Мусаев Ф.А., Захаров Л.М., Захарова О.А., Кучер Д.Е., Гаглоев А.Ч.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ИМПЕРАТИВ И СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ
МЕТАЛЛОВ В СИСТЕМЕ «АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ-ВОДА-ПОЧВАПРОДУКЦИЯ
РАСТЕНИЕВОДСТВА-ПРОДУКЦИЯ
ЖИВОТНОВОДСТВА»
Монография
Рязань 2018
Стр.1
УДК 502.1:502.175
ББК 20.1
М 38
Мусаев Ф.А., Захаров Л.М., Захарова О.А., Кучер Д.Е., Гаглоев А.Ч.
Экологический императив и содержание тяжелых металлов в системе
«атмосферный воздух – вода – почва - продукция растениеводства -
продукция животноводства»: Монография. – Рязань: ИП Коняхин А.В. (Book
Jet), 2018. – 204 с.
ISBN 978-5-6040930-8-5
Рецензенты
Доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник отдела
кормления сельскохозяйственных животных ФГБНУ «Федеральный научный
центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»
Чабаев Магомед Газиевич
Доктор технических наук, профессор кафедры гидрологии, гидрогеологии и
регулирования стока ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева
Карпенко Нина Петровна
В монографии приведены результаты собственных исследований, проведенных в
трех хозяйствах Рязанской области с разным экологическим состоянием окружающей
среды. Установлено высокое содержание приоритетных тяжелых металлов в
поверхностных водах, почве, кормовой продукции, а также во внутренних органах
голштинских коров в ООО «Авангард», территория которого находится вблизи
областного центра г. Рязань. Меньшее загрязнение установлено на территории колхоза им.
Ленина Касимовского района, хотя количество ТМ обнаружено в повышенных
количествах в поверхностных водах и почве. Наименьшее количество ТМ выявлено на
территории ООО «Агрофирма «Пителинская» Пителинского района Рязанской области,
где превышение концентрации ТМ в средах не обнаружено, но их количество
соответствовало величине 1 ПДК. Содержание ТМ в продукции не превышало
нормативных величин во всех хозяйствах. Суммарнoе загрязнение (Z) всех сред на
территории ООО «Авангард» Рязанского района Рязанской oбласти составило Z=39,20, в
колхозе им. Ленина Касимовского района Z=34,14, агрофирме «Пителинская»
Пителинского района Z=26,19.
Предназначена для студентов высших учебных заведений, аспирантов,
руководителей хозяйств и заинтересованных лиц.
ISBN 978-5-6040930-8-5
© Коллектив авторов, 2018
© ФГБОУ ВО РГАТУ, 2018
© ИП Коняхин А.В. (Book Jet), 2018
Стр.2
Содержание
Введение
1. Экологический императив. Роль государства и всемирных
организаций в охране окружающей среды
2. Тяжелые металлы в окружающей среде и их миграция
2.1. Общие сведения о тяжелых металлах
2.2. Миграция и трансформация тяжелых металлов в
агроландшафте
3. Поведение тяжелых металлов в окружающей среде
3.1. Тяжелые металлы в почве
3.2. Тяжелые металлы в поверхностных и грунтовых водах
3.3. Тяжелые металлы в кормах
3.4. Тяжелые металлы в молоке и продуктах животноводства
4. Характеристика приоритетных тяжелых металлов в регионе и пути
их поступления в организм сельскохозяйственных животных и
человека
4.1. Приоритетные тяжелые металлы на территории Рязанской
области и их краткая характеристика
4.2. Гигиеническое нормирование содержания тяжелых металлов в
объектах окружающей среды
4.2.1. Нормирование содержания тяжелых металлов в
атмосферном воздухе
4.2.2. Нормирование содержания тяжелых металлов в воде
4.2.3. Нормирование содержания тяжелых металлов в почве
4.2.4. Нормирование содержания тяжелых металлов в молоке и
пищевых продуктах
4.2.5. Нормирование содержания тяжелых металлов в кормах
для сельскохозяйственных животных
5. Цель и задачи исследований
6. Обоснование выбора места проведения исследований
7. Характеристика места проведения исследований
7.3. Характеристика Пителинского района и ООО «Агрофирма
«Пителинская»
7.4. Технология производства молочных продуктов в хозяйствах
8. Методика проведения исследований
9. Результаты исследований
3
5
8
13
13
17
29
29
60
73
78
82
82
84
84
88
93
98
103
106
107
111
7.1. Характеристика Рязанского района и ООО «Авангард» 111
7.2. Характеристика Касимовского района и колхоза им. Ленина
123
128
134
141
150
Стр.3
9.1. Содержание тяжелых металлов в атмосферном воздухе
9.2. Содержание тяжелых металлов в поверхностных и грунтовых
водах
9.3. Содержание тяжелых металлов в почвах хозяйств
9.4. Содержание тяжелых металлов в кормовой продукции
9.5. Содержание тяжелых металлов в мясе (мышцах) и внутренних
органах сельскохозяйственных животных
9.6. Содержание тяжелых металлов в молоке и молочных
продуктах
Заключение
Краткий словарь
Список использованной литературы
Приложения
Сведения об авторах
150
153
159
163
165
167
174
176
178
188
201
4
Стр.4
ВВЕДЕНИЕ
На современном этапе развития общества взаимодействие человека и
окружающей среды выросло в глобальную экологическую проблему [31,
126]. В результате хозяйственной деятельности в природную среду во все
больших количествах попадают газообразные, жидкие и твердые отходы
производств, которые переходят по экологическим звеньям из одной
трофической цепи в другую, попадая, в конце концов, в организм человека
[23, 27].
На Земле не осталось территорий, которые в той или иной степени не
подвергались бы антропогенному воздействию [95]. Из 15 млрд га суши
непрерывному воздействию человека подвергаются 1,5 млрд га [65].
Ежегодно человек извлекает из земных недр более 200 млрд т горных пород,
сжигается более 9 млрд т условного топлива, рассеивается на полях до 2,3
млрд. т. пестицидов и т.п. [123]. По данным Госкомсанэпиднадзора России
питьевая вода не соответствует ГОСТУ более чем в 30% водоемов [60].
Около 15% территории России относится к зонам экологического
неблагополучия, наиболее объективным критерием оценки которого является
здоровье человека. Принято считать зоной экологического неблагополучия
территории, на которых увеличивается заболеваемость жителей, зоной
бедствия – территории, на которых увеличивается смертность [114].
Вещества, загрязняющие природную среду, весьма разнообразны [57].
В настоящее время одной из проблем,
производителями,
сельскохозяйственными
является
стоящих перед
обеспечение
экологической чистоты производимой ими продукции и ее безопасности для
потребителя. Особое внимание уделяется контролю за содержанием тяжелых
металлов в продуктах растениеводства и животноводства. Включаясь во все
типы миграций и биологический круговорот, они неизбежно приводят к
загрязнению важнейших жизнеобеспечивающих природных сред (питьевой
воды, воздуха) и пищевых продуктов. Их избыточное поступление в
организм растений и живых существ нарушает процессы метаболизма,
тормозит рост и развитие. В сельском хозяйстве это выражается в снижении
выхода продукции и ухудшении ее качества.
В Российской Федерации сформировался ряд регионов, где высокая
концентрация населения и разного рода производств резко ухудшили
экологическую обстановку [1]. Антропогенные нагрузки в таких регионах
5
Стр.5
достигли критической величины, при которой сопротивляемость природных
комплексов исчерпана полностью или близка к этому состоянию [68]. В этих
условиях одним из самых приоритетных направлений развития сельского
хозяйства становится получение экологически чистой продукции. Особенно
актуально данное направление для хозяйств, земли которых в результате
активного вмешательства человека в круговорот химических веществ в
биосфере загрязнены тяжелыми металлами (ТМ).
Загрязнению подвержены и территории многих хозяйств Рязанской
области. Земельный фонд области составляет 3,96 млн га, из которых в
сельскохозяйственном использовании находится 2,9 млн га, в том числе
пашни – 1,8 млн га. На территории области функционируют 132
предприятия, в выбросах которых наряду с традиционно регистрируемыми
загрязнителями – сернистым ангидридом, окисью углерода, окисью азота –
зафиксировано значительное количество ТМ [66].
Изменить создавшееся положение, устранить негативные последствия
загрязнения ТМ и другими токсикантами помогут организация
регионального
почвенно-экологического
мониторинга,
оценка
антропогенной нагрузки по районам и степени загрязнения основных типов
почв и, как следствие, изучение содержания ТМ в продукции
растениеводства и животноводства.
В последние годы под воздействием загрязнения окружающей среды
существенно ухудшилось состояние здоровья населения, особенно детей. Все
меньше детей рождается без патологий, с нормальным весом, растет число
заболеваний детей в младенческом возрасте. Широко распространенными
стали болезни органов дыхания, нервной и сердечно-сосудистой систем и
органов чувств, повысилась частота злокачественных новообразований [67].
Улучшить экологическую ситуацию – значит не просто найти пути
решения отдельных задач: провести реабилитацию земель, очистку воды,
обеззараживание стоков, контролировать состояние здоровья населения и т.д.
Следует подойти к решению экологических проблем комплексно,
всесторонне оценить ситуацию, и только тогда можно будет принять
необходимые меры и получить обнадеживающие результаты, остановить
приближающуюся экологическую катастрофу.
Требует дальнейшего изучения влияние степени загрязненности
сельскохозяйственных территорий тяжелыми металлами на интенсивность их
перехода по цепи вода-почва-корма-молоко-мясо-внутренние органымолочная
продукция. В качестве рабочей гипотезы служило предположение
о том, что уровень перехода тяжелых металлов в цепи зависит от степени
загрязненности сельскохозяйственных территорий [85].
6
Стр.6
Увеличение техногенной нагрузки на окружающую среду, ухудшение
экологической ситуации и проявление деградационных процессов привело к
проблеме токсикологической безопасности продуктов питания. Молочная
промышленность сталкивается
с определенными трудностями в
производстве экологически чистой продукции [4], в основном с высоким
уровнем загрязнения молочного сырья химическими соединениями, в
частности, тяжелыми металлами [85].
В связи с вышеизложенным проведение экологического мониторинга и
определение приоритетных тяжелых металлов в системе «атмосферный
воздух – вода – почва - продукция растениеводства - продукция
животноводства» является актуальным и своевременным. На основе
полученных результатов возможна разработка мероприятий по снижению
токсикантов в организме сельскохозяйственных животных и получение
экологически безопасных продуктов питания.
7
Стр.7