Содержание к диссертации
Введение
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1 Экологическая оценка состояния окружающей природной среды в Щучанском районе Курганской области 8
1.2 Тяжелые металлы и их воздействие на систему почва - растение -животное - продукция животноводства
1.3 Радионуклиды и их поведение в трофических цепях животных... 30
1.4 Способы коррекции содержания токсикантов в организме сельскохозяйственных животных
2 СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 48
2.1 Объекты и методы исследований. 48
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 53
3.1 Содержание тяжелых металлов и радионуклидов в объектах внешней среды Щучанского района
3.2 Уровень загрязненности тяжелыми металлами и радионуклидами кормов и суточных рационов дойных коров
3.3 Концентрация токсичных элементов в молоке коров 81
3.4 Оптимизация рационов кормления дойных коров по уровню на-копления тяжелых металлов и радионуклидов
4 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.. 101
ВЫВОДЫ 108
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 111
ПРИЛОЖЕНИЯ... 134
- Экологическая оценка состояния окружающей природной среды в Щучанском районе Курганской области
- Объекты и методы исследований.
- Содержание тяжелых металлов и радионуклидов в объектах внешней среды Щучанского района
Экологическая оценка состояния окружающей природной среды в Щучанском районе Курганской области
Одной из наиболее актуальных проблем современности является неослабевающая техногенная нагрузка на природную среду и, как следствие, разрушительные изменения природных ландшафтов в районах с сельскохозяйственным производством (М.М. Телитченко, СВ. Остроумов, 1990), Многие территории в России контаминированы солями тяжелых металлов, радионуклидами, пестицидами и другими токсическими отходами (СВ. Малков и др., 1997; A.M. Смирнов, 1997; Ю.А. Федяева и др., 1997). Эта проблема также имеет приоритетное социально-экономическое значение и для Щучанского района.
Территория Щучанского района входит в состав Курганской области и располагается у ее западной границы, по соседству с Челябинской областью. Протяженность района с севера на юг 92 км, с запада на восток в более широ-кой южной части - до 71 км, площадь - свыше 2,8 тыс. км . Из 430 км периметра района 152 км (35%) составляют границу с Челябинской областью. Административным центром является г. Щучье (Е.А. Ворончихина, СА. Двинских, В.В. Демидюк и др., 1999).
Современная экологическая ситуация в районе складывается под влиянием нескольких групп факторов. Первая группа факторов связана с фоновыми природными геохимическими аномалиями и с фоновой уязвимостью экосистем территории по отношению к антропогенным воздействиям. Вторая группа факторов экологического неблагополучия связана с трансграничными техногенными загрязнениями. Они обусловлены близостью мощной южно-уральской промышленной агломерации и преобладанием восточных и северо-восточных направлений распространения ее эмиссий как водным, так и аэрогенным путем (Комплексная ..., 1995). Анализ данных Курганского ЦГМС и Государственного управления природных ресурсов по Курганской области за 2000 - 2002 гг. показал, что в реке Миасс, на границе Челябинской и Курганской областей, наблюдается значительное превышение нормативных концентраций по нитратам (2,6ПДК), нефтепродуктам (11,9ПДК), железу (5,8ПДК), марганцу (14ДПДК), цинку (3,2ПДК) (Доклад ..., 2001; Доклад ..., 2003).
Это дает основание сделать вывод о том, что повышенное содержание загрязняющих веществ поступает в Щучанский район из Челябинской области.
Крупные радиационные аварии на ПО "Маяк" в прошлом, приведшие к значительному стойкому радиационному загрязнению обширной территории Южного Урала и прилегающих областей, а также наличие открытых хранилищ и радиоактивных материалов в верхней части бассейна реки Теча (междуречье Теча - Мишеляк) создают угрозу постоянной делокализации радионуклидов и продолжения их миграции. Это тем более опасно для территории Щучанского района, где отсутствуют значимые геохимические барьеры и зоны аккумуляции нуклидов (В.К. Абалмасов, 1995).
Специфика естественных условий в Щучанском районе во многом определяет негативные последствия техногенных воздействий. Так, климат не обеспечивает достаточное самоочищение атмосферы, а формирует условия, способствующие ее загрязнению, особенно в зимние и летние месяцы.
Потенциал загрязнения атмосферы в пределах района увеличивается с востока на запад от повышенного до высокого. Западная часть района оказывается в зоне, наиболее неблагополучной по климатическим показателям (Комплексная ..., 1997).
На современное состояние воздушного бассейна оказывают влияние и местные источники: стационарные установки промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также транспорт.
Анализ существующих источников выбросов показал, что наблюдается увеличение их количества. Так, например, с 1995 по 2002 гг. количество пред приятии имеющих выбросы вредных веществ в атмосферу увеличилось с 20 до 23. Суммарное количество выбросов при этом составило 2377 и 2590 т/год соответственно. Одновременно наблюдается рост вклада стационарных источников в суммарном выбросе загрязняющих веществ.
Среди загрязняющих веществ наибольший выброс приходится на оксид углерода - 47% от общего выброса. Основную массу загрязняющих веществ составляют компоненты дымовых газов теплоэнергетических установок - оксид углерода, диоксид азота, диоксид серы, твердые вещества от сгорания топлива. Наиболее загрязненными населенными пунктами являются г. Щучье, с. Петровское, с. Медведское, с. Песчанка (Охрана ..., 2003).
Большая часть района представляет плоскую слаборасчлененную равнину с многочисленными озерами (Геоморфологическое ..., 1987). Это определяет замедленный водообмен, который в сочетании с высоким испарением, незначительным стоком, неравномерно распределенным внутри года, способствует накоплению загрязняющих веществ в почвах, донных отложениях и водах. Последнее также связано с незначительной самоочищающей способностью территории, для которой характерен дефицит и низкое качество водных ресурсов. Единственная в районе река Миасс имеет небольшие расходы, крайне неравномерное внутригодовое распределение стока. Большинство озер района не могут быть использованы для водоснабжения ввиду малых запасов воды и высокой минерализации.
Объекты и методы исследований
Исследования проводили в сельскохозяйственных предприятиях Щучан-ского района Курганской области с 2002 по 2004 год.
Отбор хозяйств проводили с учетом географической расположенности. Район разделили на пять исследуемых зон:
1. Северная зона (СПК «Труд» с. Песчанское).
Поголовье крупного рогатого скота составляет 199 голов, в том числе 94 головы коров черно-пестрой породы. Средняя продуктивность за лактацию -1754 кг молока. Тип кормления - силосный. В структуре рациона грубые корма занимают 22, сочные - 58, концентратные - 20% по питательности.
2. Южная зона (СПК «им. Калинина», с. Сухоборское).
Поголовье скота составляет 574 голов черно-пестрой породы, в том числе 209 голов коров. Надой молока на одну корову составляет 2718 кг. Кормление осуществляют по силосно-сенажному типу. На долю грубых кормов в рационе отведено 21, сочных — 61, концентратных - 18% по питательности.
3. Западная зона (СПК «им. Чапаева», с. Белоярское)
Поголовье скота составляет 239 голов, в том числе коров - 133 головы. Животные черно-пестрой породы. Продуктивность за лактацию - 2040 кг молока. Тип кормления - силосный. В структуре рациона грубые корма занимают 25, сочные - 53, концентратные - 22% по питательности.
4. Восточная зона (СПК «Петровский», с. Петровское).
Поголовье крупного рогатого скота - 110 голов, в том числе 55 голов коров черно-пестрой породы. Средняя продуктивность за лактацию — 2710 кг молока. Тип кормления - силосно-сенажный. В рационе грубые корма составляют 20, сочные - 62, концентратные — 18% по питательности. 5. Центральная зона (СПК «Чкалова», п. Чумляк).
Общее поголовье крупного рогатого скота составляет 445 голов. Коровы черно-пестрой породы - 211 голов. Надой на одну корову составляет 2306 кг молока. Кормление животных проводят по силосному типу. На долю грубых кормов в рационе отведено 24, сочных - 56, концентратных - 21%.
Схема расположения изучаемых сельскохозяйственных предприятий Щучанского района представлена на рисунке 1. Объекты исследований в данной работе:
снежный покров с полей;
вода открытых водоемов;
вода колодцев и скважин молочно-товарных ферм;
почва сельскохозяйственных угодий;
корма и суточные рационы кормления дойных коров;
молоко.
В объектах исследований определяли содержание:
химических элементов - железа, цинка, меди, марганца, кобальта, кадмия, свинца;
радионуклидов-цезия-137, стронция-90;
химический состав кормов - сухого вещества - путем высушивания, золы - сжиганием в муфельной печи при температуре 450-500 С, общего азота - по методу Къельдаля, сырой клетчатки - по Генне-бергу и Штоману в модификации Е.А. Петуховой, сырого жира- по Со-кслету, кальция - по де-Ваарду, фосфора с помощью ФЭК, каротина -по ГОСТ 134996.17 - 84 (П.Т. Лебедев, А.Т. Усович, 1969).
физико-химические показатели молока - плотность молока - лактоден-симетром (ГОСТ Р 3625-84), титруемая кислотность по Тейнеру (ГОСТ Р 3624-92), содержание жира с помощью «Лактан» (ГОСТ Р 5867-90), содержание белков молока методом формольного титрования, центное содержание белка (ГОСТ Р 25197-90).
Содержание тяжелых металлов и радионуклидов в объектах внешней среды Щучанского района
Загрязнение окружающей среды токсичными элементами, вызывающее деградацию среды обитания, является одной из наиболее острых экологических проблем России, имеющей также приоритетное значение и для Щучанского района.
В настоящее время под токсикантами окружающей среды понимают такие вредные вещества, которые распространяются в окружающей среде далеко за пределами своего первоначального местонахождения и в связи с этим оказывают более или менее скрытое токсичное воздействие на животных или растения, а в ряде случаев и на человека (В. Эйхлер, 1985).
Для получения наиболее полной информации об экологической характеристике территории Щучанского района провели комплексное определение содержания радионуклидов (цезия-137, стронция-90) и тяжелых металлов (железа, меди, цинка, марганца, кадмия, свинца) в снежном покрове, воде и почве.
Дополнительным источником, позволяющим косвенно судить о состоянии загрязнения атмосферного воздуха, является анализ загрязнения снежного покрова.
Отбор проб снега проводили в пяти зонах Щучанского района: Северной (с. Песчанское), Южной (с. Сухоборское), Западной (с. Белоярское), Восточной (с. Петровское), Центральной (п. Чумляк) на всю глубину снежного покрова, на участке 100x100 см.
Для определения основных путей эмиссии тяжелых металлов и радионуклидов, их количественного состава, провели токсикологическое и радиохимическое исследования снеговой воды, которую получили из отобранных проб снега. Содержание тяжелых металлов и радионуклидов в снежном покрове представлено в таблице 1.
Анализ результатов исследований показал (табл. 1), что максимальное содержание меди установлено в западной зоне и составило 0,01 мг/л. Снежный покров восточной и центральной зон в меньшей степени подвержен загрязнению данным элементом.
Аналогичная картина наблюдается и в содержании в снеге цинка. Так, наибольшая его концентрация отмечена в западной зоне - 0,024 мг/л. С продвижением от западной исследуемой зоны на восток установлено уменьшение количества этого элемента до 0,01 мг/л.
В ходе исследований максимальное содержание железа в снежном покрове выявлено в западной зоне - 0,245 мг/л. Центральная и восточная зона в меньшей степени подвержены загрязнению исследуемым элементом.
Наиболее высокая концентрация марганца наблюдается в западной и центральной зонах 0,010 мг/л и 0,007 мг/л соответственно. В южной части района количество этого элемента в снеге было минимальным - 0,002 мг/л.
Сравнивая полученные результаты концентрации тяжелых металлов в снежном покрове, установлено максимальное их содержание в западной зоне Щучанского района (рис. 3) Отмечено достоверное превышение минимальных значений уровня меди в 5 раз (Р 0,05) и цинка в 2,4 раза (Р 0,01) в восточной зоне по сравнению с западной зоной. В центральной зоне содержание железа в 1,6 раза меньше (Р 0,001) по сравнению с западной частью района. Концентрация марганца в южной зоне в 5 раз ниже по сравнению с максимальными значениями западной зоны.
Содержание цинка и меди в снежном покрове, вероятно, связано с наличием дальнего переноса его со стороны Челябинской области и Казахстана. В период выпадения снега преобладает западное, юго-западное и южное направление ветра (приложение А).
Похожие диссертации на Оценка техногенного загрязнения вод, почв, кормов и молока коров сельскохозяйственных предприятий Щучанского района Курганской области
