ВГСХА
Кафедра кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов
Реферат
Основные загрязнители почвы, кормов и продукции животноводства
Киров, 2010
Содержание
Введение
1. Основные загрязнители почвы
1.1 Охрана почв от загрязнения неорганическими отходами и выбросами
1.2 Охрана почв от загрязнения тяжелыми металлами
1.3 Охрана почв от загрязнения радиоактивными веществами
1.4 Охрана грунта от загрязнения экскрементами животных
1.5 Охрана почв от засоления
1.6 Охрана почв от загрязнения пестицидами
1.7 Охрана почв от загрязнения минеральными удобрениями
2. Проблема загрязнения кормов
2.1 Основные загрязнители кормов
2.2 Нитраты и нитриты - проблема рожденная 20 веком
2.3 Охрана кормов от загрязнения митотоксинами
3. Основные загрязнители продукции животноводства
3.1 Опасность использования БВК в рационах животных
3.2 Остаточные вещества, токсические и радиактивные элементы в молоке
3.3 Техногенный фактор как основной загрязнитель животноводческой продукции
3.4 Ведение животноводства в условиях радиоактивного загрязнения
Заключение
Список литературы
Введение
Любая деятельность человека оказывает влияние на окружающую среду, а ухудшение состояния биосферы опасно для всех живых существ, в том числе и для человека. В природную среду во всё больших количествах попадают газообразные, жидкие и твёрдые отходы производства. Различные химические вещества, находящиеся в отходах, попадая в почву, воздух, воду, а затем и в продукцию сельского хозяйства, переходят по экологическим звеньям из одной цепи в другую, в конце концов попадают в организм человека.
В конце ХХ столетия в соответствии с рекомендациями ООН и её комитетов одной из основных программ, которые направлены на удовлетворение глобальных нужд человечества наряду с энергетической программой и программой охраны окружающей среды поставлена программа снабжения человека пищей. Обусловлено это тем что в настоящее время более 60% человечества питается неудовлетворительно, не получая достаточного количества белков и не удовлетворяя потребности в калориях. Всё это вынудило человечество применять различные стимуляторы для сельскохозяйственной продукции.
Применение огромного количества химических и органических удобрений для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, биостимуляторов в питании животных для повышения их продуктивности вызвали необходимость жёсткого контроля за качеством агропромышленной продукции. [2]
1. Основные загрязнители почвы
Почва - основной компонент наземных экосистем, который образовался в течение геологических эпох в результате постоянного взаимодействия биотических и абиотических факторов. Как сложный биоорганоминеральный комплекс почвы являются естественной основой функционирования экологических систем биосферы.
Важным свойством почв является их плодородие. Благодаря нему почвы являются основным средством производства в сельском и лесном хозяйствах, главным источником сельскохозяйственных продуктов и других растительных ресурсов, основой обеспечения благосостояния населения. Поэтому охрана почв, рациональное использование, сохранность и повышение их плодородия, - непременное условие дальнейшего экономического прогресса общества.
Загрязнение почвы - это попадание в почву разных химических веществ, токсикантов, отходов сельского хозяйства и промышленного производства, коммунально-бытовых предприятий в размерах, которые превышают их обычное количество, которое необходимо для участия в биологическом круговороте грунтовых экологических систем. Ниже рассмотрены основные виды загрязнения почв и мероприятия борьбы с ними.
1.1 Охрана почв от загрязнения неорганическими отходами и выбросами
Нагромождение твердых отходов и выбросов на заселенных площадях - неминуемый результат современной цивилизации. Это могут быть минеральные отходы или отложения пустой породы вблизи действующих шахт, промышленные, городские (хозяйственные, торговые) и сельские отходы, выбросы и мусор. [1]
Доказано, что в настоящее время каждый обитатель Земли ежедневно производит в среднем 2-4 кг отходов и мусора, а все население земного шара - 8-16 млн. т/сутки, или приблизительно 3-6 млрд., т/год. Предусматривается, что в ближайшее время твердые отходы и выбросы от производства и потребления достигнут 15 млрд., т/год.
Отвалы промышленных отходов занимают значительные площади, которые становятся непригодными для использования, причем они размещены так нерационально, что иногда составляют серьезную угрозу для населения.
В результате деятельности человека образуются отходы и выбросы, которые представлены продуктами разных технологических процессов: метали, металлоиды, химические вещества (кислоты, соли, луги), ил станций с очистки отходов, минеральная пыль, зола, химический шлам, шлаки, стекло, керамика и так далее. К ним также принадлежат отходы и выбросы в результате строительства, благоустройства населенных пунктов и тому подобное. Обнаружено, что в случае загрязнения почв промышленными выбросами происходит выделение углекислоты в течение всего вегетационного периода, а, следовательно, и ослабление интенсивности биологических процессов. Об этом, прежде всего, свидетельствуют изменения численности микроорганизмов в случае загрязнения почв и ослабления их ферментативной активности. [1]
В результате загрязнения почв фенольными соединениями изменяется их структура, разрушаются некоторые минералы, образовывая с металлами, которые содержатся в них, соединения. Все это негативно влияет на жизнедеятельность грунтовой микрофлоры и растений, на ферментативную активность почв и их плодородие.
Почва поддается значительному загрязнению из атмосферы как за счет естественных, так и антропогенных источников. Например, теплоэнергетические станции являются источником загрязнения почв угольной пылью, золой, дымом и некоторыми токсичными твердыми частицами, газами (SO2, SO3, H2S, NO2), некоторыми циклическими углеводами, фтористыми и мышьяковыми соединениями; черная металлургия - рудной и железистой пылью, окислами железа, марганца, мышьяка, золы, сажи, SO2, SO3, NH3, H2S, соединениями свинца; транспорт - углеводами, натрием, свинцом, угольной пылью, золой, SO2, SO3, H2S и так далее.
По официальным данным (К. Реуце, С. Кристе, 1986), ежегодно в земную атмосферу выделяется только в результате деятельности человека приблизительно 1012 тонн разных веществ. В них количество SO2 и H2S составляет 220 и 106 т на год, аэрозоли, - 102 т на год.
Ядовитые вещества из атмосферы попадают на почву и проникают в нее непосредственно или с осадками. Они загрязняют почву и растительную продукцию, снижают урожай и вызывают даже разрушения самой экосистемы.
В последние годы во многих странах большую проблему создают кислотные дожди, которые связаны с выбросами в атмосферу серной и азотной кислот. Кислотные дожди, с одной стороны, приводят к вымыванию из почвы питательных элементов, а со второй - к подкислению почвы. Подкисление в свою очередь влияет на растворимость питательных элементов, а также на рост и на жизнедеятельность микроорганизмов в почве. [1]
1.2 Охрана почв от загрязнения тяжелыми металлами
В природе насчитывается 78 тяжелых металлов, а их общая масса не превышает 1,2 % общей массы литосферы.
Чаще всего почва загрязняется таким тяжелыми металлами, как железо, марганец, медь, цинк, молибден, кобальт, ртуть, свинец, кадмий и др. Они известны и под названием микроэлементов, поскольку необходимые растениям в небольших количествах.
Во многих случаях тяжелые металлы содержатся в почвах в незначительных количествах и не являются вредными. Однако концентрация их в почве может увеличиваться за счет выхлопных газов транспортных средств, вывоза в поле ила станций очистительных вод, орошения стоковыми водами, отходов, остатков и выбросов, во время эксплуатации шахт и промышленных площадок, внесения фосфорных и органических удобрений, применения пестицидов и др.
Излишек этих элементов или наличие некоторых токсичных элементов (И, F, U, V, Pb, Cd) даже в очень незначительных количествах могут вызывать заболевание, и даже гибель растений.
Стойкость почв к загрязнению тяжелыми металлами разная, в зависимости от их буферности. Почвы с высокой адсорбционной способностью и соответственно высоким содержанием глины, а также органического вещества могут удерживать эти элементы, особенно в верхних горизонтах. Это свойственно карбонатным почвам и почвам с нейтральной реакцией. [1]
Отдельные тяжелые металлы по-разному влияют на растениеводческую и животноводческую продукцию. Да, содержимое свинца в почве преимущественно колеблется от 0,1 до 20 мг/кг. Однако в почву поступает значительное количество свинца из естественных и антропогенных источников. К первым принадлежат: силикатная пыль, галоидные соединения, дым лесных пожаров, морские соли, метеоритная пыль, а из второго - сгорание этилового бензина, других видов топлива, инсектициды, распахивание земель, но др. Так, известно, что в настоящий момент в мире ежегодно производится около 3,5 тыс. тонн свинца, из которых от 2,5 тыс. тонн до 3,1 тыс. тонн сгорает с этиловым бензином.
По данным И.И. Скрипниченко и Б.М.Золотаревой (1981), токсические концентрации свинца в почве для большинства растений находятся в пределах 1000-2000 мг/кг. Однако некоторые виды растений погибают уже при содержимом его около 500 мг/кг. Например, в пшенице за концентрации 500-1000 мг/кг этого элемента наблюдается снижение урожайности на 10 %, в то время как овес без видимых изменений выдерживает загрязненность свинца до 1500 мг/кг почве, а некоторые виды растений даже - 10 г/кг почвы.
Свинец негативно влияет на биологическое свойство в почве, ингибируя активность ферментов (в особенности дегидрогеназу и уреазу) уменьшением интенсивности выделения углекислого газа и численности микроорганизмов. Свинец вызывает нарушение метаболизма микроорганизмов, особенно процессов дыхания и клеточного разделения.
Нагромождение свинца в организме человека может вызывать серьезные заболевания, такие, как свинцовые энцефалопатии, вырождения периферических нервов, венозный стаз, псевдосклероз, сердечная гипертония, цирроз печени и др. [1]
Существуют и другие металлы, загрязнение почв которыми негативно отражается на жизнедеятельности живых организмов. Однако если они содержатся в почве в концентрации, что не превышают допустимую, при нейтральной величине рН, эти металлы не влияют негативно на растения, а, следовательно, на животных и людей. В тех случаях, когда концентрация тяжелых металлов (за исключением молибдена и селена) в почве превышает допустимые пределы, их токсичность можно блокировать путем изменения рН почвы к нейтральной или слабощелочной реакции, применяя известкование кислых почв, внося известняковые материалы. Кроме того, для снижения концентрации тяжелых металлов рекомендуется плантажная пахота на 40-50 см с вынесением на поверхность нижних горизонтов почв, которые содержат меньше тяжелых металлов. К радикальным мероприятиям борьбы из загрязнения почв принадлежит удаление поверхностного загрязненного слоя почвы, покрытия его, незагрязненным слоем не менее 30 см, который бы исключал перемещение металлов из почвы в растения. Возможно также применения некоторых растений, которые осаждают и обезвреживают избыток тяжелых металлов в почве.
К агротехническим приемам борьбы с загрязненностью почв тяжелыми металлами принадлежат известкование и внесение органических удобрений. Благодаря известкованию удается в несколько раз уменьшить содержание свинца в сельскохозяйственных культурах, которые выращивают на загрязненных почвах. Известь наиболее эффективна на почвах, загрязненных кадмием. Высокими свойствами детоксикации характеризуются гной, торф, компосты, а также цеолит.
Большую роль в локализации тяжелых металлов играют зеленые насаждения. Да, посадка вдоль автомагистралей сплошной полосы из боярышника и клена полевого снижает содержание свинца в овощах, которые выращивают в зоне влияния автострад, на 30-50%. Существует и ряд биологических методов, например: выращивания растений, которые слабо реагируют на избыток тяжелых металлов в почве; выращивание на загрязненных почвах культур, которые не употребляют животные и люди. Наиболее загрязненные участки необходимо отводить под посадку леса и выращивание декоративных растений. [1]
1.3 Охрана почв от загрязнения радиоактивными веществами
К радиоактивным элементам, которые могут загрязнять почву и является наиболее опасными принадлежат: Ва, U и особенно элементы с длительным периодом распада, как, например, Cs (50 лет) и Sr (27 лет).
Потенциальными источниками радиоактивного загрязнения могут быть аварии или несчастные случаи на атомных установках. Однако ионизирующее излучение в природе существует, и существовало раньше. Это связано с космической радиацией, которая заполняет все междузвездные и даже межгалактические пространства. Кроме ионизирующего излучения космических элементов, человек поддается влиянию теллуровых компонентов, вызванных наличием в земной коре многих радиоактивных элементов, которые постоянно излучают радиацию.
В 50-80 годах важным источником радиоактивного загрязнения почв было испытание атомных бомб, а в 1986 году - авария на ЧАЭС.
Радиоактивные элементы в почве мигрируют преимущественно двумя способами. Первый предопределяется перемещением их в результате хозяйственной деятельности человека, а второй - физико-химическими свойствами, как почвы, так и отдельных изотопов. Существенное значение в этом процессе имеют: форма соединений, в которых находятся радионуклиды, наличие в почве ионов, близких за химическими свойствами к радиоизотопам, рН среды, количество осадков, и некоторые грунтово-климатические условия. Да, из крутых склонов радионуклиды вместе с частицами почвы могут сноситься поверхностными стоками и накапливаться в низинах и водных источниках.
В почве, особенно в ее верхнем горизонте, концентрируются радиоактивный стронций (Sr) и цезий (Cs), откуда они попадают в растения или животные.
Поскольку эти радиоактивные элементы имеют длительный период распада, их последующая судьба в почве, проникновения в растения представляют интерес для здравоохранения людей. [1]
В последнее время придается большое значение углерода С, который выделяется под воздействием космических лучей, отсоединяясь от азота. Он может накапливаться в грунте, откуда легко поступает в растения, а позже попадает в органы животных и людей. Однако нет еще сведений о его токсичности в больших концентрациях.
Борьбу с радиоактивным загрязнением в Украине в настоящий момент ведут специальные подразделы Министерства из чрезвычайных ситуаций. [1]
1.4 Охрана грунта от загрязнения экскрементами животных
Экскременты животных и птицы благодаря высокому содержанию органического вещества, а также питательных элементов (фосфор, калий, микроэлементы) издавна считаются ценным удобрением. Однако внесение их в избыточных количествах, то есть в дозах, которые превышают потребности растений, ведет к нарушению механизма преобразования и может ухудшить свойства грунта (водопроницаемость, влагоемкость, содержимое кислорода, и др.), а, следовательно, и плодородие почвы.
Одновременно с основными питательными элементами (азотом, фосфором и калием), которые содержатся в экскрементах животных, в почву попадают и могут накапливаться в токсичных концентрациях и другие соединения, которые негативно влияют на грунт и растения.
Исследования показывают, что внесение в почву экскрементов животных в дозах, которые превышают оптимальную (45 т/га на год), негативно отражается на плодородии почв и жизнедеятельности микроорганизмов и растений. Например, в грунте появляется избыток растворимых солей, которые могут задерживать рост, или вымываются в грунтовые воды. Вместе с экскрементами в почву попадают медь и мышьяк, которые добавляют в корм для птицы против некоторых заболеваний или для стимуляции роста. Нитраты, присутствующие в почве в избыточном количестве, могут мигрировать через грунтовой профиль к грунтовым водам, а также смываться поверхностными водами в процессе эрозии.
Учитывая это, основными мероприятиями охраны почв от загрязнения экскрементами животных является нормируемое кормление животных и использование органических удобрений в оптимальных количествах. [1]
1.5 Охрана почв от засоления
Под засолением понимают избыточное содержимое в верхнем слое грунта солей, которые пагубно действуют на развитие сельскохозяйственных культур. К токсичным солям, которые имеют ядовитое влияние на растительный организм, принадлежат: NACI, CaCI2, Na2SO4, MgSO4, NaHCO3, Na2CO3 и к нетоксичным - CaSO4, CaCO3.
Различают два вида засоления - первичное и вторичное. Первичное засоление почв проявляется в естественных условиях и обусловлено такими факторами, как глубина и минерализация грунтовых вод, гранулометрический состав, строение и складень почвы, водообмен, климатические условия и др.
Вторичное засоление грунта обусловлено производственной деятельностью человека через ненормируемое орошение и отсутствие естественного или искусственного дренажа. В случае этого засоления грунта наблюдается разрушение грунтовых агрегатов и уплотнение почвы, повышения уровня грунтовых вод и поднятия солевых растворов, к поверхности, испарение из поверхности почвы и отложение солей в верхнем слое грунта. Для избежания или уменьшения засоления почв необходимо применять комплекс агротехнических и гидромелиоративных мероприятий, которые включают дренаж, планирование, капиллярную и эксплуатационную промывку почв, капитальное промывание и тому подобное. [1]
1.6 Охрана почв от загрязнения пестицидами
Пестициды - это химические средства борьбы с вредными организмами: насекомыми (инсектициды), болезнями (фунгициды), сорняками (гербициды), но др.
Применение пестицидов, прежде всего, направлено на уменьшение вредных организмов и повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Ведь, по данным Л.Д. Воронова (1977), убытки в результате вредителей в среднем составляют 14 %, болезней - 12 % и зарослей бурьяном - 9 %.
Одним из негативных результатов применения пестицидов в агроэкологическом аспекте есть возможность нарушения существующего равновесия численности видов в конкретных популяциях. В результате химических обработок погибают не только вредные организмы, но и много полезных видов. А исчезновение их из агроэкосистемы может привести к значительным изменениям в характере функционирования экосистемы в целом. Под воздействием пестицидов, может изменяться состав вредных насекомых и клещей, при этом на смену одних вредных организмов приходят другие.
В то же время, как показывает многолетняя практика, применение пестицидов, в мире является составной частью современной технологии выращивания сельскохозяйственных культур, без применения которых нельзя получить необходимые для населения продукты питания. В связи с этим многие исследователи и практики высказываются против сокращения или полного отказа от использования химических средств защиты растений.
Невзирая на это, нужно помнить, что систематическое применение пестицидов в земледелии приводит к тому, что они становятся постоянным экологическим фактором, который изменяет и формирует макро- и микроценозы.
Важной экологической характеристикой пестицидов является их способность мигрировать в профиле грунта и создавать тем самым опасность загрязнения грунтовых вод.
Персистентность пестицидов в почве зависит от применяемой дозы и формы их внесения, адсорбционной способности, повторности обработок, распределения препарата в почве, типа почвы, добавок к пестицидам разных веществ, его рН, температуры, влажности, комбинации пестицидов и тому подобное. [1]
В процессе решения вопроса эффективного и безопасного для окружающей среды применения пестицидов реализуются разные подходы. Постоянно совершенствуется ассортимент пестицидов за счет включения к ним менее токсичных и персистентных препаратов, разрабатывают и внедряют в практику новые технологии и мероприятия, которые позволяют снизить содержание в объектах окружающей среды остатков недостаточно "экологических" за своими характеристиками пестицидов и их негативное влияние на агрофитоценозы, животных и людей.
Важную роль в снижении и предотвращении негативных последствий интенсивного применения пестицидов в земледелии играет контроль за содержимым их остатков в объектах окружающей среды, растениеводческой продукции, кормах и продуктах питания растительного происхождения. Учет результатов контроля над остатками пестицидов позволяет существенно снизить или устранить полностью негативные последствия применения пестицидов.
Одним из путей решения проблемы загрязнения почвы пестицидами является усовершенствование их ассортимента. Наиболее перспективными пестицидами в этом отношении могут быть органические соединения фосфора, производные алифатических карбоновых кислот, производные карбаминовой и тиокарбаминовой кислот.
Для предотвращения нагромождения стойких пестицидов в почвах необходимо шире чередовать пестициды с учетом их персистентности дифференцирования для различных грунтово-климатических зон.
Для защиты почвы от загрязнения совершенствуют способы применения пестицидов. В последние годы значительно сократилось использование порохообразных препаратов, и увеличился ассортимент в виде эмульсии и смачиваемых порошков, которые применяются путем опрыскивания, а также препаратов, в виде гранул.
Снизить фитотоксичность остатков гербицидов могут также внесенные в почву разные вещества, которые влияют на гербициды. Такое влияние, в частности, имеет активированный уголь. Использование его в дозе от 150 до 600 кг/гектара существенно снижает или полностью устраняет фитотоксичное действие остатков гербицидов на картофеле, сахарной свекле и тому подобное. [1]
1.7 Охрана почв от загрязнения минеральными удобрениями
Современное земледелие базируется на широком использовании минеральных удобрений как основного средства повышения плодородия почвы и получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Однако, избыточное, недостаточно обоснованное, их использование приводит к загрязнению почвы, а также накоплению их, в продовольственных товарах, кормах, поверхностных и грунтовых водах.
Учитывая это, нужен четкий контроль над правильным их использованием. Например, применение удобрений можно регламентировать агротехническими и санитарно-гигиеническими нормативами, нормой удобрений на единицу площади, соотношением питательных элементов для отдельных культур, сроками и способами внесения, и тому подобное.
Да, институтом почвоведения и агрохимии (ИГА) УААН разработаны рекомендации относительно эколого-токсического регламентирования использования удобрений, согласно которого предусматривается вносить не больше 140 кг/гектара азота под озимую пшеницу (160 кг/гектара в случае орошения), 100 - под озимую рожь и ярый ячмень, 120 - под кукурузу (180 кг/гектара в случае орошения), 65 - под гречиху, 75 - под просо, 170 - под рис, 160 - под сахарную свеклу, 120 - под картофель, 90 - под табак, 60 - под огурцы и столовую свеклу и морковь.
Одновременно рекомендуется сбалансировать азотные удобрения фосфорными и калийными, а в отдельных случаях и микроэлементами.
Для предотвращения нагромождения нитратов в растениях азотные минеральные удобрения нужно вносить частями в строгом соответствии с потребностями сельскохозяйственных культур за основными этапами органогенеза на основании данных грунтово-растениеводческой диагностики. Одновременно доказано, что нецелесообразно применять некоторые азотные удобрения на очень кислых почвах, а также на территориях первого пояса зоны санитарной охраны централизованного водоснабжения, на мерзлоталой почве.
Значительно уменьшить избыток нитратов в почве и растениях можно за счет соединенного внесения органических и минеральных удобрений, соломы, сидерации. [1]
Загрязнение почвы предопределено не только количеством внесенных минеральных удобрений, но и низкой культурой химизации земледелия, использованием несовершенных технологий выращивания сельскохозяйственных культур, а также применением примитивных машин.
Причиной загрязнения почвы часто является использование как химических мелиорантов побочных продуктов промышленных предприятий (особенно цементных, серных и металлургических заводов), которые содержат большое количество балластных веществ, большинство из которых является токсичным. Например, для мелиорации солонцов часто используют фосфогипс как отходы химической промышленности. Однако к этому нужно относиться осторожно, потому что в фосфогипсе содержится фтор, который очень вредный для растений и животных. [1]
2. Проблема загрязнения кормов
2.1 Основные загрязнители кормов
К ним относятся радиоактивные и ядовитые отходы промышленности, транспорта и домашнего хозяйства, попадающие через воздух, воду и почву на продукты питания или проникающие в них при хранении. В состав кормовых рационов могут попадать такие антропогенные загрязнители, как пестициды, диоксины, полихлорированные бифенилы и трифенилы, соли тяжелых металлов и другие опасные для здоровья вещества. [2]
Тяжелые металлы (медь, цинк, железо, свинец, ртуть, мышьяк) попадают в организм животных с кормами (из растений) и с водой, а также при слизывании животными красок и разных элементов в коровнике и на пастбище. Соединения тяжелых металлов могут проникать в молоко из оборудования и устройств, используемых в молочном деле. Самый опасный источник тяжелых металлов – корм растительного происхождения. Слишком часто молочных коров выпасают на пастбищах вблизи дорог с интенсивным уличным движением автотранспорта. Вместе с тем медицинская статистика фиксирует только острые заболевания, вызванные потреблением больших доз тяжелых металлов. Как правило, отравления протекают нетипичным образом, и не всегда правильно ставится диагноз.
Остатки сельскохозяйственных ядохимикатов (удобрений). Они представляют собой наиболее значительную группу загрязнителей, так как присутствуют почти во всех пищевых продуктах.
Это пестициды и гербициды, проникающие в продукты в результате мероприятий по защите растений и борьбе с вредителями, или удобрения, поступающие в растения из почвы, подвергаются часто биохимическим превращениям, что затрудняет их обнаружение и осложняет раскрытие механизма их воздействия на организм человека (образование метаболитов из пестицидов, образование нитрозоаминов из азотных удобрений). Минеральные вещества, содержащиеся в химических удобрениях, могут существенно влиять на качество продуктов и их питательную ценность, например, вследствие изменения рН среды или витаминов. Это относится также к запаху и вкусу, которые при обработке ядохимикатами и удобрениями претерпевают нежелательные изменения. В продуктах животного происхождения весьма нередко обнаруживаются пестициды, которые попадают в мясо, молоко, яйца с кормами. Хлорорганические пестициды накапливаются в тканях и органах и могут сохраняться в них продолжительное время, а фосфорорганические пестициды, являясь ферментными ядами, могут долгое время циркулировать в организме. [2]
2.2 Нитраты и нитриты – проблема, рожденная 20 веком
Растения способны накапливать в себе практически все вредные вещества. Поэтому особенно опасна сельскохозяйственная продукция, выращиваемая вблизи промышленных предприятий и крупных автодорог.
Несомненно, это связано с возрастающей химизацией всех отраслей сельского хозяйства, в том числе с широким использованием минеральных удобрений.
Однако, наличие нитратов в растениях – нормальное явление. Ведь азот наряду с фосфором и калием составляет основу питания растений. Другое дело, когда поступление нитратов превышает потребности органического синтеза, и они начинают накапливаться в корнях, листьях и, самое главное, но далеко не приятное – в плодах различных сельскохозяйственных культур, как непосредственно употребляемых в пищу человеком, так и кормовых культурах, идущих на корм скоту. Тогда не переработанный их излишек под воздействием нитратредуктазы – фермента, содержащегося в растительных тканях, или иным путём восстанавливается в нитриты, которые обуславливают серьёзное нарушение здоровья не только детей, но и взрослых. [4]
Аналогичное преобразование соединений происходит под влиянием микрофлоры уже непосредственно в полости рта или в желудочно-кишечном тракте человека (желудке и кишечнике), употребившего в пищу плоды, с повышенным содержанием нитратов. В кишечнике нитраты превращаются в соединения аммония.
Отсюда напрашивается простой вывод – получение экологически чистых, не пересыщенных азотом овощей – дело вполне реальное и даже не особенно сложное при грамотном, культурном ведении сельского хозяйства, высокой профессиональной ответственности земледельца.
Загрязнение кормовых культур в сельском хозяйстве ведёт к загрязнению продукции животноводства. При этом необходимо иметь ввиду, что травоядные животные употребляют пищи в пересчёте на 1 кГ массы тела больше, чем человек, а соответственно и больше вредных веществ, которые содержатся в кормах. Так, например, если взрослый человек с питьевой водой и продуктами питания в среднем за сутки получает 2,5 – 3 мГ/кГ нитратов, для крупного рогатого скота эта нагрузка составляет 100 – 200 мГ/кГ, а для свиней 60 – 70 мГ/кГ по нитрат-ионам. И хотя в организме животных происходит распад большей части вредных веществ, всё же возникла необходимость в контроле, как кормовых культур, так и продукции животноводства. Продукты животного происхождения, как правило, содержат незначительное количество нитратов в сравнении с продукцией растеньеводства. Это касается прежде всего мяса, а в молоке обнаруживается значительное количество нитратов. При этом их концентрация зависит от времени года, что прежде всего связано с потреблением кормов.
При переработке продукции животноводства нитраты и нитриты применяются главным образом при консервировании мяса для улучшения сенсорных показателей мясных изделий. В мясной промышленности их используют в виде калиевых или натриевых солей для получения красной окраски мяса.
При переработке молока нитраты применяются для подавления размножения некоторых штамбов бактерий. Молоко и молочные продукты как источник нитратов играют незначительную роль.
Настоятельная необходимость контролировать содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции и пищевых продуктах предполагает применение соответствующих аналитических методов их определения – простых, быстрых и достаточно надёжных. [4]
2.3 Охрана кормов от загрязнения митотоксинами
Микотоксины являются причиной многих заболеваний животных и человека. Например, афлатоксин (продукт жизнедеятельности гриба Aspergillus flavus) подавляет иммунную систему, репродуктивную функцию свиней, ухудшает обмен веществ организма. При длительном потреблении афлатоксина с кормом замедляются рост и развитие животных, повышается восприимчивость к инфекционным заболеваниям, а вследствие этого возрастают расходы на ветеринарное обслуживание, лекарственные препараты. Если свиноматка потребляет корм, содержащий афлатоксины, с молоком они попадают и в организм поросят, что вызывает у них задержку роста, делает их более уязвимыми к инфекциям и может явиться причиной гибели.
Зеараленон вызывает у свиней нарушения воспроизводительной функции, заболевания репродуктивных органов. Наличие в рационе вомитоксина и Т-2 токсина приводит к отказу от корма, снижению продуктивности животных, поражению ротовой полости и кишечника.
Заплесневение кормовых растений может происходить в период их вегетации (на поле), а также при хранении, производстве кормов и скармливании их животным. Во всех случаях образованию плесени способствуют повышенная влажность и температура.
Заражение растений на поле нередко происходит после засухи, поэтому для засушливых областей подбирают специальные устойчивые сорта растений, корректируют плотность их посадки, осуществляют ирригацию, проводят борьбу с сорняками и насекомыми. [3]
При закладке зерна в хранилище обязательно поддерживают низкий уровень влажности – это позволит предотвратить рост плесени. Особенно подвержено воздействию плесневых грибов дробленое зерно. В теплых и влажных условиях его не рекомендуется хранить более 10-14 дней.
Одним из основных способов защиты зерна перед его закладкой на хранение является сушка. Развитие плесени также подавляют ингибиторами плесени. Для большего эффекта рекомендуется сочетать сушку с использованием ингибиторов. После проведения данных мероприятий зерно должно храниться при влажности не более 14%.
При производстве кормов необходимо следить за тем, чтобы влага не проникала в них или, если ее присутствие необходимо по технологии (например, при гранулировании), своевременно испарялась.
При даче животным корма нельзя допускать накопления его остатков в кормушках, так как при этом часто происходит образование плесени.
Если плесень в корме уже есть, то, даже подавив ее активность ингибиторами, следует помнить о том, что в корме уже присутствуют микотоксины. Поэтому рекомендуется сочетать применение противоплесневых средств с использованием адсорбентов микотоксинов. Данные препараты связывают микотоксины и нейтрализуют их.
Комплексный подход к проблеме заражения кормов плесенью и образования в них микотоксинов позволит наиболее полно контролировать ситуацию и предотвратить экономический ущерб. [3]
3. Проблема загрязнения продукции животноводства
3.1 Опасность использования БВК в рационах животных
В последние десятилетия свою лепту в экологические беды стало вносить животноводство.
В 80-х годах двадцатого столетия широкое распространение получило производство комбикормов для скота с применением белково-витаминных концентратов (БВК) или другое название паприн.
Дело в том, что основное энергопотребление организма человека происходит за счёт употребления животной пищи и, в первую очередь, мяса. Белок, жиры, углеводы из мяса, молока и яиц люди усваивают на 90-98 %, а из картофеля, овощей на – 70-95%. Соответственно и для питания животных необходимо использовать полноценные корма, насыщенные белками, витаминами и иными биологически активными веществами.
Такие вещества нашли в микроорганизмах, синтезируемых на основе углеводородного сырья (продукция нефте- и газопереработки). На их основе и были созданы БВК.
Однако последние, как оказалось впоследствии не столь безобидны.
Во-первых, само их производство вызвало вспышку целого ряда заболеваний у обслуживаемого персонала таких как различные аллергии, дерматит, бронхиальная астма, а так же в некоторых случая онкологические заболевания.
Во-вторых, это заболевание животных, накопление в их организмах вредных веществ для здоровья человека.
В частности, при кормлении БВК животных, как установлено экспериментами, может возникнуть эозинофилия в слизистой оболочке кишечника (увеличение зернистых лейкоцитов в крови), развиваются гранулематозные образования (узелковые разрастания) в печени, глубокие изменения в надпочечниках и тому подобное. [4]
Также доказано, что в БВК присутствует избыток нуклеиновых кислот в 12-15 раз больше, чем в традиционных кормах. Эти биологические полимеры, как известно, обеспечивают хранение и передачу наследственной информации, таким образом оказывают воздействие на генетический код скота, птицы, а соответственно и на человека. В нуклеиновых кислотах, содержащихся в БВК, основная составляющая – рибонуклеиновая кислота (РНК). У людей она вызывает повышенное накопление мочевой кислоты в крови и моче, а соли последней быстро откладываются в организме. Поэтому употребление в пищу продукции животноводства с высоким содержанием РНК может вызвать серьёзные осложнения здоровья.
Передозировка в меню животных БВК ведёт к накоплению жира в печени, увеличению холестерина, а его избыток приводит к нарушениям обмена веществ.
В связи с этим установлены пределы внесения паприна в корм для скота – 20%, а для птицы –10-15%, хотя зачастую это делается "на глазок".
Науке ещё предстоит "докопаться" до оставшихся неясными свойств БВК. А поэтому, только строгое выполнение рекомендованных норм БВК в корме животных вместе с другими сбалансированными компонентами позволят избежать угрозы для здоровья человека. [4]
3.2 Остаточные вещества, токсические и радиактивные элементы в молоке
Антибиотики в рационы дойных коров не добавляют, поэтому выделение их с молоком едва ли возможно.
Химические средства защиты растений могут попасть в организм коровы с кормами. В первую очередь следует помнить об инсектицидах, которые более устойчивы, чем гербициды и фунгициды. Загрязнение кормовых растений, как правило, происходит не только при прямом их обрызгивании или опылении химическими средствами, но и при обработке соседних культур и в результате поступления инсектицидов из почвы. Покупные корма могут загрязняться во время транспортировки и хранения, а также при обработке помещений с целью борьбы с вредителями.
Хлорорганические соединения по сравнению с другими химическими средствами защиты растений считаются более устойчивыми веществами. С точки зрения гигиены продуктов питания, высокая устойчивость этих веществ нежелательна. Хлорорганические соединения, потребленные с кормовыми растениями, без изменения аккумулируются в жире, отложенном в теле, и выделяются с молоком. Их концентрация в молоке прямо пропорциональна содержанию в кормах. Конечно, отдельные препараты содержат различное количество хлорорганических соединений. Значительные их остатки в молоке (до 1,7 мг на 1 л молока) отмечены при использовании гептахлора. Дихлордифенилтрихлорметилметан (ДДТ) может концентрироваться в молоке в большом количестве. Уже при содержании в 1 кг корма 1 мг ДДТ его можно обнаружить в молоке. Из ДДТ, поступившего с кормом, более 20% переходит в молоко. Так как ДДТ аккумулируется также и в жировых отложениях тела, то его следы можно обнаружить в молоке еще длительное время после прекращения поступления с кормом.
В том случае, когда попавший с кормом ДДТ имеет нормальную концентрацию, его следы обнаруживаются в молоке в течение 30—40 дней. Если молоко, содержащее ДДТ, скармливают телятам, то у них наблюдается нарушение жизнедеятельности и даже летальный исход.
Из других хлорорганических соединений в молоко могут попасть алдрин и дилдрин. Алдрин не представляет существенной опасности, так как он концентрируется в молоке в незначительном количестве.
Эфиры фосфорной кислоты и карбаматы в окружающей среде и в организме животных менее устойчивы за счет своей структуры, чем хлорорганические соединения. Вследствие быстрого гидролизного расщепления эфиров под действием физических и химических факторов в природе или эстеразы в живом организме их присутствие в кормах не представляет особой опасности. Из общего числа загрязнений пищевых продуктов на долю хлорорганических инсектицидов приходится около 70—85%, на долю эфиров фосфорной кислоты — 5—20% и карбаматов — 5-10%.
С другой стороны, эфиры фосфорной кислоты и карбаматы отличаются высокой и острой токсичностью, поэтому их не должно быть в окружающей среде. Свинец, ртуть и кадмий являются токсичными микроэлементами и при попадании в организм коровы с кормом выделяются с молоком. В зоне промышленных предприятий и автострад кормовые растения могут загрязняться свинцом при его непосредственном воздействии или при выделении выхлопных газов. Несмотря на крайне большое загрязнение корма свинцом, его содержание в 1 л молока повышается с 20—30 (норма) до 100 мкг. Только незначительная часть свинца, потребленного с кормом, поглощается в пищеварительном тракте. При скармливании с кормом 150 г арсената свинца в расчете на корову концентрация свинца и мышьяка в молоке остается ниже 50 мкг в 1 л.
При скармливании сена, которое заготовлено рядом с автострадой, и сена, заготовленного в удаленной от автострад зоне, остатки свинца в 1 л молока составили соответственно 40—70 мкг и 20 мкг.
Содержание кадмия и ртути в молоке можно также считать не вызывающим опасения.
Радиоактивность коровьего молока может быть искусственного (чаще) и естественного (реже) происхождения. В молоке обычно присутствует лишь 0,012% изотопа К40, незначительным излучением которого можно пренебречь. Искусственная радиоактивность молока является или следствием испытания ядерного оружия, или аварий с атомными реакторами, или применения радиоизотопов для научных и хозяйственных целей. Радиоактивное загрязнение молока (радиоактивные осадки) может происходить через почву, кормовые культуры и питьевую воду. Потенциальную опасность для человека представляет наличие J131 (время полураспада 8 дней), Sr90 (время полураспада 25 лет) и в меньшей мере — Cs37 (время полураспада 33 года).
Радиоактивность молока, полученного от коров, которые потребляли загрязненные радиоактивными веществами кормовые культуры, бывает ниже, чем радиоактивность самих кормов, в результате обмена веществ, происходящего в организме животных. [5]
3.3 Техногенный фактор как основной загрязнитель животноводческой продукции
В настоящее время особую актуальность приобретает изучение особенностей состояния животных в экологически неблагоприятных районах. Диапазон патогенных экологических воздействий на организм животных чрезвычайно широк. Все большее значение приобретают антропогенные факторы окружающей среды. Сложное комплексное воздействие экологических загрязнений на организм животных нарушает иммунную систему, искажает иммунные ответы организма, накладывает отпечаток на течение различных заболеваний. Нарушение экологического равновесия ведет к возникновению эндемических очагов в биопатогенных зонах-районах крупных промышленных предприятий. Хроническое токсическое воздействие вызывает неспецифические изменения органов и систем. В крови снижается количество форменных элементов, падает содержание гемоглобина. Нарушаются функции печени, почек, изменяется сократительная способность миокарда, нарушается функция внешнего дыхания, глубокие изменения происходят в эндокринной системе. Все перечисленные изменения снижают общую резистентность организма, обуславливают широкое распространение неспецифических заболеваний. Токсическое влияние малой интенсивности вызывает явления псевдоадаптации, при которой временно компенсируются скрытые патологические процессы. [6]
Территория вокруг крупных промышленных предприятий испытывает повышенную техногенную нагрузку, в основном от выбросов токсических веществ: тяжелых металлов, оксидов серы, углеводородов и пр.
Ряд регионов характеризуется радиоэкологической обстановкой, вызванной скоплением естественных и техногенных источников ионизирующей радиации. Сочетание данных антропогенных факторов увеличивает прессинг на компоненты биоты в том числе живые организмы, как правило, это отражается на функционирование различных систем, органов и тканей. [6]
3.4 Ведение животноводства в условиях радиоактивного загрязнения
Продукция животноводства, прежде всего молоко и мясо, может существенно влиять на дозу внутреннего облучения человека. Поэтому задача получения чистой продукции животноводства в хозяйствах загрязненных районов возможна только при условии обеспечения кормления животных кормами из окультуренных пастбищ и заготовки кормов на угодьях, находящихся на высоко плодородных минеральных почвах. При этом следует знать, что переход радионуклидов из кормов в молоко и мясо зависит от рациона, возраста и физиологического состояния животных, продуктивности и других факторов. У высокопродуктивных животных переход цезия-137 из кормов в организм, как правило, ниже, чем у низко продуктивных. Этому также способствует сбалансированность рационов кормления животных по основным и, особенно, минеральным элементам.
Специалисты считают, что наиболее критическим периодом для производства чистых молока и мяса, является время выпаса скота на лугах, особенно весной - после затоплений и осенью. При стойловом содержании скота с увеличением в кормах содержания клетчатки (к примеру, из 1,5 до 3 кг сутки) наблюдается уменьшение концентрации цезия-13 7 в молоке на 30%. [7]
Откорм бычков с раннего возраста возможен на любых пастбищах (где, конечно, не запрещено ведение хозяйства). Где-то за 2 месяца до убоя, их следует перевести на откорм в стойло. Профилактической мерой для любого скота также является перевод на стойловое содержание с использованием чистых кормов. Это позволит получить мясо, годное к употреблению.
При распределении сельскохозяйственных животных на загрязненных территориях следует учитывать, что наиболее чистое мясо производится в свиноводстве, затем следует производство говядины, а максимальное количество радионуклидов содержится в баранине. В свиноводстве животные находятся на стационарном содержании с использованием более чистых кормов (корнеплоды, зерно, концентраты) В условиях радиоактивного загрязнения важно знать и соблюдать некоторые ограничения и правила.
- Регулярный контроль уровня загрязнения молочной продукции требуется в том случае, если для выпаса и откорма молочного скота используются лесные и полевые угодья на торфяно-болотных (и аналогичных им) почвах, где плотность загрязнения цезием-137 значительно выше.
- Для выпаса скота частных хозяйств следует использовать щелочные луга и пастбища, для которых характерна минимальная плотность загрязнения цезием-137. Начинать выпас на пастбищах нужно при высоте травы не ниже 10 см.
- Надежным приемом снижения сожержания стронция-90 в молоке является добавление в ежедневный рацион коровы минеральной подкормки, богатой солями кальция. Это может быть мел, молотый известняк, трикальцийфосфат, костная мука или костная зола. Добавление этих продуктов в корм коров в количестве 50-80 г в день снизят в нем содержание стронция-90
- Если для откорма молодняк рогатого скота вынуждены выпасать на естественных пастбищах с повышенным содержанием радионуклидов в почве, в последние 3 недели перед убоем обязательно перевести животных на чистое сено с добавлением картофеля и корнеплодов со своего участка. За это время мясо очистится на 80-90%. [7]
- В последние годы возрастает поголовье коз, особенно в хозяйствах пожилых людей. Эти животные любят потреблять корм, богатый клетчаткой. Хозяева зачастую используют для выпаса коз небольшие пастбища вдоль дорог, канав, лесозащитных полос, где загрязненность радионуклидами выше. Поэтому необходимо учитывать, что коэффициент перехода цезия-137 и стронция-90 в козье молоко существенно выше, чем в коровье.
- Содержание птицы. Содержание всех видов птицы ничем не ограничивается. Если же предусмотрен забой птицы, то где-то за 1 - 1,5 месяца до этого ее переводят на откорм незагрязненными кормами или же кормами, заготовленными на участках с низким уровнем загрязнения, и вволю подкармливать кур молотым известняком, мелом, ракушками. После этого мясо можно использовать без ограничений. Что же касается перьев и пуха, то их нужно промыть с применением моющего средства. Чтобы получить экологически чистые яйца, птицу лучше всего содержать на выгульных подворьях.
- Содержание свиней. В условиях невозможности кормления свиней чистыми продуктами, необходимо откармливать их для получения сала, а не мяса. Переход радионуклидов в сало значительно ниже, чем в мясо. При этом надо учитывать, что на загрязненность свинины значительно влияет кормление зелеными "грязными" кормами и немытыми корнеплодами, а также сывороткой и молоком, содержащими радионуклиды. [7]
- После забоя свиней, овец, коз, крупного рогатого скота, птицы, выращенных на не контролируемых пастбищах, полученное мясо и мясопродукты можно использовать в пищу после обязательного радиологического контроля.
- Снижению накопления животными цезия-137 и его выведению из организма помогают специальные кормовые добавки. Самым эффективным среди препаратов-сорбентов, является фероцин, 3-5 г которого необходимо добавлять ежедневно в рацион. Он не проникает через стенки желудка и полностью выводится из организма с продуктами обмена, в результате чего получают чистое молоко и мясо. Хорошо зарекомендовало себя в очистке молока и мяса крупного рогатого скота применение специальных пилюль (болюсов). Благодаря применению кормосмесей и соляных брикетов, которые содержат фероцин, загрязненность молока снижается в 2 - 5 раз. Этому же способствует введение в рацион цеолитов, особенно цеолита модифицированного, используемого с концентрированными кормами. К числу наиболее распространенных добавок, внесение которых приводит к снижению радионуклидов в организме, относятся жизненно важные для животных макро- и микроэлементы, являющиеся химическими аналогами стронция и цезия, такие как кальций и калий. Они ограничивают поступления радионуклидов в молоко и мясо. Что же касается более полной информации по приобретению и применению специальных кормовых добавок, то их можно получать санитарно-эпидемиологических службах.
- При охоте на диких копытных животных, пасущихся на одинаковой по плотности загрязненных территориях, необходимо учитывать, что меньше всего накапливает радионуклидов лоси, у косули содержание в 2 раза выше, чем у лося, но в 6 раз ниже, чем у кабана. Таким образом, у кабана содержание цезия-137 в мышцах в 12 раз выше, чем у лося. Это объясняется тем, что лось питается кустарниками и ветвями деревьев, в которых незначительное содержание цезия-137, косуля в летнее время частично питается грибами, содержащими радионуклиды. Дикий кабан активно питается в лесной подстилке почвенными животными, имеющими высокие концентрации цезия-137. [7]
Заключение
Проблема загрязнения почвы, кормов и сельскохозяйственной продукции является весьма сложной и связана со многими аспектами, касающимися различных отраслей хозяйствования. И только целенаправленная работа во всех направлениях является залогом решения этой проблемы.
Необходимо помнить, что хотя и количество отравлений загрязнённой сельскохозяйственной продукцией в наше время незначительно, интоксикация ими может характеризоваться очень тяжёлым течением и даже заканчиваться смертью. Поэтому при подозрении на острое отравление загрязнёнными пищевыми продуктами необходимо немедленно обратиться в медицинское учреждение, особенно это касается детей. До оказания врачебной помощи целесообразно промыть желудок и дать больному взвесь активированного угля (2 столовых ложки на стакан воды). [4]
Список литературы
1. http://ecolog.ucoz.ru/publ/2-1-0-533
2. http://arivera.ru/organic/truth/animal/forage.html
3. http://www.kalvomilk.ru/monitoring/2006-11/1005/
4. http://vetfac.narod.ru/kielwein0milk/book045.htm
5. http://www.buraev.ru/science/1/95-productive.html
6. http://www.nuclearpolicy.ru/publications/manzurova/part4.shtml
|
