Экологическая обстановка в Республике Тыва, как и во многих других регионах, в последние годы вызывает опасения в связи с техногенным загрязнением окружающей природной среды. Основными загрязнителями, подлежащими контролю при экологической оценке окружающей среды и организмов животных и человека, являются тяжелые металлы. Большую роль в загрязнении окружающей природной среды продуктами распада ракетного топлива и тяжелыми металлами в Тыве играет падение отделяющихся частей ракет-носителей «Протон» на территории вокруг озера Кара-Хол Бай-Тайгинского кожууна. Кроме того, в республике выявлены отдельные районы с высокими концентрациями в коренных породах кадмия, свинца, мышьяка, бериллия, ртути, марганца, никеля, хрома, кобальта [6].
Республика Тыва является одним из немногих регионов Российской Федерации, где сохранилась популяция яков. В западной зоне республики яководство является основной отраслью животноводства, определяя уклад жизни местного населения. Так как в Республике Тыва технология ведения яководства предусматривает круглогодовое пастбищное содержание животных, то содержание тяжелых металлов в органах и тканях животных этого вида может являться индикатором экологической оценки микроэлементного статуса биогеоценозов. Как установлено, количественное содержание микроэлементов животных организмах зависит от их вида, потребности в том или ином микроэлементе, а также и от содержания их в окружающей среде. Химический состав животных организмов в значительной степени зависит от химического состава окружающей среды – почвы, воды, растений, потребляемых в пищу. Триада почва – растение – животный организм является единой системой, в которой неразрывно связаны все звенья миграционной цепи. Нельзя оценивать количественный минеральный состав организмов вне связи с источником минерального питания животных – растениями, а состав последних вне зависимости от состава почв и почвенных вод.
Поэтому целью настоящих исследований являлось проведение сравнительной экологической оценки пастбищных кормов районов разведения яков.
Материал методы исследований
Проанализировав имеющиеся данные исследований [2, 5] для проведения исследований нами были выбраны три яководческих хозяйства: МУП «Кара-Хол» Бай-Тайгинского кожууна, расположенное в месте падения отделяющихся частей ракет-носителей – загрязненная зона, ГУП «Бай-Тал» Бай-Тайгинского кожууна, находящееся в непосредственной близости от района падения частей ракет-носителей «Протон» и «Зенит» – условно-загрязненная зона и ГУП «Малчын» Монгун-Тайгинского района, расположенное на условно-удовлетворительной в экологическом отношении территории вдали от промышленных предприятий и оживленных автомагистралей – относительно экологически чистая зона, контроль. На первом этапе наших исследований был поведен анализ содержания тяжелых металлов (Cd, Pb, Cu, Zn и Mn) в почве и пастбищных травах данных хозяйств. Материалами исследований служили основные виды почв, корма из трав естественных пастбищ Отбор проб почв и их первичная обработка для химического анализа проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.02.84 «Почвы». Пробы кормов отбирались согласно ГОСТ 27262-87 «Корма растительного происхождения». Было исследовано 105образцов проб почвы и 105 образцов проб кормов. Уровень содержания в них тяжелых металлов определялся в лаборатории ФГУ ГСАС «Тувинская» на атомно-абсорбционном спектрофотометре ААS-3 согласно методическим рекомендациям по атомно-абсорбционным спектрофотометрическим методам определения токсичных элементов.
Результаты исследований и их обсуждение
Известно, что почва является совершенно особой формой биосферы, она не только накапливает все загрязнения, в том числе и металлические, но и выступает как природный переносчик химических токсикантов в атмосферу, в гидросферу и в живое вещество. Металлы сравнительно легко накапливаются в почвах и очень трудно и медленно из нее удаляются. По мнению разных авторов, сроки полуудаления разные, но в среднем период полуудаления из почвы для кадмия составляет до 1100 лет, цинка – до 500 лет, меди – 1500 лет, свинца – до нескольких тысяч лет [4].
Сравнительный анализ уровня содержания подвижных форм тяжелых металлов в почвах исследуемых хозяйств Бай-Тайгинского и Монгун-Тайгинского районов Республики Тыва показал, что в загрязненной зоне концентрация Cd, Pb, Cu, Zn и Mn была выше соответственно в 2,3; 3,7; 3,6; 3,7 и 1,9 раз, чем в условно экологически чистой зоне (таблица).
В почве условно загрязненной зоны содержание тяжелых металлов было ниже, чем в загрязненной зоне, но по сравнению с контролем было отмечено достоверное повышение уровня кадмия, свинца и меди соответственно в 1,4; 3,1 и 1,8 раз.
Отмечено превышение ПДК кадмия в почвах хозяйств загрязненной и условно-загрязненной зоны в 1,8 и 1,4 раза соответственно. При этом концентрация кадмия во всех исследуемых пробах почвы условно-загрязненной и загрязненной зон превышала ПДК соответственно в 1,2–1,6 и 1,2–2,4 раза, а в условно-чистой зоне превышение ПДК кадмия отмечено лишь в одном случае в 1,12 раза. Концентрация остальных химических элементов не превышала допустимых норм, но имела значительные колебания в разных хозяйствах (рис. 1).
Увеличение содержания тяжелых металлов в почвах и грунтовых водах приводит к возрастанию их концентрации в растениях. Тувинские яки в настоящее время в основном всю потребность в кормах покрывают за счет летних кормовых трав пастбищ и отмершей травянистой растительности зимних пастбищ. В связи с этим объектом наших исследований стали кормовые травы с пастбищ тех районов, где содержатся яки. Нами было установлено, что в загрязненной зоне уровень кадмия в кормах был соответственно в 3,5 и 4,7 раза выше, чем в условно-загрязненной и условно-чистой зонах. В то же время, в загрязненной зоне концентрация свинца в кормах, наоборот, была ниже в 2,1 и 2,2 раза, по сравнению с кормами ГУП «Бай-Тал» и ГУП «Малчын». Содержание меди в кормах загрязненной зоны было выше соответственно в 1,3 и 2,6 раза, чем в условно-загрязненной и условно-чистой зоне, а уровень марганца, наоборот, меньше в 2,2 раза, по сравнению с контролем.
Исследования растительных образцов показали, что содержание химических элементов в пастбищных кормах исследуемых хозяйств не выходит за пределы допустимых концентраций. Однако концентрация кадмия в пастбищных травах загрязненной зоны была близка к предельно допустимой и составляла 0,93 ПДК (рис. 2).
Содержание тяжелых металлов в почвах и пастбищных кормах разных экологических зон, мг/кг
|
Показатель |
Зона |
ПДК |
||
|
загрязненная |
условно-загрязненная |
условно-чистая |
||
|
Cd почва корма |
0,09 ± 0,002*** 0,28 ± 0,01*** |
0,07 ± 0,003*** 0,08 ± 0,02 |
0,04 ± 0,004 0,06 ± 0,01 |
0,05 0,3 |
|
Pb почва корма |
1,75 ± 0,23*** 0,37 ± 0,04*** |
1,45 ± 0,07*** 0,77 ± 0,05 |
0,47 ± 0,04 0,83 ± 0,03 |
6,0 5,0 |
|
Cu почва корма |
0,47 ± 0,06*** 7,65 ± 0,68*** |
0,24 ± 0,02*** 5,85 ± 1,15 |
0,13 ± 0,01 2,99 ± 0,54 |
3,0 30,0 |
|
Zn почва корма |
1,59 ± 0,19*** 18,19 ± 0,68 |
0,45 ± 0,02 19,62 ± 3,27 |
0,43 ± 0,08 21,50 ± 3,90 |
23,0 50,0 |
|
Mn почва корма |
27,86 ± 5,40* 20,14 ± 4,27*** |
17,99 ± 1,18 31,52 ± 4,41 |
14,41 ± 3,67 45,03 ± 1,74 |
60,0 |
Рис. 1. Содержание тяжелых металлов в почвах (в долях ПДК)
Рис. 2. Содержание тяжелых металлов в кормах (в долях ПДК)
Многочисленными опытами установлено, что у большинства растений имеются защитные механизмы корневой системы и наземных вегетативных органов, препятствующих избыточному поступлению тяжелых металлов из почвы и накоплению их в растительной продукции [1, 3]. Этим объясняется тот факт, что кормовые травы с пастбищ всех трех хозяйств соответствовали санитарно-гигиеническим нормам.
Заключение
Таким образом, результаты проведенного анализа указывают на то, что, несмотря на повышенное содержание тяжелых металлов в почве, пастбищный корм, составляющий круглый год основу рациона яков в Республике Тыва, по содержанию тяжелых металлов соответствует санитарно-гигиеническим нормам.