Миграция тяжелых металлов, пестицидов в тканях и органах сельскохозяйственных животных

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………………3

1. Проблема  загрязнения кормов………………………………………………..……………..4

1.1 Основные  загрязнители кормов…………………………………………………………...4

1.2 Нитраты  и нитриты – проблема, рожденная  20 веком…………………………………..5

1.3 Охрана  кормов от загрязнения митотоксинами………………………………………….7

2. Проблема  загрязнения продукции животноводства……………………………………...9

2.1 Остаточные  вещества, токсические и радиактивные  элементы в молоке…………..…9

2.2 Техногенный  фактор как основной загрязнитель  животноводческой продукции…...11

3. Отравление  солями тяжелых металлов……………………………………………………13

Заключение……………………………………………………………………………….……15

Список  использованной литературы…………………………………………………………16

     Введение

     Среди экологических проблем одно из важнейших  мест занимает качество продуктов питания  человека. 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.

     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.

     Значительное  ухудшение экологической обстановки приводит к поступлению и накоплению токсичных веществ (тяжёлых металлов, пестицидов и др.) в организме  сельскохозяйственных животных и, как  следствие, в продуктах животноводства (мясо, молоко) Естественные пастбища и  сенокосные угодия, являющиеся основной сырьевой базой молочных хозяйств, испытывают антропогенную нагрузку. В последние годы выброс в окружающую среду токсичных соединений не снижается  и остается высоким. Последствием этого  является нарушение естественного  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, загрязняя почву, гидросферу и атмосферу, и в конечном итоге  попадать в организм животных и человека.

     1. Проблема загрязнения  кормов

     1.1 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.

     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.

     1.2 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.

     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.

     1.3 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.

     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.  

     2. Проблема загрязнения  продукции животноводства

     2.1 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.

     2.2 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.

     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.  

     3. Отравление солями тяжелых металлов

     Наибольшее  токсикологическое значение имеют  соли ртути, свинца и кадмия в связи  с широким их использованием в  промышленности и попаданием вместе со сточными водами в зоны сельскохозяйственного  производства, накоплением их в почве, растениях, водоемах и высокой видовой  чувствительностью крупного рогатого скота, особенно молодняка, к этим соединениям.

     Среди солей ртути заслуживают внимания ртуть двухлористая, цианистая, двуйодистая, свинец уксуснокислый, углекислый, мышьяковый и окись свинца, кадмий сернокислый, стеариновокислый, -окись кадмия и  др. Более токсичны органические соединения ртути и свинца: этилмеркурхлорид, тетраэтилсвинец.

     Токсическое действие. Соли ртути, свинца и кадмия при.местном воздействии вызывают образование струпа вследствие денатурации белков, при резорбтивном воздействии нарушают структуру ш функции головного мозга, сердечной и скелетной мускулатуры, почек, печени и других жизненно важных органов. В основе биохимического механизма токсического действия ртути, свинца и кадмия лежит избирательная блокада сульфгидрильных групп активных центров тиоловых ферментов и в первую очередь транспортной ферментной системы Ка+, К+—АТФазы электрогенных (мозг, сердце, скелетные мышцы) и осморегулирующих (тонкая кишка, почки, печень) органов.

     Симптомы. При остром отравлении наблюдают слюнотечение, беспокойство, пугливость, тремор скелетной мускулатуры, учащение пульеа, дыхания, нарушение координации движений, судороги, понос, частое мочеиспускание, коматозное состояние, парезы и параличи конечностей.

     Хроническое отравление солями ртути (меркуриализм) и солями свинца (сатурнизм) характеризуется  общим угнетением животных, слабостью, затруднением дыхания, понижением аппетита, исхуданием, ослаблением сердечной  деятельности, утолщением суставов, длительным поносом. В ротовой полости обнаруживают язвенный стоматит, выпадение зубов. При отравлении ртутью — красная  кайма на деснах, при отравлении свинцом — синяя кайма, гнилостный запах изо рта. Лактация прекращается, температура тела незначительно  повышается. Вследствие парезов и  параличей конечностей у животных возникают пролежни. Из-за нарушения  функции почек возникает гематурия, а затем анурия в аутоинтоксикация. Наблюдают гемолиз крови.

     Патолого-анатомические  изменения проявляются тяжелыми некротическими и воспалительными изменениями слизистой пищеварительного канала, отеком и характерными дистрофическими нарушениями печени и почек (сморщенная почка), застойными явлениями в легких с очаговым отеком, изъязвлением слизистой рта и наличием характерной каймы на деснах. Кровь темно-красная, гемолизированная, плохо свернувшаяся. Множественные точечные и разлитые кровоизлияния под эндокардом и эпикардом.

     Диагноз проводят по характерным клиническим симптомам токсикозов у животных и химико-аналитическому определению ртути, свинца и кадмия в содержимом пищеварительного канала, в печени, почках животных, а также в кормах и воде.

     Для определения ртути используют экспрессную  методику на основе реакции с меди йодидом, для определения свинца — на основе реакции с натрия родизонатом по А. В. Николаеву (1964) и  для определения кадмия — колориметрический  метод. Определение свинца в тканях животных производят также методом  атомно-адсорбционной спектрометрии  по В. В. Устенко (1980).

     Лечение. В качестве антидотных средств применяют унитиол, тетацин-кальций, натрия тиосульфат, ЭДТА и пентацин, а также в качестве патогенетических средств — глюкозу, кальция хлорид, атропина сульфат, кофеин.

     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.

     Профилактика отравлений солями тяжелых металлов, пестицидами основана на усилении контроля за предотвращением загрязнения водоисточников для водопоя животных, контроля за токсикологической безопасностью пастбищ и сенокосных угодий, а также за качеством комбикормов и минеральных кормовых добавок.

     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).  

     Список  литературы

1. http://www.nuclearpolicy.ru
2. www.intervetclinic.ru