Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.03) на тему:Эколого-биологические особенности крупного рогатого скота в районах интенсивного техногенного загрязнения окружающей среды

у На правах ру#ощ

КАДОЧНИКОВ МИХАИЛ ЮРЬЕВИЧ

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КРУПНОГО

РОГАТОГО СКОТА В РАЙОНАХ ИНТЕНСИВНОГО ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

16 00.03- ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с ми-котоксикологией и иммунология 03 00 16 - экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук

□ ОЗ 1764-Т6

Екатеринбург-2007

003176476

Работа выполнена на кафедре инфекционных и инвазионных болезней в ФГОУ ВПО "Уральская государственная сельскохозяйственная академия" и в отделе эпизоотологического мониторинга и прогнозирования ГНУ Уральский научно-исследовательский ветеринарный институт Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель член-корреспондент РАСХН,

доктор биологических наук, профессор Донник Ирина Михайловна

Официальные оппоненты доктор ветеринарных наук, профессор

Ощепков Владимир Григорьевич ГНУ ВНИИБТЖ, г Омск,

доктор ветеринарных наук, профессор Ибишов Джалаир Фейруз-оглы ФГОУ ВПО Пермская ГСХА, г Пермь

Ведущая организация Уральский филиал ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института ветеринарной санитарии, гигиены и экологии, Российской академии сельскохозяйственных наук (г Челябинск)

1?

Защита диссертации состоится " 12_" ноября 2007 г в " часов

на заседании Диссертационного совета Д 220 067 02 при Уральской государственной сельскохозяйственной академии по адресу 620075, г Екатеринбург, ул К Либкнехта 42, зал ученого совета, Тел/факс (343) 371-33-63

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральской государственной сельскохозяйственной академии

Автореферат разослан " К £ 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор с/х наук, профессор

НВ Кандаков

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы.

Проблема загрязнения окружающей среды и связанного с этим нарушения экологического равновесия в природе является наиболее актуальной на сегодняшний день, не случайно она отнесена к категории глобальных Сельскохозяйственные экосистемы — основной источник производства продуктов питания животного происхождения Употребление человеком низкокачественных продуктов питания, содержащих высокие концентрации тяжелых металлов и радионуклидов, может послужить толчком дтя развития патологического процесса (И М Донник, ПН Смирнов, 2001, АМ Смирнов, 2005, А Г Шахов, 2006)

Основную угрозу в плане загрязнения окружающей среды оказывают тяжелые металлы и радиоактивные вещества (А В Трапезников, В Н Трапезникова, 2005, В Г Судаков, 2006, О Р Ильясов, 2005) Токсичные элементы не разрушаются в почве и воде, а накапливаются в объектах внешней среды и мигрируют по трофическим цепям (ИА Шкуратова, 2001, ИМ Донник, 2003, В Г Судаков, 2004, В Н Большаков, 2005)

Производство экологически небезопасной продукции определяется высокой концентрацией техногенных предприятий в Уральском регионе, результатом деятельности которых является тотальное загрязнение окружающей среды токсическими отходами (в основном высокими концентрациями тяжелых металлов) Загрязненность 908г продукции сельского хозяйства обширных территорий определяется прохождением через них Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС), образованного аварийным выбросом радионуклидов на ПО «Маяк» в 1957 и 1967 гг

Тяжелые металлы и радионуклиды по трофической цепи мигрируют в организм животных и аккумулируются в органах-мишенях Это приводит к нарушениям во всех органах и системах организма и развитию иммуноде-прессивных состояний (П Н Смирнов, 2000 , Ю Н Федоров, 2000, И А Шкуратова, 2002, А Ф Колчина, 2004 и др ,)

В связи с этим возникает необходимость проведения эколого-биологического мониторинга сельскохозяйственных предприятий и оценки состояния животных, расположенных в районах с интенсивным техногенным загрязнением и поиска путей и способов снижения негативного воздействия на организм животных

Цель и задачи исследований.

Цель исследований на основании зколого-биоюгического мониторинга сельскохозяйственных предприятий изучить особенности крупного рогатого скота, районированного в зонах с интенсивным техногенным загрязнением окружающей среды и разработать макет эколого-биологического паспорта сельскохозяйственной организации

Для реализации указанной цели были поставлены следующие задачи:

1 Провести эколого-биологический мониторинг сельскохозяйственных предприятий из зон с разной степенью техногенного загрязнения по состоянию питьевой воды и растительных кормов,

2 Изучить накопление тяжелых металлов и радионуклидов в организме крупного рогатого скота,

3 Изучить показатели качества здоровья продуктивных животных сельскохозяйственных предприятий данных зон,

4 На основании эпизоотологического анализа выявить распространение инфекционных заболеваний крупного рогатого скота данных территорий,

5 Изучить возможность использования энтеросорбентов для снижения негативного воздействия экополлютантов на организм крупного рогатого скота,

6 На основании полученных результатов разработать макет эколого - биологического паспорта сельскохозяйственной организации

Научная новизна.

В зоне Среднего Урала проведены мониторинговые исследования накопления тяжелых металлов и радионуклидов в объектах окружающей среды иоде, растительных кормах, а также органах и тканях животных Выявлены степени распространения инфекционных заболеваний крупного рогатого скота (ОРВИ, лейкоз КРС), районированного в зонах с повышенным содержанием радионуклидов и тяжелых металлов Установлены параметры показателей иммунной системы у крупного рогатого скота из зоны ВУРС, характеризующие иммунопатологию Впервые разработан макет эколого-биологического паспорта с/х организации экологически неблагополучных территорий и дана картографическая оценка загрязнения с/х организации Изучена возможность снижения негативного воздействия промышленных выбросов с помощью энтеросорбентов

Впервые проведен корелляционно-регрессионный многофакторный анализ математической зависимости показателей иммунной системы от степени накопления экотоксикантов в органах и тканях коров 3-5 летнего возраста по 140 парам повторностей

Практическая ценность работы.

Результаты исследований используются для ведения животноводства в районах с разной степенью загрязнения окружающей среды Разработаны методы снижения негативного воздействия поллютантов на организм животных Эколого - биологический паспорт с/х организации отражает основные показатели качества здоровья животных, что позволяет профилактировать на ранних стадиях развитие иммунопатологии и инфекционных болезней животных, а также контролировать качество получаемой животноводческой продукции

Положения, выносимые на защиту: 1 Эколого-биологический мониторинг сельскохозяйственных организаций из зон с разной степенью техногенного загрязнения по состоянию питьевой воды и растительных кормов

2 Накопление токсичных химических элементов в организме крупного рогатого скота

3 Показатели качества здоровья продуктивных животных сельскохозяйственных организаций данных зон

4 Распространение инфекционных заболеваний крупного рогатого скота изучаемых территорий

5 Использование энтеросорбентов для снижения негативного воздействия экополлютантов на организм крупного рогатого скота

6 Макет эколого - биологического паспорта с/х организации

Апробация работы.

Материалы диссертационной работы представлены и обсуждены на научно-практической конференции молодых ученых «Энтузиазм и творчество молодых ученых - агропромышленному комптексу Урала» (г Екатеринбург, 2003), Международной конференции «Научные основы профилактики и лечения болезней животных» (г Екатеринбург, 2005), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы ветеринарии в современных условиях» (Краснодар, 2006), научно-производственной конференции «Научное обеспечение ветеринарного обслуживания животноводства в условиях реформирования сельскохозяйственного производства» (г Вологда, 2007), заседании Ученого совета Уральского научно-исследовательского ветеринарного института (2007)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в т ч 1 публикация в изданиях, вошедших в перечень ВАК РФ, 2 патента

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста и состоит из оглавления, введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения результатов исследований, выводов, практических предложений, библиографии и приложения Работа иллюстрирована 20 таблицами и 32 рисунками Список литературы содержит 152 источника, из них 42 иностранных авторов

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1 Материалы и методы исследований

В работе обобщены результаты научных исследований, проведенных с 2003 по 2007 год Работа выполнялась на кафедре инфекционных и инвазионных болезней УрГСХА в соответствии с государственной тематикой «Разработка и внедрение в техногенно загрязненных территориях системы мероприятий, повышающих устойчивость к инфекционным болезням (№ roc per 01 99 0007013) и в отделе эпизоотического мониторинга УрНИВИ в соответствии с государственной тематикой «Разработать комплексную систему мероприятий, обеспечивающих повышение продуктивного долголетия крупного рогатого скота в экологических условиях Уральского региона» (№ roc per 01 2 006 13101)

Основными объектами исследований в данной работе были пробы воды питьевой, растительных кормов, органов и тканей крупного рогатого скота разного возраста, статистические ветеринарные отчеты

Для проведения исследований выбраны с/х организации с учетом экологической обстановки, однотипности набора посевных культур, технологии содержания и кормления животных их породности и продуктивности При этом учитывали наличие или отсутствие источников техногенных выбросов их равноудаленность от молочно-товарных ферм При диспансеризации животных осуществляли клиническое обследование 10% поголовья разных территорий, обращая внимание на упитанность, состояние лимфоузлов, сердечную деятельность, частоту и глубину дыхания, ритм и силу сокращений рубца, состояние печени, костяка, органов движения, зубов, вымени и мочеполовых органов (ИГ Шарабрин, 1975, СН Магер, 1996) Для гематологического и иммунологического исследований утром, до кормления делали забор крови из яремной вены у 5% поголовья животных Анализировали условия содержания и кормления животных Распространение инфекционных заболеваний (лейкоз, ОРВИ и др ) определяли на основании данных областной ветеринарной лаборатории и ветеринарных отчетов, а также исследований, проведенных, в отделах эпизоотологического мониторинга и хронических инфекций УрНИВИ

Отбор проб питьевой воды проводили по ГОСТ Р 51592-2000 «Вода Общие требования к отбору проб» Корма для исследования отбирали по ГОСТ Р 51419-99 (ИСО 6498-98) «Корма, комбикорма, комбикормовое сырье Подготовка испытуемых проб».

Всего проведено 1680 анализов проб кормов, питьевой воды, биологического материала.

Железо, медь, цинк, свинец, кадмий, определяли в воде (МИ 1936 012000), кормах (ГОСТ 30692-2000) - методом атомно-абсорбционной спек-трофотомерии (ААС) на спектрофотометрах AAS-30 и Спираль-17 по утвержденным методикам (И Хавезов, Д Цалев, 1983, Э. Г Чудинов, 1990)

Для обработки данных проведенного исследования использовали статистический пакет Statistic for Windows 6,0 Первичный материал обработан методом вариационной статистики и оценен по критерию Стьюдента на персональном компьютере PC Pentium с использованием Microsoft Excel 2003

Для создания картографической продукции использовали пакет программ Corel Draw ХЗ и Phtoshop CS а также фрагменты карт с диска «Свердловская область на блюдечке» от компании «ДИАС».

2.2 Результаты исследований 2.2.1 Результаты эколого-биологического мониторинга сельскохозяйственных предприятий из зон с разной степенью техногенного загрязнения по состоянию питьевой воды и растительных кормов 2.2.1.1 Экологическая характеристика изучаемых территорий Для обследования были подобраны животные из сельскохозяйственных предприятий зоны Среднего Урала, расположенных в районах с разной сте-

пенью техногенных эмиссий Каменский район самый неблагополучный в экологическом отношении район Среднего Урала, что связано с воздействием Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС) и мощным техногенным прессингом Город занимает одно из первых мест в России по концентрации промышленного производства (Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды и влиянии факторов среды обитания на здоровье населения Свердловской области, Екатеринбург, 2003)

Несмотря на высокую концентрацию промышленных предприятий в районе развито молочное животноводство В данном районе были обследованы 3 молочно-товарные фермы

Крайне загрязненной (Гос доклад о состоянии окружающей природной среды , 2006) зоной являются окрестности г Первоуральска Наличие кислотной атмосферы и кислотных дождей в районе, обогащенных комплексом высокотоксичных тяжелых металлов, крайне отрицательно влияет на окружающую среду Почвы района характеризуются полиэлементным накоплением тяжелых металлов Молочно-товарные и откормочные фермы сельскохозяйственных организаций находятся в 30 километровой зоне техногенных эмиссий

Для сравнения были обследованы фермы крупного рогатого скота из Невьянского района Значительное влияние на экологическую ситуацию в данном хозяйстве оказывают Кировоградский медепчавильный комбинат расположенный в 32 км от животноводческих помещений, а также ряд промышленных предприятий Первоуральского района (ЗАО «Русский хром 1915», ОАО «Хромпик») Обследованные хозяйства имели однотипные условия содержания и кормления Продуктивность на этих фермах коров составляет 4,7 — 7,1 т кг молока в год Всего было обследовано 2200 голов крупного рогатого скота

2.2.1.2 Оценка состояния питьевой воды

Поступление радионуклидов в организм животных с водой ведет к кумуляции их в органах и тканях Нами было проведено исследование качества питьевой воды в ОАО «Каменское», СХПК «Первоуральский», агрофирмы «Уральская» Для этого пробы воды отбирали непосредственно на молочнотоварных фермах Результаты приведены в таблице 1

Таблица 1 - Удельная активность радионуклидов в питьевой воде [Бк/л]

9и8г "7Св

ОАО «Каменское» 0,05 0,04

СХПК «Первоуральский» 0,04 0,02

Агрофирма «Уральская» 0,03 0,02

УВ* 2,2 5,0

♦Уровень вмешательства согласно НРБ-99

Содержание радионуклидов в питьевой воде находилось гораздо ниже порога уровня вмешатетьства (НРБ-99), а до этого уровня вода с точки зре-

ния радиоактивности безопасна Скорее всего это результат воздействия естественных радионуклидов подземных водоисточников Количества минеральных веществ определены в паспорте водоисточника, имеющегося в сельскохозяйственных организациях Их анализ показал, что превышения ПДК по тяжелым металлам во всех изученных организациях не выявлены

2.2.1.3 Оценка содержания радионуклидов и тяжелых металлов в кормах

Как известно, радиоэкологическая обстановка на Урале неоднородна и в ряде районов весьма неблагоприятна Это неблагополучие вызвано как естественной геологической средой, так и аварийными ситуациями и многолетней бесконтрольной деятельностью ряда предприятий Минатома РФ и других ведомств. (А.В Трапезников, В Н Трапезникова, 2006)

Радионуклиды, попадая на земную поверхность из стратосферы и тропосферы, в осадках от подводных, надводных, надземных и наземных ядерных взрывов, а также в продуктах аварийных выбросов ядерных энергетических установок, могут, минуя почву, непосредственно поступать в растения и далее переходить в организм животных и продукты животноводства При этом содержание радионуклидов в кормах и продуктах животноводства (при одной и той же плотности выпадений) оказывается в 10-1000 раз выше, чем при поступлении через корневую систему в растения и далее в продукты животноводства (А Н Сироткин, Р Г Ильязов, 2000 г)

Нами были исследованы корма суточного рациона животных на содержание радионуклидов Результаты анализов представлены в таблице 2 , Содержание 908г и '"Се в растительности на территории исследуемых районов варьирует от 0,36 Бк/кг до 11,07 Бк/кг, что не превышает фоновых значений этих радионуклидов по литературным данным и согласуется с данными других ученых -ИМ Донник, Р Р Хайбуллин, И А Шкуратова В целом радиохимические исследования содержания радионуклидов в рационе коров показали, что наибольшая концентрация 908г выявлена в кормах ОАО «Ка-менское» - 97,9 Бк/кг (зона ВУРС) Содержание тСз было максимально в растительных кормах агрофирмы «Уральская» и составило 15,94 Бк/кг.

Таблица 2 - Удельная активность 908г и тСэ в кормах исследуемых хозяйств в 2006 г

Активность Бк/кг Активность Се Бк/кг

Концен траты Силос Сено Концентраты Силос Сено

ОАО «Каменское» 2,64 5,48 11,07 0,51 0,36 1,79

СХПК «Первоуральский» 1,62 1,24 2,86 1,42 0,57 1,83

Агрофирма «Уральская» 1,49 1,06 3,04 1,26 0,66 2,18

По данным Государственного доклада «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2005 году» выпадения '"Сэ из атмосферы, средневзвешенные по территории России, в 2005 г составляли

<0,4 Бк/м2-год. Выпадения 908г глобального происхождения были ниже предела обнаружения, то есть повышенная эмиссия радионуклидов в районе сельскохозяйственного предприятия связана, вероятно, с их техногенным происхождением.

С целью выявления концентрации тяжелых металлов в рационе животных нами был проведен анализ кормов. Анализу подвергались корма, заготавливаемые непосредственно в сельскохозяйственных организациях и составляющие основы рациона. Анализ рационов показал, что содержание элементов в кормах разных хозяйств существенно отличается. Установлено, что во всех кормах обследуемых хозяйств, содержание железа превышало предельно допустимые концентрации. В ОАО «Каменское» содержание железа в сене было выше на 42% по сравнению с ПДК, а в силосе «Уральской» превышало ПДК на 65% (рис. 1).

160 140 120 100 80 60 40 20

концентраты

Рисунок 1 - Содержание Ре в кормах из рациона животных [мг/кг]

0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05

ш 1

2 е

концентраты

Рисунок 2 - Содержание Сё в кормах из рациона животных [мг/кг]

Содержание цинка и кадмия в концентратах агрофирмы «Уральская» находилось в пределах верхней границы ПДК. (рис. 2). Количество свинца в кормах было в пределах допустимых концентраций.

Анализ суточного потребления микроэлементов показал, что с рационом в организм животных поступает повышенное количество меди, железа, цинка, кадмия и свинца Животные с рационом получают в 2-3 раза больше кадмия и в 1,5-2 раза свинца, чем животные из хозяйств находящихся в зонах относительного экологического благополучия (И А Шкуратова, 2005)

Таким образом, установлено, что в сельскохозяйственных предприятиях, расположенных вблизи от крупных металлургических предприятий происходит загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами и радионуклидами, проявляющееся в повышенном содержании в кормах тяжелых металлов

2.2.2 Оценка накопления в организме сельскохозяйственных животных токсичных химических элементов

Анализ концентраций радионуклидов в мышечной и костной ткани крупного рогатого скота выявил неоднозначные результаты (табл 3) Содержание 137С8 находилось в пределах допустимых уровней За исключением его количества в мышечной ткани крупного рогатого скота ОАО «Каменское», которое было несколько выше уровня вмешательства НРБ-99 для пищевых продуктов Накопление 908г в мышечной и костной ткани животных из зоны ВУРС было выше, чем в других хозяйствах - в 4 и 5 раз соответственно Полученные данные объясняются тем что в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа до настоящего времени сохраняются высокие уровни загрязнения почв 9081 (до 2 Ки/км2) (А В Трапезников, 2006)

Таблица 3 - Удельная активность радионуклидов в организме животных

Удельная активность элементов

[Бк/кг]

Хозяйство вг 137 Се

Мышечная Костная Мышечная Костная

ткань ткань ткань ткань

ОАО Каменское 0,35 95,60 6,26 0,49

СХПК «Первоуральский» 0,08 19,46 1,85 0,45

Агрофирма «Уральская» 0,07 18,62 1,76 0,39

ДУ* 50 200 160 160

УВ** 2,2 5,0

* Допустимые уровни содержания в пищевых продуктах по СанПиН №2 3 2 1280-03

* »Уровни вмешательства НРБ-99 при поступлении с водой и пищевыми продуктами отдельных радионуклидов для населения

В организме крупного рогатого скота были происследованы концентрации тяжелых металлов в органах и тканях животных Результаты исследований представлены в таблице 4

Установлено, что в организме животных данные элементы распределялись неравномерно Одни аккумулировались преимущественно в паренхиматозных органах, другие локализовались также в мышечной и костной ткани

У всех исследуемых животных отмечали повышенные, существенно превышающие ПДК, концентрации Бе В агрофирме «Уральской» в печени

коров количество Ре было выше ПДК в 4,5 раза Содержание цинка в мышечной ткани и печени коров также было высоким - от 1,2ПДК в «Каменском» до ЗПДК в агрофирме «Уральская»

Таблица 4 - Концентрация тяжелых металлов в органах и тканях животных

Хозяйство Содержание элементов (мг/кг)

Си гп Ке са** РЬ**

Мышечная { ткань ОАО «Ка-менское» 3,0±0,2 120,0±31,1* 94 05*19,3* 0,06±0,04* 0 2±0,04

«Первоуральск^» 2,95 ± 0,31 176,1 7*24,29* 69 13±1 5 69* 0 05±0,02 1,17±046*

А «Урачьска я» 2,62±0,82 23 1,2±64,8 1 * 1 22,40±45 25* 0 04±0 01 г 05x1 85*

ПДК 5,0 70 0 50,0 0 05 0 5

Костная ткань ОАО «Ка-менское» 4,06 + 0,3 1 46 0±8,25 22,68x4 0,10*0 04 3,9± 1 2*

«Перво-уральскии» 2,57±0,14 67 93±8,58 5,22±3 06 0,13±0 03 7,00±0,070*

А «Уратьска я» 3,2±0,9 6!,9±21,2 90,90*21,69 0,46±0 33 3,95± 1 45*

ПДК 20,0 100,0 100 0 1,0 | 1,0

Печень ОАО «Ка-менское» 140,0 ±58 4» 1 19,02*19,8* 152 3 ±25 4* 0 39±0,47* 0 6±0 04

«Перво-уральский» 136,74 ±1 1,64* 153 1 4±27,1 0* 1 80 28 ±28 51* 0,22±0 04 1 2 16±0 55*

А «Уральска я» 295,37 ±27,6* 1 63,8±2 1,4* 459 9 ±44 0* 0 58=1:0,05* 1 4±0 22*

ПДК 20 0 100 0 10(1 0 0 3 0 6

* превышение ПДК

♦♦токсические эчемеиты

Содержание свинца в органах и тканях животных также превышало предельно допустимые концентрации

Таким образом, в зоне промышленных предприятий и техногенных эмиссий происходит постоянное загрязнение окружающей среды, проявляющееся в накоплении экотоксикантов в растительных кормах, органах и тканях крупного рогатого скота В зоне ВУРСа в костной ткани выявлены повышенные содержания 90 Я г

2.2.3 Оценка показателей качества здоровья продуктивных животных сельскохозяйственных предприятий из зон с разной степенью техногенного загрязнения

В связи с постоянным воздействием токсических веществ на организм животных в зонах интенсивных техногенных эмиссий качество их здоровья снижается (И М Донник, 2002, И А Шкуратова, 2005 и др ) Для выявления характера патологического воздействия экотоксикантов нами было проведено клиническое обследование дойного стада хозяйств Результаты показали, что практически во всех сельскохозяйственных предприятиях у крупного рогатого скота в исследуемых хозяйствах отмечены признаки нарушения обмена веществ - остеодистрофия Это связано, вероятно, как с низким качеством кормов, так и с повышенным содержанием экотоксикантов в организме животных (И А Шкуратова, 2003)

60% 50% -

40% --------

30% --

20% - - ----

10% 4--

0% --------1

ОАО "Каменское" СХПК "Первоуральский" А-ф "Уральская"

шдеформация копыт Роствопизис хвостовыхгюзвонков

Рисунок 3 - Результаты клинического обследования коров

У коров регистрировали изменения шерстного покрова. Он был тусклый, в области лба имел повышенный рост шерсти (чубатость). У половины коров регистрировали деформацию копытцевого рога, бурситы, артрозы, признаки миокардиодистрофии. Большую часть времени животные лежали, вставали неохотно. Походка у коров была шаткая с затрудненным выносом конечностей. В области холки, на маклоках отмечены безволосые участки, складчатость кожи. Остеолизис отмечен у 9 - 49% поголовья.

Для оценки гомеостаза организма животных было проведено определение основных параметров крови и дана оценка гемато-иммунологического статуса животных.

Содержание показателей красной крови (эритроцитов, гемоглобина) находилось в пределах физиологической нормы. (Г.А. Симонян, Ф.Ф. Хиса-мутдинов, 1995).

У всех коров исследуемых хозяйств выявлено повышение содержания эозинофилов от 9% до 12% что, по-видимому, связано с аллергизацией животных вследствие повышенной техногенной нагрузки.

Установлено отсутствие моноцитов в крови коров ОАО «Каменское», что также обусловлено действием экотоксикантов.

Отмечено подавление клеточного звена иммунитета у всех исследуемых животных.

Соотношение Т/В лимфоцитов в крови животных варьировало от 0,89 в Каменском до 1,06 в агрофирме «Уральской», что ниже показателей приводимых в справочной литературе. Отмечена низкая фагоцитарная активность у коров Каменского и Невьянского районов. По данным О.Г. Алексеевой (1964), фагоцитарная активность нейтрофилов крови изменяется при действии любого промышленного яда в самой малой концентрации.

Таблица 5 - Результаты гематологических и иммунологических исследований коров (п=25)

Показате чь ПСК «Камен-ское» (М±ш) СХПК «Пер-воураль-ский» (M±m) Агрофирма «Уральская» (М±т)

Эритроциты *10'2/л 6,22 ± 0,10 4,75 ± 0,22 5,83 ± 0,22

Гемоглобин (г/л) 94,40±2,10 88,40± 1,6 110,50 ± 3,5

Лейкоциты *10'/л 7,68 ± 0,27 7,95 ± 0,48 7,76 ± 0,49

Эозинофилы % 7,29± 1,51 10,2 ± 1,57 7,73±1,08

Базофилы % 0 0 0

Палочкоядерные % 2,47 ± 0,26 3,20 ± 0,38 2,25 ± 0,47

Сегментоядерные % 24,6±2 06 31,20 ± 2,25 33,40 ± 1,84

Моноциты % 0 5,00± 0 87 2,69 ± 0,44

Лимфоциты % 67,0 ± 2,42 50,27 ± 2,25 55,13 ± 2,07

Лимфоциты, *10'/1 5,09 ± 0,21 4,03 ± 0,35 4,29 ± 0,31

Т- лимфоциты Б-РОЛ, % 32,40±0,97 3 1,20± 1,87 39,87± 2,29

В- лимфоциты М-РОЛ, % 36,1 ± 0,81 39,6 ± 1,93 37,60 ± 2,15

Т- лимфоциты, тыс/мкт 1,65±0,09 1,22 ± 0,12 1,70 ± 0,17

В- лимфоциты, тыс/мкл 1,84 ± 0,21 1,59 ±0,14 1,65 ± 0,18

Индекс Т/В 0,89±0,1 1 0,79± 0,26 1,06±0,09

Фагоцитарная активность 34,60±1,1 1 21,20± 1,64 55,93 ± 2,03

Фагоцитарный индекс 6,31± 0,30 8,36 ± 0,67 1 1,62 ±1,11

2.2.4 Корреляционная зависимость показателей иммунной системы от содержания тяжелых металлов в органах и тканях коров 3-5 лет

Математическая обработка данных по накоплению тяжелых металлов в мышцах, печени и почках коров 3-5 летнего возраста и их показателей иммунной системы выявила низкую и среднюю корреляционную зависимость Исключение составила зависимость лизоцимной активности от содержания тяжелых металлов в печени Коэффициент корреляции г составил 0,85 (таблица 7)

Таблица 6 - Результаты корреляционно- регрессионного анализа по содержанию экотоксикантов в органах и тканях коров 3-5 лет и их иммунологических

показателей (п=140)

показатели иммунной системы (У) Уравнения регрессии Г

печень

Лизоцимная активность | У=10 42-0 07*Х,+0 02»Х2+0 028*Х3^86 1*Х4- 1 3 74»Х, | 0 85

кость

Лейкоциты* 1 0"/л Y=4 68+0 065*Х,+0 03*Х:-0 004*Х3+7 03*Х4-0 45*Х5 0 87

Т-лимфоциты, тыс/мкл Y=4 62-0 512*Х,+0 05*Х2-0 007*Х3+7 81*Х„-0 49"Х5 0 87

В-лимфоциты, тыс/мкл Y=4 66-0 142*Х, + 0 04*Х2-0 004*Х3 + 7 16*Х„-0 51*Х, 0 86

Фагоцитарная активность Y=4 61-0 004*Х,+0 04*Х2-0 004*Х3 + 7 23*Х4-0 50*Х, 0 86

Бактерицидная актианость Y=4 06+0 01 1*Х,+0 04*Х2-0 002«Хз+6 88*Х4-0 51*Х, 0 86

Лизоцимная активность Y=2 71+0 032*Х| + 0 06*Х2-0 001 »Х,+4 57»Х4-0 57*XS 0 88

Лимфоциты * 1 0'/л Y=4 55-+ 0 006*Х,+0 04*Х2-0 004*Х,+7 1 1*Х4-0 50»Х3 0 86

примечание 1)Х-содержание тяжелых металлов в органах и тканях коров мг/кг - Си, Х2^п, Х3 - Ре, Х4 — Сс!, Хз-РЬ) 2) г- коэффициент корреляции

Выявлена сильная корелляционная зависимость между накоплением экотоксикантов в костях животных и степенью активности иммунной системы (г=0,86-0,88) На основе полученных данных были составлены уровнения регрессии (таблица 7)

Показатели естественного иммунитета играют важную роль в обеспечении устойчивости организма к инфекции, поэтому их изменениям следует придавать серьезное значение, тем более что они являются важным признаком неблагоприятного воздействия на организм факторов внешней среды химической природы

2.2.5 Распространение инфекционных заболеваний крупного рогатого скота в зонах с разной степенью техногенного загрязнения

В результате действия токсикантов происходят существенные сдвиги в функциях отдельных систем организма, проявляющиеся появлением атипических форм течения заболеваний, новых нозологических форм

Угнетение отдельных звеньев иммунокомпетентной системы, сопровождается резким снижением естественной резистентности животных Проникающие на этом фоне болезнетворные агенты (прежде всего вирусы, бактерии, грибки) не встречают на своем пути достаточно эффективной защиты, отсюда их действие оказывается более тяжелым Слабый иммунный ответ обуславливает стертые клинические симптомы заболевания или удлинение инкубационных (скрытых) стадий болезни (А Г Шахов и др , 2002)

Проведенными ранее исследованиями выявлены серьезные сдвиги в иммунологическом статусе животных в указанных территориях (ИМ Донник, 1998) Установлено, что новорожденные животные болеют чаще острыми респираторными заболеваниями, инфекциями вызываемыми условно-патогенной микрофлорой, которая в нормальных условиях патологических состояний обычно не вызывает

Аналогичную тенденцию мы отмечали при изучении распространения лейкоза крупного рогатого скота (ВЛ КРС) в районах техногенных эмиссий

Для развития лейкозного процесса необходимы два условия - наследственная предрасположенность и иммунологическая недостаточность (В П Шишков, 1981) которая может быть вызвана экологическими факторами Следовательно, показатель заболеваемости крупного рогатого скота лейкозом, даже при одинаковом уровне инфицированности, в зависимости от степени негативного влияния тех или иных экологических факторов, может быть различным В данном случае напряженность эпизоотической ситуации по инфекции ВЛ КРС и лейкозу мы можем рассматривать как степень проявления резистентности (адаптированности) популяции в конкретных экологических условиях

Заболевание регистрируется в Свердловской области с 1963 года, но полностью ситуация была оценена в 1991-1993 гг Диагностические исследования крупного рогатого скота на лейкоз выявили неоднородность его распространения, а также различную степень напряженности инфекции и уровень заболеваемости лейкозом в различных районах области Установлено,

что по сравнению с другими территориями, лейкоз в экологически неблагополучных имел более массовое распространение и более злокачественное течение (А.Т. Татарчук и др., 1998)

Крайне неблагополучная ситуация по лейкозу отмечена в хозяйствах Каменского района в котором мы проводили мониторинг. Уровень инфицированное™ коров составлял 47 % при высокой заболеваемости (до 21%), что значительно превышало эти показатели в других районах области.

Для управления эпизоотическим процессом в Свердловской области была разработана и внедрена научно обоснованная система оздоровительных противолейкозных мероприятий охватывающая все сельскохозяйственные предприятия области (всего 519). В целом она оказалась достаточно эффективной (рис. 4). В то же время в экологически неблагополучных районах оздоровительные мероприятия проходили с затруднениями и требовали более длительного времени.

В ОАО "Каменское", который территориально оказался в наиболее сложном положении реализация системы оздоровительных мероприятий позволила оздоровить одну молочно-товарную ферму через 5 лет после их начала. К 2007 году в этом хозяйстве по-прежнему сохраняется неблагополучие МТФ «Черемхово», на которой постоянно выделяются инфицированные и больные лейкозом животные.

1997 год

2007 год

Рисунок 4 - Эпизоотическая ситуация по лейкозу в Свердловской области в 1997 и 2007 году

В данном хозяйстве у телок 6-8 месячного возраста при ежеквартальных исследованиях в РИД практически постоянно выявляли серопозитивных животных на уровне 5-14%. В 1996-97 годах отмечен наименьший уровень вирусоносительства среди молодняка данною возраста. Однако и в последующие годы он .остается на уровне 7-10%. Мы провели анализ выявления вирусоносителей у телок, рожденных в разные периоды проведения оздоровительных мероприятий в МТФ «Черемхово».

Результаты показали, что в ранний этап проведения оздоровления (1994-95) от коров с инфицированностью стада на уровне 40% и заболевае-

мостью 5-8% среди рожденных телят в 6-8 месяцев выявляли больше положительно реагирующих в РИД животных (8%), чем в последующих возрастах (соответственно 4,5 и 6%). В последующие годы, несмотря на уменьшение в целом заболеваемости лейкозом маточного стада в 5-8 раз, количество вирусоносителей среди телок всех возрастов не только не снижалось, а наоборот увеличивалось в несколько раз. И даже в 1998 г., когда среди коров уже не выявляли больных коров, среди 8-месячного молодняка уровень ин-фицированности ВЛКРС составил 13,6%. Это еще раз свидетельствует о выраженной гипо- и ареактивности организма, и как следствие низкой устойчивости к возбудителю инфекции лейкоза. Опыт оздоровления стад от лейкоза показал, что в экологически благополучных территориях, даже при общей инфицированное™ коров 10-30 %, достаточно 10-12 промежуточных серологических исследований, чтобы остановить эпизоотический процесс ВЛ КРС-инфекции (рисунок 5).

оздоровлено

количество I исследований ■ (РИД)

Рисунок 5-Динамика снижения количества инфицированных В Л КРС животных из благополучной территории

количество | исследований

Рисунок 6-Динамика снижения количества инфицированных ВЛ КРС животных из экологически неблагополучной территории (ОАО "Каменское")

Проведенные исследования позволяют сделать основной вывод, что и в зонах «экологического риска» несмотря на дефектность иммунной системы взрослых животных и молодняка, можно эффективно проводить оздоровительные противолейкозные мероприятия

При эпизоотолого-географическом анализе распространения острых респираторных вирусных инфекций КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА во время эпизоотических вспышек в 90-е годы установлено, что на территории Уральского региона заболевание было распространено в основном в юго-восточных районах, где инфицирование животных достигало 100% (О Г Петрова, 2005)

Анализ эпизоотической ситуации по ОРВИ КРС также показывает, что чем выше степень экологического загрязнения территории, тем меньше напряженность иммунитета и, как следствие, более высокая заболеваемость вирусными инфекциями.

2.2.6 Результат использования энтеросорбентов для снижения негативного воздействия экополлютантов на организм крупного рогатого скота

Для изучения возможности активизации и коррекции иммунной системы, повышения прироста живой массы, и ослабления токсигенного прессинга на организм молодняка крупного рогатого скота в загрязненной промышленными выбросами территории ВУРСа, проведены исследования по введению в рацион животных, содержащихся в ОАО «Каменское», энтеросорбентов - хитозана и глауконита Молодняку крупного рогатого скота опытных групп в основной рацион дополнительно вводили хитозан и глауконит Через 14-20 дней после применения препаратов у опытных телят отмечали улучшение общего состояния повышение аппетита и активности, шерстный покров стал более блестящим

Таблица 7 - Содержание экотоксикантов в органах и тканях телят после применения энтеросорбентов

Группа телят Вид пробы Содержание, Бк/кг Содержание элементов, мт/кг

908Г 137С« Хп Си са РЬ

Опытная (глауконит) костная ткань 7,4 - - - 0,003 0,69

мышечная ткань 6,7 2,7 59,31 0,77 0,002 0,02

печень 3,0 5,3 30,58 59,98 0,050 0,02

ПОЧКИ - - 21,44 3,68 0,150 0,04

Опытная (хитозан) костная ткань 13,2 - - - 0,003 0,17

мышечная ткань 4,4 3,8 55,85 0,81 0,002 0,02

печень 4,0 4,7 23,1 14,2 0,008 0,02

ПОЧКИ - - 15,7 1,26 0,09 0,03

Контроль костная ткань 25,4 - - - 0,005 0,94

мышечная ткань 16,3 9,9 114,3 1,24 0,089 0,25

печень 11,2 11,2 78,2 70,2 0,11 0,22

ПОЧКИ - - 64,2 5,94 0,750 0,29

В последствии, через 45 дней у опытных телят, которым вводили хи-тозан при контрольных взвешиваниях отметили достоверное увеличение прироста живой массы на 10% по сравнению с телятами контрольной группы. Радиохимический и токсикологический анализ проб органов и тканей телят показал, что применение хитозана вызывало наибольшее снижение накопления токсикантов (908г, Хп, Си, Сс1 и РЬ) в органах и тканях животных (таблица 8).

У животных после применения препаратов выявлены особенности в динамике количественного состава иммунологических показателей.

Содержание Т-лимфоцитов (Е-РОЛ) на 20 день применения хитозана увеличилось на 86,3% (4,23± 0.09 %), а у телят при скармливании глауконита на 57%, в сравнении с фоновыми. Анализируя изменения содержания Т-лимфоцитов (Е-РОЛ) после применения глауконита мы зарегистрировали снижение их уровня к 45 дню наблюдения (1,38+ 0,06 тыс./мкл) (рисунок 7).

Для оценки состояния иммунной системы животных и человека предложено высчитывать Т/В индекс (В.А.Караулов, 1999). Это отношение числа Т-лимфоцитов (Е-РОЛ) к числу В-лимфоцитов (М-РОЛ) показывает, насколько пропорционально отношение популяций иммунокомпетентных клеток в периферической крови, это соотношение обычно равняется 1,5-2. Повышение или понижение этого соотношения свидетельствует о появлении нарушений в системе иммунитета, развитии дефицита клеток одной популяции или резком увеличении количества клеток другой. В любом случае появление дисбаланса может привести к невозможности полноценного иммунного ответа вследствие отсутствия достаточного количества Т- и В-лимфоцитов и нарушения правильного соотношения между популяциями клеток.

ФОН

Через 20 дней Через 45 дней

Фон

Через 20 дней Через 45 дней

^□контрольная группа И глауконит рхитозан!

Рисунок 7 - Содержание Т-лимфоцитов у телят при применении энтеросорбентов

□ контрольная группа и глауконит П хитозан |

Рисунок 8 - Т/В индекс у телят при применении энтеросорбентов

При применении энтеросорбентов регистрировали изменение данного соотношения до нормативных пределов, что свидетельствует о положительном действии данных препаратов (рисунок 8).

Фагоцитарная активность нейтрофилов у телят под воздействием препаратов существенно активизировалась.

В целом, применение энтеросорбентов позволило в значительной мере скорригировать активность иммунной системы, что отразилось на общем клиническом состоянии опытных животных и на показателях иммунитета

2.2.7 Разработка макета эколого-биологического паспорта сельскохозяйственного предприятия

Правительство Российской Федерации уделяет большое внимание природоохранной деятельности, («Письмо Минздрава РФ от 14 01 2003 N 2510/264-03-32 радиационно-гигиеническая паспортизация организаций и территорий субъектов российской федерации за 2001 год»), усилилось осознание населением значимости употребления в пищу экологически чистой продукции Во многом этому способствовало и решение о вступлении в скором времени России во Всемирную торговую организацию (ВТО)

После вступления России в ВТО планируется активное освоение отечественного рынка иностранными компаниями В связи с этим намечается значительное снижение конкурентоспособности отечественных сельскохозяйственных предприятий, особенно связанное с наличием тяжелых металлов и радионуклидов в животноводческой продукции

Необходимо знать истинное состояние экологии и здоровья животных каждой МТФ, чтобы своевременно выявить степень их загрязнения токсическими веществами и предпринять адекватные меры по недопущению снижения качества получаемой от животных продукции Для этой цели мы предлагаем использовать так называемый «Эколого-биологический паспорт сельскохозяйственной организации» В нем должны учитываться географическое положение предприятия (геохимические провинции, уровень выпадения осадков, роза ветров, ландшафт и.т д ), экологическое состояние территории на которой расположено данное предприятие (уровень загрязнения окружающей среды естественными и антропогенными поллютантами, предприятия-загрязнители атмосферы, почвы, водных ресурсов), а также биологические особенности животных данных территорий (породность, клиническое и физиологическое состояние, продуктивность, показатели качества здоровья животных) Попытка создания такого документа была предпринята еще в 2000 году в Свердловской НИВС Главной задачей этого документа должно являться получение в динамике достоверной и объективной оценки вредного воздействия загрязняющих веществ на окружающую среду, организм животных и сельскохозяйственную продукцию, производимую сельскохозяйственными предприятиями Создание паспорта позволит анализировать эффективность природоохранных мероприятий и при необходимости корректировать их Его необходимо заполнять на основании лабораторных исследований, клинического обследования имеющегося поголовья животных, анализа кормовой базы После полного обследования необходимо выявлять так называемые «критические» показатели (например, высокие уровни содержания токсикантов в одном из кормов рациона) и затем проводить контроль только по ним При внедрении паспорта в производственную практику в 4 раза сократилось количество лабораторно-диагностических исследований

ВЫВОДЫ:

1 Результатами эколого-биологического мониторинга установлено, что в сельскохозяйственных организациях с разной степенью техногенного загрязнения имеет место повышенное содержание Бе, Си, 7.п, С<1, РЬ в кормах и организме животных Данные химические элементы являются приоритетными токсикантами металлургических предприятий, выбросы которых загрязняют окружающую среду в зоне расположения молочно-товарных ферм Наибольшее накопление токсических элементов в организме животных выявлено на фермах крупного рогатого скота, расположенных в 30 км зоне вокруг источника от техногенных эмиссий

2 В зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС) у коров в мышечной и костной ткани накопление 908г было в 4-5 раз выше, чем в хозяйствах из других территорий

3 У крупного рогатого скота, районированного в 30 км зоне вокруг источников техногенных эмиссий, выявлены признаки нарушения обмена веществ Структура патологии отличалась от таковой у животных из зон с меньшей техногенной нагрузкой Преобладали остеодистрофия (до 49%), выражающаяся в деформации копытцевого рога, бурситах, артрозах, остеоли-зисе хвостовых позвонков и реберных дуг

4 В результате корреляционно - регрессионного многофакторного анализа по 140 парам повторностей выявлена тесная корреляционная зависимость между повышением содержания 7л\, Си, Ре, Сс1, РЬ в костях животных и угнетением всех звеньев иммунной системы (11=0,86-0,88)

5 Выявлена корреляция между степенью экологического неблагополучия территорий и распространением инфекционных заболеваний животных, а также эффективностью оздоровительных мероприятий В зонах техногенных эмиссий у крупного рогатого скота отмечена высокая заболеваемость острыми респираторными вирусными инфекциями (до 90%) и заболеваемость лейкоза крупного рогатого скота (до 40%) Противолейкозные мероприятия в сельскохозяйственных организациях из зоны ВУРС и интенсивного техногенного загрязнения требовали в 2 раза больше дополнительных диагностических исследований в связи с недовыявлением инфицированных ВЛ КРС животных из-за их гипореактивности

6 Энтеросорбенты, применяемые молодняку крупного рогатого скота в зоне повышенных техногенных эмиссий, способствовали снижению накопления 905г, Ъъ, Си, СсЗ и РЬ в их органах и тканях У животных отмечена активизация клеточного звена иммунной системы повышение фагоцитарной активности в 1,5 раза, нормализация Т/В индекса повышение количества Т-лимфоцитов на 21 %

7 Разработанный макет эколого-биологического паспорта сельскохозяйственной организации позволил объективно оценить характер и степень техногенного загрязнения в районе молочно-товарных ферм и дать оценку качества здоровья продуктивных животных, разработать план мероприятий по снижению негативного действия токсикантов на организм животных и каче-

ства животноводческой продукции При внедрении паспорта в производственную практику в 4 раза сократилось количество лабораторно-диагностических исследований

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ:

Необходимо проводить ежегодный мониторинг за загрязнением сельскохозяйственных предприятий, и накоплением токсикантов в организме продуктивных животных

На основании получаемых данных осуществлять эколого-биологическую паспортизацию сельскохозяйственных предприятий

Планировать профилактические мероприятия по реабилитации животных из загрязненных территорий

Для снижения негативного воздействия экополлютантов на организм крупного рогатого скота предлагается использование энтеросорбентов в рекомендуемых дозах

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1 Кадочников М Ю Радиоэкологическое обследование сельскохозяйственных предприятий зоны восточно-уральского радиоактивного следа / Донник ИМ, Хайбуллин РР, Кадочников МЮ // «Энтузиазм и творчество молодых ученых - агропромышленному комплексу Урала» Т 1 - Екатеринбург, 2003

2 Кадочников М Ю Клиническое обследование животных из загрязненных 908г территорий / Донник И М , Верещак Н А , Исаева А Г , Мельникова В М, Хайбуллин Р Р , Кадочников М Ю // Научные основы профилактики и лечения болезней животных - Екатеринбург, 2005 -С 443-450

3 Кадочников М Ю Использование сорбентов для выведения экотокси-кантов из организма телят / Донник И М , Фомичев Ю П , Стрекозов Н И , Стрекозова Е Н , Хайбуллин Р Р , Кадочников М Ю // Научные основы профилактики и лечения болезней животных - Екатеринбург, 2005 - С 450-457

4 Методология экологического мониторинга аграрных предприятий в зоне Урала / Донник И.М , Шкуратова И А , Верещак Н А, Ряпосова М В , Кадочников М Ю и др - Екатеринбург Уральское издательство, 2005 - 19 с

5 Применение сорбентов в условиях экологического неблагополучия / Донник И М , Шкуратова И А , Аристархова Л.Н , Ряпосова М В , Кадочников М Ю и др - Екатеринбург- Уральское издательство, 2005 -29 с

6 Эффективность проведения оздоровительных противолейкозных мероприятий / Донник И М, Татарчук А Т, Краснопреов В А., Шкуратова

И А , Кадочников М Ю , и др - Екатеринбург Уральское издательство, 2006 - 82 с

7 Кадочников М Ю Изучение путей ослабления токсигенного прессинга на организм животных в загрязненных промышленными выбросами территориях посредством введения в рацион энтеросорбентов хитозана и глауконита / Донник И М , Кадочников М Ю // Актуальные проблемы ветеринарии в современных условиях - Краснодар, 2006 - С 51-53

8 Кадочников М Ю Повышение эффективности диагностики лейкоза крупного рогатого скота в техногенно загрязненных территориях / Донник И М , Коритняк Б М , Беспамятных Е Н , Кадочников М Ю // Ж Аграрный вестник Урала - 2007 - №5 - С 28-30

9 Кадочников М Ю Эффективная работа по оздоровлению скота на фоне сложной эпизоотической обстановки по лейкозу в Кунгурском районе Пермского края / Гулюкин М И , Донник И М , Татарчук А Т , Коритняк Б М , Кадочников М Ю , Корнило Н А , Мальцева Т И, Петухов И Б // Материалы научной конференции 75 лет Вологодской НИВС -Вологда, 2007 - С 10-18

10 Патент № 2256176 от 19 02 2004 - Способ оценки состояния водоисточника в зоне стоков сельскохозяйственного предприятия - Судаков В Г , Коваленко Л А , Неверова О П , Тошова Е Ю , Кадочников М Ю

11 Патент №2295255 от 27 03 2007 - Способ кормления коров в зонах йодной недостаточности - Донник И М , Шкуратова И А , Шушарин А Д , Толмачева А С , Бейкин Я Б , Толмачев С В , Исаева А Г , Хай-буллин Р Р , Кадочников М Ю , Верещак Н А

Подписано в печать 9 10 2007 г Формат 60x84 1/16 Уел печ л 1,0 Бумага «Гознак» Тираж 100 экз Заказ №91

Отпечатано в типографии ООО «ИРА УТК» 620219, г Екатеринбург, ул К Либкнехта, 42 тел (343)350-97-24

Актуальность темы.

Проблема загрязнения окружающей среды и связанного с этим нарушения экологического равновесия в природе является наиболее актуальной на сегодняшний день, не случайно она отнесена к категории глобальных. Сельскохозяйственные экосистемы - основной источник производства продуктов питания животного происхождения. Употребление человеком низкокачественных продуктов питания, содержащих высокие концентрации тяжелых металлов и радионуклидов, может послужить толчком для развития патологического процесса (И.М. Донник, П.Н. Смирнов, 2001, А.Г. Шахов, 2006).

Основную угрозу в плане загрязнения окружающей среды оказывают тяжелые металлы и радиоактивные вещества (А.В. Трапезников, В.Н. Трапезникова, 2005; О.Р. Ильясов, 2003). Токсичные элементы не разрушаются в почве и воде, а накапливаются в объектах внешней среды и мигрируют по трофическим цепям (И.М. Донник, 2003, 2005, В.Н. Большаков, 2005, В.Г. Судаков, 2004, И.А. Шкуратова, 2001, 2005).

Производство экологически небезопасной продукции определяется высокой концентрацией техногенных предприятий в Уральском регионе, результатом деятельности которых является тотальное загрязнение окружающей среды токсическими отходами (в основном высокими концентрациями тяжелых металлов). Загрязнённость 90Sr продукции сельского хозяйства обширных территорий определяется прохождением через них Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС), образованного аварийным выбросом радионуклидов на ПО «Маяк» в 1957 и 1967 гг.

Тяжелые металлы и радионуклиды по трофической цепи мигрируют в организм животных и аккумулируются в органах-мишенях. Это приводит к нарушениям во всех органах и системах организма и развитию иммунодепрессивных состояний. (И.А. Шкуратова, 2002, А.Ф. Колчина, 2004 и др., П.Н. Смирнов, 2000 и др., Ю.Н. Федоров, 2000)

В связи с этим возникает необходимость проведения эколого-биологического мониторинга сельскохозяйственных предприятий и оценки состояния животных, расположенных в районах с интенсивным техногенным загрязнением и поиска путей и способов снижения негативного воздействия на организм животных.

Цель и задачи исследований.

Цель исследований: на основании эколого-биологического мониторинга сельскохозяйственных предприятий изучить особенности крупного рогатого скота, районированного в зонах с интенсивным техногенным загрязнением окружающей среды и разработать макет эколого-биологического паспорта сельскохозяйственной организации.

Для реализации указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Провести эколого-биологический мониторинг сельскохозяйственных предприятий из зон с разной степенью техногенного загрязнения по состоянию питьевой воды и растительных кормов.

2. Изучить накопление тяжелых металлов и радионуклидов в организме крупного рогатого скота.

3. Изучить показатели качества здоровья продуктивных животных сельскохозяйственных предприятий данных зон.

4. На основании эпизоотологического анализа выявить распространение инфекционных заболеваний крупного рогатого скота данных территорий.

5. Изучить возможность использования энтеросорбентов для снижения негативного воздействия экополлютантов на организм крупного рогатого скота

6. На основании полученных результатов разработать макет эколого -биологического паспорта сельскохозяйственной организации.

Научная новизна.

В зоне Среднего Урала проведены мониторинговые исследования накопления тяжелых металлов и радионуклидов в объектах окружающей среды - воде, растительных кормах, а также органах и тканях животных. Выявлены степени распространения инфекционных заболеваний крупного рогатого скота (ОРВИ, лейкоз КРС), районированного в зонах с повышенным содержанием радионуклидов и тяжелых металлов. Установлены параметры показателей иммунной системы у крупного рогатого скота из зоны ВУРС, характеризующие иммунопатологию.

Впервые разработан макет эколого-биологического паспорта с/х организации экологически неблагополучных территорий и дана картографическая оценка загрязнения сельскохозяйственой организации. Изучена возможность снижения негативного воздействия промышленных выбросов с помощью энтеросорбентов.

Впервые проведен корелляционно-регрессионный многофакторный анализ математической зависимости показателей иммунной системы от степени накопления экотоксикантов в органах и тканях коров 3-5 летнего возраста по 140 парам повторностей.

Практическая ценность работы.

Результаты исследований используются для ведения животноводства в районах с разной степенью загрязнения окружающей среды. Разработаны методы снижения негативного воздействия поллютантов на организм животных. Эколого - биологический паспорт сельскохозяйственной организации отражает основные показатели качества здоровья животных, что позволяет профилактировать на ранних стадиях развитие иммунопатологии и инфекционных болезней животных, а также контролировать качество получаемой животноводческой продукции. По результатам исследований разработаны методические рекомендации «Методология экологического мониторинга аграрных предприятий в зоне Урала», «Применение сорбентов в условиях экологического неблагополучия», «Эффективность проведения оздоровительных противолейкозных мероприятий» (Екатеринбург, 2005), утвержденные НТС МСХиП Свердловской области. 6

Положения, выносимые на защиту:

1. Эколого-биологический мониторинг сельскохозяйственных предприятий из зон с разной степенью техногенного загрязнения по состоянию питьевой воды и растительных кормов.

2. Накопление токсичных химических элементов в организме крупного рогатого скота.

3. Показатели качества здоровья продуктивных животных сельскохозяйственных организаций данных зон.

4. Распространение инфекционных заболеваний крупного рогатого скота изучаемых территорий.

5. Использование энтеросорбентов для снижения негативного воздействия экополлютантов на организм крупного рогатого скота.

6. Макет эколого - биологического паспорта сельскохозяйственного предприятия.

Апробация работы.

Материалы диссертационной работы представлены и обсуждены на научно-практической конференции молодых ученых «Энтузиазм и творчество молодых ученых - агропромышленному комплексу Урала» (г. Екатеринбург, 2003); Международной конференции «Научные основы профилактики и лечения болезней животных» (г. Екатеринбург, 2005); международной научно-практической конференции: «Актуальные проблемы ветеринарии в современных условиях» (Краснодар, 2006); научно-производственной конференции «Научное обеспечение ветеринарного обслуживания животноводства в условиях реформирования сельскохозяйственного производства» (г. Вологда, 2007); заседании Ученого совета Уральского научно-исследовательского ветеринарного института (2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в т.ч. 1 публикация в изданиях, вошедших в перечень ВАК РФ, 2 патента, 3 научно-методические рекомендации. 7

ВЫВОДЫ:

1. Результатами эколого-биологического мониторинга установлено, что в сельскохозяйственных организациях с разной степенью техногенного загрязнения имеет место повышенное содержание Fe, Си, Zn, Cd, Pb в кормах и организме животных. Данные химические элементы являются приоритетными токсикантами металлургических предприятий, выбросы которых загрязняют окружающую среду в зоне расположения молочнотоварных ферм. Наибольшее накопление токсических элементов в организме животных выявлено на фермах крупного-рогатого скота, расположенных в 30 км зоне вокруг источника от техногенных эмиссий.

2. В зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС) у коров в мышечной и костной ткани накопление 90Sr было в 4-5 раз выше, чем в хозяйствах из других территорий.

3.У крупного рогатого скота, районированного в 30 км. зоне вокруг источников техногенных эмиссий выявлены признаки нарушения обмена веществ. Структура патологии отличалась от таковой у животных из зон с меньшей техногенной нагрузкой. Преобладали остеодистрофия (до 49%), выражающаяся в деформации копытцевого рога, бурситах, артрозах, остеолизисе хвостовых позвонков и реберных дуг.

4. В результате корреляционно - регрессионного многофакторного анализа по 140 парам повторностей выявлена тесная корреляционная зависимость между повышением содержания Zn, Си, Fe, Cd, Pb в костях животных и угнетением всех звеньев иммунной системы (11=0,86-0,88).

5. Выявлена корреляция между степенью экологического неблагополучия территорий и распространением инфекционных заболеваний животных, а также эффективностью оздоровительных мероприятий. В зонах техногенных эмиссий у крупного рогатого скота отмечена высокая заболеваемость острыми респираторными вирусными инфекциями (до 90%) и заболеваемость лейкоза крупного рогатого скота (до 40%). Противолейкозные мероприятия в сельскохозяйственных организациях из

119 зоны ВУРС и интенсивного техногенного загрязнения требовали в 2 раза больше дополнительных диагностических исследований в связи с недовыявлением инфицированных BJI КРС животных из-за их гипореактивности.

6. Энтеросорбенты, применяемые молодняку крупного рогатого скота в зоне повышенных техногенных эмиссий, способствовали снижению накопления 90Sr, Zn, Си, Cd и Pb в их органах и тканях. У животных отмечена активизация клеточного звена иммунной системы: повышение фагоцитарной активности в 1,5 раза, нормализация Т/В индексаб повышение количества Т-лимфоцитов на 21%.

7. Разработанный проект макета эколого-биологического паспорта сельскохозяйственной организации позволил объективно оценить характер и степень техногенного загрязнения в районе молочно-товарных ферм и дать оценку качества здоровья продуктивных животных, разработать план мероприятий по снижению негативного действия токсикантов на организм животных и качества животноводческой продукции. При внедрении паспорта в производственную практику в 4 раза сократилось количество лабораторно-диагностических исследований.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ:

Необходимо проводить ежегодный мониторинг за загрязнением сельскохозяйственных предприятий, и накоплением токсикантов в организме продуктивных животных.

На основании получаемых данных осуществлять эколого-биологическую паспортизацию сельскохозяйственных предприятий.

Планировать профилактические мероприятия по реабилитации животных из загрязненных территорий.

Для снижения негативного воздействия экополлютантов на организм крупного рогатого скота предлагается использование энтеросорбентов в рекомендуемых дозах

8. Заключение