195, ЛДГ - у 15, гама-глутамілтранспептидази - в 3 рази.

8. Встановлено, що у лабораторних тварин при сумісній дії важких металів виникає гіперглікемія, посилюється уреогенез, порушується білоксинтезуюча функція печінки, знижується концентрація та змінюється співвідношення кето- та глюкогенних, замінних і незамінних амінокислот.

9. Згодовування лабораторним тваринам після навантаження їх організму сумішшю солей важких металів сорбентів цеоліт, cапоніт, хумоліт, палігорскіт, полісорб-М, фітосорбент, енвет-1 сприяє ефективній елімінації Cu, Zn, Pb, ⁸⁸Sr із тканин та органів отруєних тварин. Показано, що для зниження в тканинах щурів Cd зазначені сорбенти необхідно згодовувати не менше ніж 30 діб.

10. Застосовані сорбенти, сприяючи виведенню надлишку важких металів, не викликають змін клінічних показників, нормалізують процеси обміну білків, вуглеводів, ліпідів та макроелементів в організмі, що вказує на можливість широкого їх використання як детоксикуючих та профілактичних засобів.

11. З'ясовано, що надлишок Pb, Cd та ⁸⁸Sr у грубих, соковитих та концентрованих кормах негативно впливає на процеси обміну білків, вуглеводів, ліпідів в організмі лактуючих корів, викликаючи стан компенсованого метаболічного ацидозу, знижуючи насиченість крові киснем, підвищуючи вміст Pb, Cd, ⁸⁸Sr у крові та молозиві. Плацента корів здатна вибірково сорбувати важкі метали, що сприяє їх переходу в тканини та органи новонароджених телят, викликаючи підвищення рівня Pb, Cd у крові.

12. Застосування лактуючим коровам природного сорбенту хумоліт в дозі 0,5г маси тіла на добу протягом 1 місяця знижує вміст Cd у молоці, нирках та легенях; Pb - у м'язах, печінці, нирках, серці та селезінці; ⁸⁸Sr -у м'язах, печінці, нирках, селезінці; Cu - у печінці, нирках, серці; сорбенту cапоніт у дозі 0,5 г на добу протягом 1 місяця знижує вміст Cd в молоці та нирках; Pb - у м'язах та субпродуктах; ⁸⁸Sr -у печінці, селезінці та м'язах до безпечних значень, що не перевищують ГДК.

13. Сорбенти хумоліт та cапоніт при застосуванні у зазначених дозах не впливають на клінічні показники та рівень метаболітів вуглеводного, білкового, ліпідного та водно-сольового обмінів, сприяють нормалізації функціонального стану органів та тканин організму лактуючих корів, покращують якість молока, яловичини та субпродуктів.

14. З метою одержання екологічно чистої тваринницької продукції сільськогосподарськими підприємствами, які розташовані на територіях з високим вмістом важких металів у ґрунтах, воді та кормах, необхідно застосовувати сорбенти лактуючим коровам з профілактичною метою двічі на рік з інтервалом у 6 місяців.

Рекомендації виробництву

1. Лабораторіям ветеринарної медицини, у зонах підвищеного вмісту важких металів у довкіллі на підставі результатів власних досліджень та даних гідрометеорологічної, агрономічної і медичної служб, необхідно проводити постійний моніторинг вмісту важких металів у об'єктах ветеринарного нагляду.

2. У регіонах України з підвищеним рівнем важких металів у ґрунті, воді, рослинах, кормах і тканинах тварин Cu, Zn, Pb, Cd та ⁸⁸Sr необхідно проводити постійний контроль за їх вмістом у молоці, яловичині, внутрішніх органах та продуктах їх переробки. Аналогічні дослідження на вміст важких металів у тканинах тварин рекомендується здійснювати також і при хронічних інтоксикаціях організму тварин з ознаками ураження печінки, шлунково-кишкового тракту, анемії, еритропенії тощо.

3. При проведенні санітарно-гігієнічної оцінки та визначення якості молока, яловичини та субпродуктів визначення вмісту важких металів є обов'язковим для лабораторій ветеринарної медицини.

4. Застосовувати корми із вмістом важких металів, що перевищує МДР лактуючим коровам, необхідно з певними обмеженнями та проводити їх часткову заміну чистими кормами з такого розрахунку, щоб загальний рівень вмісту токсичних елементів у кормах раціону не перевищував показники МДР. Корми, в яких виявлено важкі метали у кількостях, що перевищують МДР у 10 і більше разів, згодовувати тваринам забороняється. Питання про їх реалізацію вирішується в кожному конкретному випадку окремо, за узгодженням з органами охорони здоров'я.

5. При виробництві молока та яловичини у господарствах, що розміщені на територіях з підвищеним вмістом важких металів у довкіллі, з метою одержання безпечної та якісної продукції тваринництва рекомендується застосовувати природні сорбенти cапоніт та хумоліт з розрахунку 0,5 г/кг маси тіла на добу, протягом 1 місяця, що дасть змогу знизити рівень важких металів у тканинах тварин до меж ГДК.

Список опублікованих праць

1. Засєкін Д. Вміст важких металів у воді для напування тварин у ряді господарств північних та центральних областей України // Ветеринарна медицина України. - 1999. - № 9. - С. 8-9.

2. Засєкін Д. Вміст важких металів у ґрунтах та можливість виникнення токсикозів у тварин // Ветеринарна медицина України. - 1999. - № 10. - С. 12-13.

3. Засєкін Д.А. До питання надходження важких металів в організм тварин // Вісник аграрної науки. - 1999. - № 12. - С. 59-61.

4. Засєкін Д. Чи повинна хвилювати фахівців якість зеленої маси ? // Ветеринарна медицина України. - 2000. - № 7. - С. 38-39.

5. Засєкін Д.А., Калінін І.В. Використання лабораторних білих щурів для створення біологічного об'єкту з підвищеним вмістом важких металів // Наук. вісник НАУ. - 1999. - Вип. 19. - С. 21-24. Дисертантом запропонована ідея, участь у експерименті, підібрані дози токсикантів, проведено визначення важких металів у тканинах, інтерпретовано дані експерименту, написана стаття.

6. Засєкін Д. Чи є зв'язок між вмістом важких металів у насінні та здоров'ям тварин? // Ветеринарна медицина України. - 2000. - № 1 - С. 14-15.

7. Засєкін Д.А. Вміст важких металів у біологічних рідинах продуктивних корів ряду господарств центральних та північних областей України // Наук. вісник НАУ. - 2000. - Вип. 21- С. 125-129.

8. Засєкін Д.А. Вміст важких металів у м'ясі та субпродуктах корів з екологічно різних господарств України // Наук. вісник НАУ . - 2000. - Вип. 24. - С. 25-28.

9. Засєкін Д., Мельничук Д., Калінін І. Природний цеоліт як фактор зменшення рівня важких металів в організмі тварин // Ветеринарна медицина України. - 2000. - № 3, - С. 36-37. Дисертантом запропоновано використання сорбентів, участь у досліді, інтерпретація отриманих результатів, написана стаття.

10. Засєкін Д.А. Важкі метали у насінні кормових культур // Вісник аграрної науки. - 2000. - № 5, - С. 56-58.

11. Засєкін Д.А. Детоксикація надлишку важких металів в організмі тварин - запорука збереження здоров'я та одержання екологічно чистої тваринницької продукції // Наук. вісник НАУ. - 2000. - Вип. 28. - С. 258-269.

12. Засєкін Д.А. Важкі метали в системі: вода-грунт-рослина (корми)-тварина // Вісник Державної агроекологічної академії. - Жовтень, 2000 р. - С. 324-325.

13. Засєкін Д.А., Захаренко М.О., Мельничук Д.О. Ефективність застосування адсорбентів при отруєнні організму тварин важкими металами // Наук. вісник НАУ. - 2000. - Вип. 29. - С. 33-37. Дисертант провів дослід, отримав та узагальнив експериментальний матеріал, написана стаття.

14. Засєкін Д.А., Захаренко М.О., Свинаренко О.І. Шляхи одержання екологічно чистої тваринницької продукції в регіонах України з високим рівнем важких металів у довкіллі // Сучасні проблеми екології та гігієни виробництва продукції тваринництва: Зб. наук. праць Вінницького державного аграрного університету. - 2000. - Т.1. - Вип. 8. - С. 61-65. Дисертант організував дослід в умовах виробництва, підібрав дози та термін застосування сорбентів лактуючим коровам, особисто відібрав зразки крові, молока та органів для досліджень, провів аналіз та узагальнення отриманих експериментальних даних, написав статтю.

15. Засєкін Д.А. Моніторинг стронцію у довкіллі та способи зниження його надлишку в організмі тварин // Наук. вісник НАУ. - 2001.- Вип. 45. - С. 137-142.

16. Засєкін Д.А., Захаренко М.О. Вплив сорбентів на амінокислотний склад крові отруєних важкими металами тварин // Проблеми зооінженерії і ветеринарної медицини // Збірник наукових праць ХДЗВА. - Харків,2001. - Вип.9.-Ч.1. - С.227-233.

17. Засєкін Д.А. Розвиток патологічного процесу у тварин за умов отруєння їх організму солями важких металів // Наук. вісник НАУ.- 2001.- Вип. 42.-С. 90-95.

18. Засєкін Д.А., Захаренко М.О. Зниження надлишку важких металів в організмі тварин сорбентами та швидкість виникнення повторного токсикозу //Вісник Сумського державного аграрного університету /Спеціальний випуск до міжнародної науково-практичної конференції “Перспективи розвитку скотарства у третьому тисячолітті” .- Суми, 2-5 жовтня 2001.-С.75-78.

19. Калінін І.В., Засєкін Д.А., Мельничук Д.О. Вплив важких металів на метаболічні процеси у тварин // Вісник аграрної науки, 1998. - № 4. - С. 34-36. Дисертант брав участь в експерименті, обговоренні одержаних результатів, формуванні висновків та написанні статті.

20. Мельничук Д.О., Калінін І.В., Засєкін Д.А. Вплив важких металів на кислотно-лужний стан та показники азотового обміну у щурів // Доповіді НАН України, 1998. - № 8. - С. 165-167. Дисертант брав участь у плануванні, організації та проведенні досліду, отриманні показників експерименту, їх обговоренні та групуванні в таблиці, написанні статті.

21. Калінін І.В., Мельничук Д.О., Засєкін Д.А. Вплив важких металів на обмін амінокислот та активність ферментів у отруєних щурів // Наук. вісник НАУ. - 1998. - Вип. 6. - С. 51-55. Дисертанту належить ідея проведення досліду та визначення даних показників, схема отруєння щурів, інтерпретація отриманих експериментальних результатів, підготовка статті.

22. Хмельницький Г., Засєкін Д., Павленко М., Новожицька Ю. Максимально допустимий рівень ряду небезпечних хімічних елементів у раціонах тварин // Ветеринарна медицина України. - 1999. - № 12. - С. 26-27. Дисертант брав участь у формуванні матеріалів статті, зокрема, що стосується максимально допустимих рівнів міді, цинку, свинцю та кадмію в кормах, аналіз токсичних елементів у кормах для різних видів сільськогосподарських тварин, іншій сировині, написав статтю.

23. Шеремета В.І., Богданов Г.О., Опанасенко В.О., Засєкін Д.А., Лакатош В.М., Слєпченко В.М. Коригування обмінних процесів у реципієнтів і донорів шляхом згодовування мінеральних добавок //Вісник аграрної науки. - 1997. - № 10. - С. 41-45. Дисертант провів дослідження крові дослідних тварин на вміст кальцію, фосфору, цинку, міді, марганцю, кобальту, а також білка, глюкози, сечовини, загальних ліпідів. Брав участь в обговоренні отриманих результатів та формуванні висновків.

24. Патент 22730 А Україна, МКІ А23J3/04, В08В15/00. Спосіб виведення важких металів з організму тварин : Мельничук Д.О., Засєкін Д.А., Калінін І.В. Заявлено 27.06.97; Опубліковано 07.04.98.

25. Деклараційний ПАТЕНТ України 40751 А “Спосіб зв'язування важких металів в організмі тварин”: Засєкін Д.А., Калінін І.В., Мельничук Д.О.; Заявлено 21.04.1999р., опубліковано 15.08.2001р.-Бюл. № 7.

26. Деклараційний ПАТЕНТ України 42139 А. “Спосіб виведення важких металів з організму тварин”: Калінін І.В., Засєкін Д.А.; Заявлено 09.07.1999р., опубліковано 04.09.2001р.-Бюл. №9.

27. Хмельницький Г.О., Засєкін Д.А., Павленко М.С., Новожицька Ю.М. Методичні рекомендації щодо вмісту деяких хімічних елементів в кормах та кормових добавках для сільськогосподарських тварин//К.: Наук. світ. - 1998. - 6 с.

28. Хмельницький Г.О., Косенко Ю.М., Левицький Т.Р., Янович Д.В., Новожицька Ю.М., Засєкін Д.А. Максимально-допустимий рівень (МДР) вмісту деяких хімічних елементів в кормах та кормових добавках для сільськогосподарських тварин. - К.: Наук. світ, 2000.-4 с.

29. Засєкін Д.А., Захаренко М.О., Мельничук Д.О., Павленко М.С., Новожицька Ю.М. Науково-практичні рекомендації по застосуванню природних адсорбентів у тваринництві в регіонах України з високим рівнем важких металів у довкіллі. - К.: Наук. світ, 2001.- 22 с.

30. Zasyekin D.A., Kalinin I.V., Melnichuk D.O. Influence of heavy metals on the amino-acids composition and some enrymes activite in the rats // The 2nd Parnas Couference, 11-13 September, 1998. - Gdansk 1998. - Р. 56.

31. Zasyekin D.A., Shevchenko L.V., Melnichuk D.O. Affecting of heavy metals salts on indicators of the main metabolism in animals organism on condition of increased getting with feed // Europ. Soc. Vet. and Comparat. Nutr. - ESVCN Conference, Munich (Germany), 1997. - P.46.

32. Zasyekin D.A., Kalinin I.V., Melnichuk D.O. Using the numbers of adsorbents on conditions of incereasing of toxical combination concentration in animal's organism // Europ. Soc. Vet. and Comparat. Nutr. - ESVCN Conference, Munich (Germany), 1997. - P.45.

33. Засєкін Д.А. Загальна характеристика важких металів та методи їх визначення в біологічних зразках // Наук. конф. професорсько-викладацького складу наукових співробітників та аспірантів за підсумками науково-дослідних робіт 2000 року: Тези доповідей. - К:Наук. світ - 2001. - С. 11.

34. Засєкін Д.А., Шабельник М.М., Калінін І.В., Кульбаба А.А. Показники проведеного контролю якості тваринницької продукції в КСП “Прогрес” Овруцького району Житомирської області // Мат. наук. конф. НАУ “Сучасні проблеми ветеринарної медицини”. - К.: НАУ, 1997. - С. 7-8.

35. Засєкін Д.А., Шабельник М.М., Калінін І.В. Ефективність застосування адсорбентів різної природи та біологічної дії на організм // Мат. наук.-виробн. конф. “Актуальні питання ветеринарної медицини”. - К.: НАУ, 1995. - С. 47.

36. Засєкін Д.А., Шабельник М.М., Мельничук Д.О. Динаміка накопичення важких металів біологічними об'єктами ряду господарств центральних областей України // Мат. наук.-практ. конф. Пробл. агропром. комплексу: пошук, досягнення. - К.: УСГА, 1994. - С. 68.

37. Засєкін Д.А., Шабельник М.М., Мельникова Н.М., Томчук В.А., Шуст П.Д. Сезонні та вікові коливання електролітного складу крові великої рогатої худоби // Мат. наук.-практ. конф. молодих вчених і аспірантів, К.-Подільськ.: 1990. - С.23.

38. Засєкін Д.А., Шабельник М.М., Томчук В.А. Міграція важких металів до організму тварин в умовах екологічно різних господарств // Мат. наук.-практ. конф. “Неінфекційна патологія тварин”. - Б. Церква, 1995. - С. 146-147.

39. Засєкін Д.А., Шабельник М.М., Мельничук Д.О. Забрудненість ґрунтів та води важкими металами - одна з причин виникнення патології обміну речовин у тварин // Мат. наук.-практ. конф. “Неінфекційна патологія тварин”. - Б. Церква, 1995. - С. 198-199.

40. Засєкін Д.А., Шабельник М.М., Новак О.Л. Детоксикаційна дія аеросилів та зміна концентрацій вільних амінокислот в тканинах лабораторних тварин //Мат. наук.-практ. конф. проф.-виклад. складу і аспірантів, - К.: Вид. центр НАУ, 1997. - С. 9.

41. Засєкін Д.А., Шабельник М.М., Мельничук Д.О. Порівняльна характеристика застосування ряду адсорбентів за умов підвищення концентрації токсичних сполук в організмі тварин // Мат. наук.-практ. конф. професорсько-викладацького складу і аспірантів. - К.: Вид. центр НАУ, 1997. - С. 11.

42. Шевченко Л.В., Засєкін Д.А., Мельничук Д.О. Вплив підвищених доз важких металів на метаболізм амінокислот // Мат. наук.-практ. конф. проф.-виклад. складу і аспірантів. - К.: Вид. центр НАУ, 1997. - С. 10.

43. Петрунь О.Л., Засєкін Д.А., Мельничук Д.О. Вплив важких металів на ферментні системи різноманітної локалізації // Мат. наук.-практ. конф. проф.-викл.. складу і аспірантів, - К.: Вид. центр НАУ, 1997. - С. 6-7.

44. Засєкін Д.А., Калінін І.В., Мельничук Д.О., Шабельник М.М. Ефективність цеолітів при гострих токсикозах у тварин // Мат. наук.-практ. конференції “Неінфекційна патологія тварин”. - Б. Церква, 1995. - С. 199-200.

45. Калінін І.В., Засєкін Д.А., Мельничук Д.О., Шабельник М.М. Вплив підвищеного рівня токсичних сполук на обмін речовин у щурів // Мат. наук.-практ. конф. “Неінфекційна патологія тварин”. - Б. Церква, 1995. - С. 201.

46. Калінін І.В., Засєкін Д.А., Шевченко Л.В. Вплив підвищеного рівня важких металів на ряд біохімічних показників в організмі лабораторних тварин // Мат. допов. наук. конф. НАУ “Проблеми агропром. комплексу: пошук, досягнення”. - К.: Вид. центр НАУ, 1994. - С. 70.

47. Калинин И.В., Засекин Д.А., Мельничук Д.А. Влияние повышенных доз тяжелых металлов на метаболические процессы у животных и применение адсорбентов // Конкурентоспособное производство продукции животноводства в Республике Беларусь. - Сб. работ Междун. научно-произв. конф. (Жодино, 23-24 апреля, 1998г.). - Жодино, 1998. - С. 275.

48. Калінін І.В., Засєкін Д.А., Мельничук Д.О. Вплив високих концентрацій важких металів на обмін речовин // Мат. наук.-виробн. конф. “Актуальні питання ветеринарної медицини”. - К.: Вид-во НАУ, 1995. - С. 48.

49. Калінін І.В., Засєкін Д.А. Мельничук Д.О. Вплив підвищеного рівня токсичних сполук на біохімічні показники в організмі щурів //Мат. VII Укр. біохім. з'їзду. - К.: Вид. центр НАУ, 1997. - Ч.ІІ. - С. 19-20.

50. Калінін І.В., Засєкін Д.А., Мельничук Д.О. Вплив кислотно-лужної рівноваги на концентрацію важких металів в крові та тканинах лабораторних тварин в умовах гострого токсикозу //Мат. наук. конф. НАУ “Сучасні проблеми ветеринарної медицини”. - К.: Вид-во НАУ, 1997. - С. 8-9.

51. Калінін І.В., Засєкін Д.А., Ромашко О.А. Вплив важких металів на активність ряду ферментів у тварин //Мат. наук. конф. проф.-викл. складу, наук. співроб. та аспірантів, К.: Вид-во: “Інтелект”, - 1999. - С. 6.

52. Засєкін Д.А. Рівень міді, цинку, свинцю, кадмію та стронцію в м'ясі та субпродуктах корів з екологічно різних господарств // Актуальные проблемы токсикологии. Тез. докл. научн. конф. (7-8 октября 1999, Киев). - К. - С. 96-97.

53. Шабельник М.М., Багрій І.Г., Засєкін Д.А., Соловйов А.М. Мед - індикатор екологічного стану медоносів // Пасіка. - 1994. - № 11. - С. 27-31.

54. Шабельник Н.М., Мельникова Н.Н., Засекин Д.А., Солухина Н.Г. Содержание тяжёлых металлов в молоке коров //Оптимизация ассортимента и качества товаров народного потребления: Сб. научн. тр., К.: Изд-во КТЭИ. - 1992. - С. 152-154.

55. Шабельник Н.М., Мельникова Н.Н., Засекин Д.А., Мельничук Д.А., Солухина Н.Г. Загрязнённость зерна гречихи тяжёлыми металлами //Оптимизация ассортимента и качества товаров народного потребления: Сб. науч. тр., К.: Изд-во КТЭИ. - 1992. - С.124-128.

56. Шабельник М.М., Мельникова Н.М. Засєкін Д.А. Вміст важких металів у зерні кукурудзи // Мат. VI Укр. біохім. з'їзду. К.: Вид. центр НАУ, 1992. - Ч. 3. - С. 68-69.

Размещено на Allbest.ru

...