Обеспечение безопасности сельскохозяйственных животных и получаемой продукции путем экологического мониторинга

Обеспечение безопасности сельскохозяйственных животных и получаемой продукции путем экологического мониторинга

В статье обсуждаются наиболее важные в настоящее время аспекты экологического мониторинга, осуществляемого с целью предотвращения отравления и хронической интоксикации токсичными элементами и веществами сельскохозяйственных животных. Обеспечение токсикологической безопасности поголовья скота, свиней, птиц и других животных служит сохранению их здоровья, воспроизводства и продуктивности. Благополучие животных позволяет производить безопасные продукты питания и сохранять здоровье человека.

Авторы публикации

Рубрика

Сельское хозяйство

Журнал

Журнал «Научный лидер» выпуск # 5 (50), февраль ‘22

Дата публицакии 25.01.2022

Поделиться

Проблемы загрязнения окружающей среды в настоящее время приобретают острую актуальность. Важнейшим приоритетом становится обеспечение безопасности поголовья животных в условиях сельскохозяйственных предприятий, а значит и безопасности получаемой продукции – продуктов питания человека. К сожалению, следствием промышленного прогресса и активной хозяйственной деятельности стало глобальное загрязнение биосферных регионов. Возрастающее техногенное загрязнение атмосферного воздуха, поверхностных вод, почвенного покрова сопровождается контаминацией токсикантами всех составляющий экосистем. В питьевые источники и корма животных попадает множество различных токсинов, пестицидов, тяжелых металлов (ТМ) и радионуклидов. Названные агенты вызывают множественные нарушения нормальных физиологических процессов в организме животных и обладают кумулятивными свойствами и способностью преодолевать естественные биологические барьеры. В первую очередь страдает здоровье животных, помимо острых отравлений и падежа, происходит хроническая интоксикация, в результате которой падают темпы роста молодняка, ухудшается репродуктивная функция, сокращается продуктивность. Следом продукты питания, полученные от таких животных, отрицательно влияют на состояние здоровья человека, они становятся причиной пищевых отравлений и развития отдаленных негативных последствий. Мониторинг токсических веществ в системе «почва-растение-животное» первостепенно важен для предупреждения их попадания в пищу человека [1, 5, 12].

Экологический мониторинг объектов окружающей среды пастбищных и заготовительных зон охватывает все почвы, источники воды, используемые в питании животных растения и корма, мясное, молочное, яичное и другое сырье, получаемое от животных. В образцах исследуют наличие и концентрацию токсичных элементов, пестицидов и их метаболитов, нитратов, нитритов и микотоксинов. Экологами и смежными специалистами для оценки загрязнения природных экосистем и агроценозов применяются гигиенические нормативы, к которым относится предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющего вещества или химического элемента, их ориентировочно допустимая концентрация (ОДК). В оценке безопасности кормов и животноводческой продукции ветеринарно-санитарной экспертизой используются ветеринарный и санитарные правила и нормы (СанПиН) [5, 19]. Используемые системы оценки имеют недостатки, т.к. определенные для соответствующего источника нормативы не учитывают одновременного поступления опасного вещества различными путями и единовременного воздействия нескольких токсичных веществ. Последнее наиболее соответствует реальным условиям загрязнения, а эффект комбинированного воздействия токсикантов чаще всего превышает эффект при суммировании изолированного воздействия.

Ведущее место в ряде наиболее опасных для животных и человека токсикантов отводится тяжелым металлам. Данная группа элементов использует транспортные системы организма, в норме предназначенные для макро и микроэлементов, и быстро распространяется по тканям и органам. Тяжелые металлы обладают тропностью, и органами-мишенями часто служат нервная система, печень, почки, костная ткань. Токсическое действие ТМ объясняется сложными биохимическими механизмами. Их относят к группе тиоловых ядов, блокирующих сульфгидрильные (-SH) группы белковых молекул при низкой концентрации металла. При росте концентрации металла происходит блокировка других функциональных групп: аминных (-NH2), карбоксильных (-COOH) и др. Происходит нарушение функций структурных белков и инактивация обширного ряда ферментов, в том числе, участвующих в процессах дыхания. Тяжелые металлы в биомолекулах замещают собой металлы переменной валентности, которые затем включаются в реакцию Фентона с образованием крайне токсичных активных форм кислорода, и интоксикация усугубляется воздействием интенсивного свободнорадикального окисления – естественного процесса в аэробных организмах, в норме имеющего низкую интенсивность. Основную угрозу представляют свинец, ртуть, кадмий, никель, цинк, медь и металлоид мышьяк [11, 17].

Кадмий – один из самых вредных и токсичных тяжелых металлов, элемент – выраженный мутаген и канцероген, при отравлении животных обнаруживается в молоке. Так же опасен свинец, его действие сказывается преимущественно на нервной и сосудистой системах и гематологических показателях. Кобальт является незаменимым для жизнедеятельности микроэлементом, но в высоких концентрациях нарушает деятельность нервной системы и щитовидной железы. Избыток цинка провоцирует мутации, вступает в конкурентные взаимоотношения с другими химическими элементами в организме. Ионы меди активно реагируют с аминокислотами и белками с образованием устойчивых комплексов, изменяя нормальную проницаемость митохондрий. Ртуть в виде метилртути легко проникает сквозь гематоэнцефалический и фетоплацентарный барьеры, повреждая ЦНС и нарушая развитие плода [8, 17, 20]. Сильным канцерогеном и токсикантом, поражающим нервную систему, является мышьяк. С хронической интоксикацией связаны случаи рака кожи, желудочно-кишечного тракта, лимфатической системы и системы кроветворения. Повреждение печени, почек, нервной системы и репродуктивные нарушения являются общими чертами воздействия элементов группы ТМ [4, 13, 14].

Содержание тяжелых металлов выступает важнейшим критерием качества и безопасности почв. Показателем антропогенного загрязнения почвенного покрова выступает отношения уровня в них ТМ к их фоновому уровню. Такая оценка часто применяется в практической работе и именуется коэффициентом концентрации. На практике также используется отношение подвижных форм металла к его валовому содержанию в почве. Оценка загрязнения только по валовой форме элемента способна давать неверные представления о степени экологической безопасности. На фоне активной деятельности водных и почвенных микроорганизмов, изменения pH и концентрации в среде органического вещества возможен сильный рост концентрации подвижных форм тяжелых металлов. Для анализа миграции токсикантов вдоль пищевой цепи часто используется коэффициент накопления, отражающий степень перехода элемента от одного ее звена к последующему [7, 18].

Сильную опасность для животных представляют продуцируемые грибами рода Aspergillus афлатоксины, особенно афлатоксин В1. Грибы паразитируют на загрязненных кормах во время длительного хранения. При скармливании животным загрязненных кормов афлатоксин может встречаться в мясной продукции. Чаще всего наличие афлатоксина обнаруживается в мясе в весенний период. Известно, что суммарное воздействие нескольких тяжелых металлов и афлатоксинов, в отдельности не превышающих ПДК, приводят к скрытому токсикозу у животных с неясными клиническими признаками. Поэтому настоятельно рекомендуется систематически оценивать зерновые корма, жмыхи, шроты и комбикорма на содержание афлатоксинов, зеараленола, дезоксиноваленола, микотоксинов НТ-2 и Т-2 [9].

Насущной проблемой экологического благополучия агроценозов становится использование пестицидов. Большинство веществ данной группы чрезвычайно опасны, поскольку при сохранении опасности остаются в окружающей среде в течение длительного времени, имеют длительный период разложения. Пестициды способны распространяться на большие расстояния, создавая обширные зоны загрязнения, границы которых удалены на сотни километров от места обработки. Как и тяжелые металлы пестициды обладают свойством накапливаться в тканях растений и животных, к последним они попадают вместе с водой, пищей и атмосферным воздухом. Превышение фонового уровня в некоторых тканях может доходить до 70000 раз, а обнаруживаться пестициды могут в живых организмах на значительном удалении от места применения. Употребления загрязненных пестицидами пищевых продуктов в долгосрочной перспективе несет серьезную угрозу здоровью населения. Общеупотребимыми параметрами оценки экологического воздействия пестицидов являются следующие их характеристики: степень токсичности при различных путях поступления в организм, скорость распада и потери токсичности во внешней среде, метаболизм в организме животных и кумулятивная способность [6, 10, 15].

Использование пестицидов нуждается в строгом контроле, для которого используются аналитические тесты, определяющие микроконцентрации агрохимикатов в кормовом сырье и сельскохозяйственной продукции. Переработка и захоронение регулируются соответствующими нормами СНиП и СанПиН, распространен биологический способ утилизации при низкой концентрации токсиканта в среде с использованием микроорганизмов [10, 15].

Для снижения загрязнения животноводческой продукции остатками пестицидов рекомендуется исключать обработку полей пестицидами в профилактических целях и строго следовать регламентам химической защиты растений. Требуется максимально сокращать кратность использования пестицидов или полностью исключать их, заменяя на биологические средства защиты или агротехнические приемы. В экологичном выращивании растений следует использовать обработку иммуноиндукторами: гуматами калия и натрия, СИЛК. Недопустимо появление в окружающей среде патогенной микрофлоры и нарушение природного микробиоценоза почв в результате применения удобрений, цист патогенных простейших, жизнеспособных яиц гельминтов и других опасных биологических агентов [14, 16, 18]. Важной частью экологического мониторинга является надзор за соблюдением животноводческими хозяйствами природоохранных требований по работе с пометом, навозом, удобрениями и пестицидами. Несоблюдение норм влечет загрязнение почвы, поверхностных и подземных вод, органическими соединениями цинка, меди и других металлов, соединениями азота, а также распространение инфекционных и паразитарных болезней [19].

Осуществление контроля качества природной среды и кормовых источников должно поддерживаться соответствующей базой: системами мониторинга воздуха, почв и вод, опытными полигонами для апробации экологического воздействия новых агрохимических технологий и технических средств, сертификационными центрами, приборным обеспечением.

Выводы

Растущее загрязнение окружающей среды отрицательно отражается на безопасности растительных кормов, используемых при выращивании животных и птицы, получаемая от них продукция может содержать значительные количества токсинов и опасных химических элементов. В связи с представленными сведениями рекомендуется постоянно дополнять и совершенствовать контроль экологической ситуации в сырьевых зонах сельскохозяйственного производства.

Список литературы

  1. Горлов И. Новые подходы в обеспечении экологической безопасности агропромышленного производства / И. Горлов, В. Шикунов, Н. Молосова // Молочное и мясное скотоводство. – 2012. – № 7. – С. 21-24.
  2. Ефимова Н.В. Проблемы, связанные с загрязнением ртутью объектов окружающей среды / Н.В. Ефимова, П.В. Коваль, В.С. Рукавишников, И.В. Безгодов // Бюллетень ВСНЦ СЩ РАМН. – 2005. – № 1(39). – С. 127-133.
  3. Караченцова А.Н. Проблемные вопросы обеспечения экологической безопасности при утилизации хлорорганических пестицидов / А.Н. Караченцова, А.Я. Пономарев // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2014. – №. 4 (12). – С. 208-213.
  4. Самбурова М.А. Накопление тяжелых металлов растениями и животными Новотроицкого хвостохранилища / М.А. Самбурова, В.А. Сафонов // Исследование живой природы Кыргызстана. – 2021. – № 1. – С. 62-64.
  5. Слепенкова О.А. Правовое регулирование экономического механизма охраны окружающей среды / О.А. Слепенкова // Аграрное и земельное право. –2014. – № 2 (110). – С. 70-73.
  6. Тагиров Х.Х. Экологический мониторинг молока и молочных продуктов / Х.Х. Тагиров, Э.М. Адриянова // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2008. – Т. 4. – №. 20-1. – С. 50-52.
  7. Фирсов С.А. Экологический мониторинг безопасности почв по содержанию тяжелых металлов / С.А. Фирсов, Т.Л. Баранова, С.С. Фирсов // Агрохимический вестник. – 2014. – №. 3. – С. 5-7.
  8. Safonov V. Assessment of heavy metals in milk produced by black-and-white Holstein cows from Moscow / V. Safonov // Current Research in Nutrition and Food Science. – 2020. – Vol. 08. – No. 2. – P. 410-415.
  9. Авдиенко В.В. Экологический мониторинг объектов окружающей среды предприятий-поставщиков мясного сырья для детского и функционального питания / В.В. Авдиенко, Е.Н. Головко, Н.Н. Забашта // Современные аспекты производства и переработки сельскохозяйственной продукции. Сборник статей по материалам III научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 95-летию Кубанского государственного аграрного университета. – 2017. – С. 256-265.
  10. Афанасьев В.Н. Снижение негативного влияния машинных технологий в сельском хозяйстве на состояние окружающей среды / В.Н. Афанасьев, Н.П. Козлова, А.В. Афанасьев // Сборник научных трудов. ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии. – 2013. – Вып. 84. – С. 133-141.
  11. Афанасьев В.Н. Концепция развития системы экологической безопасности сельхозпроизводства / В.Н. Афанасьев Д.А. Максимов, А.В. Афанасьев // Достижения науки и техники АПК. – 2007. – № 10. – С. 40-42.
  12. Башкин В.Н. Канцерогенный риск загрязнения мышьяком водных экосистем / В.Н. Башкин, Р.В. Галиулин, Р.А. Галиулина // Региональная экологическая безопасность. Проблемы анализа риска. – 2016. – Т. 13. – № 3. – С. 26-29.
  13. Дрожжина Н.А. К оценке экологической безопасности пестицидов ряда фенилмочевин при применении в сельском хозяйстве / Н.А. Дрожжина, А.И. Гурова, Л.В. Максименко, А.А. Башкиров // Вестник РУДН. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. – 2004. – № 1 (10). – С. 47-53.
  14. Ермаков В.В. Биогеохимия – фундаментальная основа технологий коррекции элементозов / В.В. Ермаков, В.Т. Самохин, С.А. Алексеева, А.И. Дегтярев, Е.В. Кречетова, Е.А. Карпова, А.В. Сафонов и др. // Микроэлементы в медицине. – 2004. – Т.5. Вып.4. – С. 55-56.
  15. Забашта С.Н. Экологический статус предприятий-поставщиков мясного сырья для детского и функционального питания / С.Н. Забашта, Н.Н. Забашта, Е.Н. Головко // Сборник научных трудов. Ответственный редактор Забашта С.Н., научный редактор Мыринова М.Ю. КРИА ДПО ФГБОУ ВО, Кубанский ГАУ имени И.Т. Трубилина. – Краснодар, 2017. – С. 53-63.
  16. Нежданов А.Г. Изменение пероксидного и эндокринного статуса телок в процессе становления половой и физиологической зрелости / А.Г. Нежданов, М.И. Рецкий, В.А. Сафонов, Э.В. Братченко // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2012. – №3. – С. 69-70.
  17. Рыльникова М.В. Исследование экологического воздействия новотроицкого хвостохранилища на растительный покров и живые организмы / М.В. Рыльникова, Д.Н. Радченко, М.В. Цупкина, В.А. Сафонов // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. – 2020. – № 1. – С. 108-120.
  18. Сафонов В. Селемаг и гепатопротектор в профилактике послеродовых осложнений у коров / В. Сафонов, Е. Шишкина // Молочное и мясное скотоводство. – 2011. – №5. – С. 25-26.
  19. Слепенкова О.А. Обеспечение экологической безопасности в области обращения с пестицидами и агрохимикатами / О.А. Слепенкова // Вестник Волжского университета им. ВН Татищева. –2010. – №. 74. – С. 27-33.

Предоставляем бесплатную справку о публикации,  препринт статьи — сразу после оплаты.

Прием материалов
c по
Осталось 6 дней до окончания
Размещение электронной версии
Загрузка материалов в elibrary