Динамика содержания тяжелых металлов свинца, кадмия, меди и цинка в травяном покрове естественных пастбищ пригородных хозяйств г. Красноярска

Размещено на http://www.allbest.ru/

Динамика содержания тяжелых металлов свинца, кадмия, меди и цинка в травяном покрове естественных пастбищ пригородных хозяйств г. Красноярска

Борцова И.Ю., Носкова Н.Е.

Проблема тяжелых металлов привлекает к себе особое внимание специалистов различных отраслей народного хозяйства. Это объясняется тем, что токсиканты, накапливаясь в продукции растениеводства, поступают по пищевой цепи в организм человека, вызывая негативные последствия. В связи с этим, необходим контроль за содержанием тяжелых металлов в объектах окружающей среды и изучение закономерностей поведения токсикантов в системе «почва-растение-продукция животноводства» (Воронов, 1973). Наиболее актуальными такие исследования являются в зонах напряженной экологической ситуации, в частности, в техногенных зонах Красноярского края. Выброс токсичных соединений в окружающую среду г. Красноярска остается высоким (Государственный доклад…, 2008), загрязняя сельскохозяйственные угодья пригородной зоны.

Естественные пастбища и сенокосные угодья, являющиеся основной сырьевой базой молочных хозяйств пригородной зоны г. Красноярска, испытывают антропогенную нагрузку. Вследствие этого нарушается естественное содержание минеральных и органических веществ в звеньях пищевой цепи наземных экосистем. При этом соединения тяжелых металлов, таких как свинец, кадмий, медь, цинк, могут включаться в биохимические круговороты веществ и в конечном итоге попадать в организм животных и человека. Известно, что в пастбищный период пастбищная трава занимает примерно 92,6 % в структуре рациона коров. Тяжелые металлы в случае их накопления в продуктах молочного и мясного животноводства могут являться причиной пищевых токсикозов, оказывать канцерогенный и мутагенный эффекты (Борцова, Павлова, 2005; Бокова, 2005). Следовательно, исследование трав пастбищных и сенокосных угодий, как начального звена естественной цепи загрязнения сырого молока токсичными соединениями на предмет содержания тяжелых металлов, необходимо в целях обеспечения продовольственной безопасности жителей г. Красноярска. Ранее проводились исследования о влиянии техногенного загрязнения на видовой состав фитоценозов естественных пастбищ Красноярской лесостепи (Борцова и др., 2010). Было установлено, что с увеличением техногенной нагрузки ухудшается состояние пастбищ, снижается видовое разнообразие, сорные и хозяйственно неполноценные виды растений занимают доминирующее положение. Перечисленные изменения свидетельствуют о деградации исследованных фитоценозов. Меняется биохимический состав трав, снижается их питательная ценность (Фролов, 1983).

В настоящей работе исследовали динамику содержания тяжелых металлов (свинец, кадмий, цинк, медь) в кормах пастбищного периода в угодьях пригородных хозяйств г. Красноярска.

Объектом исследования послужили пастбищные травы из естественных угодий сельскохозяйственных предприятий, расположенных в зонах с разным уровнем техногенного загрязнения (Мирошников, Горбачев, 1999):

- СПК «Березовское» (Березовский район) - зона очень высокого, чрезвычайно опасного уровня загрязнения территории;

- агрофирма «Маяк» (Сухобузимский район) - зона высокого, опасного уровня загрязнения территории;

- ОАО «Емельяновское» (Емельяновский район) - зона среднего, умеренно опасного уровня загрязнения территории.

Отбор проб зелёной массы проводили по ГОСТ 27262-87. Травы с пастбищ отбирали ежемесячно, с мая по сентябрь с 10-ти учётных площадок размером 1кв. м, расположенных по диагонали участка. Травостой скашивали на высоте 3-5см. Пробы подвергали сухой минерализации (озолению) согласно ГОСТ 26929 - 94.

Содержание тяжёлых металлов определяли атомно-абсорбционным методом в соответствии с ГОСТами: медь - ГОСТ 26931-86, свинец - ГОСТ 26932-86, кадмий - ГОСТ 26933 -86, цинк - ГОСТ 26934-86.

Как показали исследования, содержание тяжелых металлов в травах пастбищного периода различалось в разных хозяйствах и варьировало на протяжении пастбищного периода (рис. 1). Средние показатели содержания свинца в исследованных хозяйствах варьировали в пределах 1,4-1,5 мг/кг. В образцах травы с естественных пастбищ агрофирмы «Маяк» июньского сбора содержание свинца наименьшее по сравнению с ОАО «Емельяновское» и СПК Березовским - 1,41 мг/кг против 1,26 и 1,28 мг/кг соответственно (рис. 1А). Однако содержание металла постепенно увеличивалось к концу пастбищного периода в меньшей степени в ОАО «Емельяновское» - на 6% и большей степени в агрофирме «Маяк» - на 15% и СПК «Березовское» - на 19%. металл травяной покров загрязнение

Было отмечено повышенное содержание кадмия в пастбищных травах СПК «Березовское» по сравнению с двумя другими хозяйствами более чем в 2,5 раза (рис. 1 Б). Так же выявлено повышение его содержания на протяжении пастбищного периода с июня по сентябрь в СПК «Березовское» на 17 % и, особенно в агрофирме «Маяк» - на 67%. Содержание кадмия в траве пастбищных угодий ОАО «Емельяновское» оставалось низким на протяжении всего исследуемого периода.

Резкое увеличение содержания меди наблюдалось в образцах пастбищной травы во всех трех исследуемых хозяйствах в июле и августе, особенно, в СПК Березовском и агрофирме «Маяк» (рис. 1В). К концу пастбищного периода процесс накопления металла замедлился и содержание меди в траве составило близкие величины: 16,2 мг/кг в ОАО «Емельяновское» и агрофирме «Маяк» и 16,8 мг/кг в СПК Березовском.

Содержание цинка в начале пастбищного периода в СПК «Березовское» (6 мг/кг) на 10% превышало таковое в остальных двух хозяйствах (рис. 1Г). Однако накопление металла с июня по сентябрь шло стремительнее в ОАО «Емельяновское» и агрофирме «Маяк» и к окончанию пастбищного периода содержание цинка в образцах из этих хозяйств (8,5 и 8,4 мг/кг соответственно) превысило содержание металла в образцах из СПК «Березовское» на 18-19%.

Средние показатели содержания тяжелых металлов в пастбищных травах представлены в таблице 1. Следует обратить внимание на тот факт, что содержание металлов в пастбищных травах во всех исследованных хозяйствах не превышало ПДК (табл. 1).

Таблица 1- Среднее содержание тяжёлых металлов в пастбищной траве в пригородных хозяйствах г. Красноярска (мг/кг)

Таким образом, проведенные исследования показали, что в фитоценозах естественных пастбищ, расположенных в зонах с разным уровнем техногенного загрязнения, превышения уровня ПДК по тяжелым металлам, таким, как свинец, кадмий, медь и цинк не установлено. Однако выявлена тенденция накопления металлов в пастбищных травах к концу вегетации растений и по градиенту загрязнения. Кроме того, установлено, что в СПК «Березовское» (Березовский район, зона очень высокого, чрезвычайно опасного уровня загрязнения территории) содержание свинца в пастбищных травах к концу вегетационного периода составило 1,5 мг/кг при ПДК 2 мг/кг. Следовательно, необходимо проведение мероприятий, обеспечивающих контроль за содержанием свинца в пастбищных травах данного хозяйства. Также считаем необходимым проведение исследований для выявления видов-концентраторов тяжелых металлов, (и в первую очередь свинца) и дальнейшей их замены другими хозяйственно-ценными видами, не накапливающими металлы в опасных концентрациях.

Литература

1. Борцова И.Ю. Характеристика фитоценозов естественных пастбищ Красноярской лесостепи, испытывающих техногенную нагрузку / И.Ю. Борцова, Е.А. Иванова, Н.Е. Носкова // Вестник КрасГАУ, 2010. Выпуск 1.- С. 66-69.

2. Мирошников А.Е., Горбачев В.Н. Эколого-биохимические исследования загрязнения воздуха Красноярской промышленно-городской агломерации тяжелыми металлами-токсикантами / А.Е. Мирошников, В.Н. Горбачев // Вестн. КрасГАУ. - 1999. - № 4. - С.123-125.

3. Бокова Т.И. Закономерности детоксикации антропогенных загрязнителей (тяжёлых металлов) в системе почва - растение - продукт питания человека: автореф. Д-ра биол. / Т.И. Бокова.- Красноярск, 2005.-31с.

4. Борцова, И.Ю. Распределение тяжелых металлов в системе почва-корма-молоко / И.Ю. Борцова, Т.В. Павлова // Наука-сельскохо-зяйственному производству и образованию: мат-лы конф.- Красноярск, 2005

5. Воронов А.Г. Геоботаника. - М.: Просвещение, 1973.- 180 с.

6. Мирошников, А.Е. Эколого-биохимические следствия загрязнения воздуха Красноярской промышленно-городской агломерации тяжелыми металлами-токсикантами./ А.Е. Мирошников, В.Н. Горбачев, // Вестник Крас.ГАУ. - 1999. №4. - С. 123-125.

7. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды Красноярского края в 2007 году». - М.: НИА-Природа, РЭФИА, 2008.-224с.

8. Фролов, Н.Н. Растения сенокосов и пастбищ Красноярского края.- Красноярск: Изд-во КГУ, 1983.- 237с.

Размещено на Allbest.ru