Содержание к диссертации
Введение
1.Обзор литературы 7
1.1. Экологичекие проблемы Новосибирской и Томской областей 8
1.2. Основные антропогенные источники и пути поступления радионуклидов в атмосферу Западной Сибири 12
1.3. Потенциальные источники радиоактивного загрязнения территории Западной Сибири 19
1.4. Влияние радиоактивного загрязнения на свойства экосистемы 20
1.5. Радионуклиды в цепи: почва - растения - живые организмы 24
1.6. Тяжелые металлы в цепи: почва — растение — живые организмы 29
2. Материал и методы исследований 42
3. Результаты исследований
3.1. Содержание тяжелых металлов в молочной продукции 48
3.2. Содержание 137Cs и 90Sr в молоке и молочных продуктах 64
3.3. Накопление тяжелых металлов в мясе сельскохозяйственных животных и продуктах его переработки 75
3.4. Содержание 137CSH 90Sr в мясе сельскохозяйственных животных и продуктах его переработки 88
3.5. Аккумуляция тяжелых металлов в продукции птицеводства 99
3.6. Накопление радионуклидов в продукции птицеводства 105
3.7. Содержание тяжелых металлов в рыбе 109
3.8. Аккумуляция радионуклидов в продукции рыболовства 120
Обсуждение 126
Выводы 142
Предложения 144
Список литературы 145
- Экологичекие проблемы Новосибирской и Томской областей
- Потенциальные источники радиоактивного загрязнения территории Западной Сибири
- Содержание тяжелых металлов в молочной продукции
- Содержание 137Cs и 90Sr в молоке и молочных продуктах
Введение к работе
В эпоху научно-технического прогресса антропогенные воздействия на окружающую среду становятся все более интенсивными и масштабными. Серьезную опасность представляет постоянное загрязнение природных сред - атмосферы, гидросферы, литосферы.
В ряду загрязнителей биосферы тяжелые металлы (ТМ) и их радиоактивные изотопы представляют особую опасность из-за высокой экотоксичности, кумулятивности и синергизма при комбинированном и сочетанном действии с другими агентами различной природы. Токсикация нашей планеты ТМ может привести к медленно развивающейся экологической катастрофе, предотвратить которую, по мнению ряда ученых, поможет эволюция экологического мировоззрения (Полянский Н.Г., 1986; Калинина А.Л. 1977; Коптюг В.А., 1997; Пурмаль Л.П., 1998; Стыцына Л.И., 1996;БертоксП., 1980).
Загрязнение почвы и водоемов тяжелыми металлами создает во многих районах земного шара постоянный фон, обеспечивающий их стабильную концентрацию в продуктах питания и кормах (Калинин Б.Д., Плотников Р.И., Соколов М.А., 2000).
В почвенном покрове Западной Сибири в результате антропогенного воздействия сформировались биогеохимические районы со значительным отклонением от нормы в содержании многих химических элементов, что отражается в местных пищевых цепочках, отрицательно воздействуя на здоровье животных и человека. Проблему загрязнения продукции Западной Сибири тяжелыми металлами и радионуклидами необходимо рассматривать как жизненно важную.
Цель исследований. Проведение мониторинга содержания тяжелых металлов (Zn, Си, Cd, Pb) и радионуклидов (90Sr, 137Cs) в продуктах
4 животноводства Западной Сибири в зависимости от экологических условий их производства.
Задачи исследований:
Исследовать содержание тяжелых металлов (Zn, Си, Cd, Pb) в пищевом сырье животного происхождения (молоко, мясо, рыба) и продуктах их переработки.
Исследовать уровень радионуклидов (90Sr, ,37Cs) в пищевом сырье животного происхождения (молоко, мясо, рыба) и продуктах их переработки.
Изучить характер накопления ТМ и радионуклидов в готовой продукции в зависимости от вида сырья и технологии его переработки.
Сравнить уровень ТМ и радионуклидов в продуктах питания Новосибирской и Томской областей.
Определить связи между концентрациями различных ТМ и радионуклидов в органах и тканях животных и корреляции между ними.
Выявить степень влияние года и сезона на содержание ТМ и радионуклидов в молоке коров, говядине и рыбе.
Определить влияние видовой принадлежности животных на аккумуляцию тяжелых металлов и радионуклидов в мясе.
Научная новизна. На основании комплексных исследований впервые установлен средний популяционныи уровень содержания тяжелых металлов (Zn, Си, Cd, Pb) и радионуклидов (137Cs и 90Sr) в организме различных видов сельскохозяйственных животных, птицы и рыбы, а также их среднефоновое значение в молочной и мясной продукции, производимой на предприятиях Новосибирской и Томской областей.
Определено, что видовая принадлежность влияла на степень аккумуляции радионуклидов в мясе животных и рыб. Наблюдалась большая индивидуальная изменчивость концентрации ТМ и радионуклидов в тканях и органах.
Накопление радионуклидов в продукции животноводства находилось в зависимости от уровня антропогенной нагрузки территорий.
Практическая значимость. Проведенные исследования позволяют систематизировать информацию о состоянии природной среды и объективно оценить экологическую обстановку Западной Сибири.
Материалы диссертации используются при чтении лекций для студентов факультетов ветеринарной медицины и зооинженерного, Инженерного института Новосибирского государственного аграрного университета и других сельскохозяйственных вузов Западной Сибири по курсам: «Разведение сельскохозяйственных животных», «Экология животных», «Нормативы по защите окружающей среды».
Апробация работы. Основные положения и результаты работы представлены на 51-й ежегодной конференции Европейской ассоциации по производству продуктов животноводства (Нидерланды, 2000), 3-й Международной научно-практической конференции «Проблемы стабилизации и развития сельского хозяйства Казахстана, Сибири и Монголии» (Новосибирск, 2000), 52-й конференции Европейской ассоциации по животноводству (Будапешт, Венгрия, 2001), 1-й Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора О.И. Ивановой (Новосибирск, 2001), региональной научной студенческой конференции, посвященной 65-летию Новосибирского государственного аграрного университета (Новосибирск, 2002), студенческой научной конференции, посвященной 65-летию агрономического факультета «Проблемы сельского хозяйства на рубеже веков» (Новосибирск, 2002), 2-й Международной конференции «Ветеринарная генетика, селекция и экология (Новосибирск, 2003), 12-й Международной конференции «Тяжелые металлы в окружающей среде» (Гренобль, Франция, 2003).
Публикации. Основные результаты диссертации отражены в 13 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 170 страницах, включает 59 таблиц и 12 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований, обсуждения, выводов и предложений. Список литературы включает 268 наименований, в том числе 47 на иностранных языках
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Ткани и органы животных отличались по накоплению тяжелых металлов и радиоактивных элементов. В процессе переработки молочной и мясной продукции происходило изменение уровня ТМ и радионуклидов.
2. На степень аккумуляции радионуклидов в мясе влияла видовая принадлежность животных.
3. Содержание радионуклидов в молочной и мясной продукции зависело от степени антропогенного загрязнения территорий.
Экологичекие проблемы Новосибирской и Томской областей
Новосибирская область расположена в юго-восточной части Западно-Сибирской равнины, в междуречье Оби и Иртыша и граничит с Алтайским краем, Омской, Томской и Кемеровской областями и Казахстаном.
Наиболее загрязненными городами НСО являются: Новосибирск, Искитим, Куйбышев и Бердск. Новосибирск относится к числу городов Российской Федерации с наиболее высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха (Селегей В.В., 1993).
По данным Новосибирского областного комитета охраны окружающей среды (1994 — 1999), с 1991 по 1996 г. отмечалось снижение валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу Новосибирской области. Несмотря на спад промышленного производства с 1997 г., валовый выброс (тыс.т) вырос почти в 2 раза и составил: в 1997 г. — 754; в 1998 г. — 1104; в 1999 г. - 884; в 2001 г. — 735,26. Основными источниками загрязнения атмосферы являются -автомобильный транспорт (73,3% от общего выброса), предприятия теплоэнергетики (10,4 %), коммунальные котельные ЖКХ (5,1%) (Состояние окружающей природной среды Новосибирской области в 2001 г., 2002; Статистический бюллетень, 2001; Статистический сборник, 2002).
Загрязнение от автотранспорта несколько раз превышает ПДК по тяжелым металлам, в том числе кадмия в 2 - 3 раза. В зонах вблизи автотрасс концентрация токсических веществ в десятки, даже сотни раз превышает ПДК. Однако в последние годы отмечается постепенное уменьшение загрязнения окружающей среды свинцом от автотранспорта, так как использование этиловых бензинов в области снижается (Состояние окружающей природной среды Новосибирской области, 1996 - 1999; Новиков Ю.В., Пивкин В.М., 1988).
Департамент природных ресурсов особо отмечает загрязнение и захламление земель сельскохозяйственного назначения свалками бытовых и производственных отходов. По данным инвентаризации мест захоронения и хранения отходов на территории Новосибирской области выявлено свыше 200 несанкционированных свалок на площади более 900 га. По данным статотчетности, объем образования токсичных производственных отходов в 1994 г. составил 645888 т.
На территории Новосибирской области насчитывается 52 гидрологических поста ЗС УГМС, которые ведут наблюдения за состоянием 40 водных объектов. Огромная нагрузка по сточным водам приходится на реку Обь и ее притоки из-за суммарного сброса сточных вод предприятиями области (МУП Горводоканал, Барабинская ТЭЦ, ТЭЦ-2, ТЭЦ-3, ТЭЦ-4, НЗИВ, Куйбышевское ППЖКХ и др.). Помимо того, формирование реки Иня, одного из крупных притоков Оби, в значительной степени происходит на территории Кемеровской области, где река принимает загрязняющие вещества сточных вод промышленных предприятий, поступающих на территорию Новосибирской области. В бассейн р. Обь ежегодно поступает со сточными водами около 123,5 тыс. т загрязняющих веществ. В 2000 г. в водные объекты на территории Новосибирской области было сброшено 3839,49 т химических веществ, в том числе: кадмия — 0,02 т, свинца - 0,04 т, меди - 3,5 т, цинка - 34,65 т. В 2001 г. содержание тяжелых металлов в водах р. Обь составляло Zn - 1 - 40; Cd - 0,1 - 0,2; Hg - 0,02 - 0,22; Си - 0,5 - 2; Pb - 0,1 - 2,3 мкг/л, что значительно ниже ПДК этих элементов (Состояние окружающей природной среды Новосибирской области в 2001 г., 2002).
Наряду с антропогенными формами загрязнения, водные объекты загрязнены природными органическими и минеральными соединениями. Наличие медной аномалии на юге Западной Сибири объясняет содержание меди на уровне 4-10 ПДК в Новосибирском водохранилище, реках Обь и Бердь (Статистический сборник, 2002).
По данным Западно-Сибирского центра мониторинга загрязнений природной среды, среднегодовой сброс кадмия (тыс. т/год) в водные объекты на территории Новосибирской области составил: в 1993 - 1,43; 1995 - 0,68; 1996-0,14 и в 1997-0,03.
По данным Департамента природных ресурсов по Сибирскому региону (2002) и Государственного комитета по охране окружающей среды Новосибирской области (1994 - 1999), показатели здоровья населения области за последние десять лет существенно ухудшились (заболеваемость населения выросла в 1,2 раза). Комплекс неудовлетворительных экологических факторов окружающей среды в Новосибирской области приводит к стойкой тенденции роста по семи классам болезней: врожденные аномалии (за десятилетний период заболеваемость увеличилась в 2,3 раза), болезни крови и кроветворных органов (в 2,2 раза), болезни эндокринной системы (в 1,8 раза), болезни системы кровообращения, мочеполовой системы и костно-мышечной системы (в 1,6 раза), новообразования (на 4 %). Основными причинами смертности трудоспособного населения являются болезни системы кровообращения (51 %) и новообразования (16 %).
Особого внимания заслуживает состояние здоровья детского населения, которое является индикатором загрязнения внешней среды в силу высокой реактивности организма. За десятилетний период уровень детской заболеваемости вырос в 1,3 раза. Каждый третий ребенок в области -больной. Главные причины высокой младенческой смертности - состояния, возникающие в перинатальный период и врожденные аномалии. (Состояние окружающей природной среды Новосибирской области, 1996 -2002).
Согласно данным Областного комитета по экологии, валовый выброс загрязняющих веществ в атмосферу Томской области в 1997 г. составил около 273,8 тыс.т (около 0,9 т/км ). Основным источником загрязнения атмосферы является автотранспорт, доля которого по этому показателю в 1997 г. составляла 52 % (142, 39 тыс. т), увеличившись за год на 18 тыс.т. Также причиной загрязнения атмосферного воздуха Томской области являются предприятия топливного и атомноэнергетического комплекса (39 % от валового выброса) и коммунальные котельные ЖКХ (9 %). Наиболее мощным источником загрязнения атмосферы г. Томск является ГРЭС - 2. В 1997 г. объём её выбросов составил 11546, 98 т. (90 % от общего объёма выбросов теплоэнергетики). По медико-статистическим данным, за последние годы в области продолжается непрерывный рост онкозаболеваемости (Экологический мониторинг, 1998).
В пределах Томской области наиболее техногенно загрязнённой территорией является Северный промышленный узел, расположенный к северо-востоку от г. Томска. Здесь расположено около 33 предприятий, а также полигоны промышленных и бытовых отходов, золоотвалы, карьеры, очистные сооружения и т.д. Важнейшими загрязнителями природной среды и потенциально опасными объектами являются Сибирский химический и Томский нефтехимический комбинаты. Необходимо отметить, что за 40-летнюю деятельность на СХК произошло 37 аварий (Адам A.M., Базанов В.А., Гольцова В.В., 1995). В результате аварии на СХК в 1993 г. произошло загрязнение почв и водных бассейнов многих районов области. Общая площадь загрязнения вокруг СКХ, по данным администрации Томской области, составила около 200 км (Ковальская Г.А., Микушин В.В. и др., 1999).
Потенциальные источники радиоактивного загрязнения территории Западной Сибири
В настоящее время жизненно необходимой считается проблема безопасного захоронения ядерных отходов, которые образуют военные и промышленные реакторы, атомные станции. На каждой из действующих в России АЭС в процессе эксплуатации образуются жидкие радиоактивные отходы, учесть которые практически невозможно (Рихванов А.П., 1994), включающиеся в пищевые цепи, а значит, и в различные ткани и органы человека и животного (Маркелов А.В., Минеева Н.Я. и др., 1999).
Не исключена возможность аварийного загрязнения при транспортировке транзитом по Западно-Сибирской железной дороге и автомагистралям радиационно опасных источников, жидких и твердых радиоактивных отходов, ядерных боеголовок и др. Кроме того, опыт Чернобыльской аварии не исключает опасности любых ядерно-энергетических комплексов и, в первую очередь, Томского, Красноярского и Челябинского, а также возможного разрушения в атмосфере Сибири космических объектов с ядерно-энергетическими установками (Селегей В.В.,1997).
К потенциальным источникам радиоактивного загрязнения территории Новосибирской области необходимо отнести крупные ядерно- и радиационно-опасные объекты: АО «Новосибирский завод химконцентратов», ПО «Север», пункт захоронения радиоактивных отходов (ПЗРО) «Радон» и 92 предприятия и организации, использующие в своих технологиях радиоактивные вещества и радиационные источники. Так, в 2001 г. спецкомбинатом «Радон» на захоронение и длительное хранение приняты РАО, имеющие суммарную активность 854,993 Ки.
АО «Новосибирский завод химконцентратов» ежегодно выбрасывает в атмосферу РВ около 1,98 109 Бк (разрешение на выброс получено в Государственном комитете по защите окружающей среде РФ) (Состояние окружающей природной среды Новосибирской области в 2001 г., 2002). Оценив антропогенную радиоактивную обстановку территории Западной Сибири в прошлом, мы можем предположить, что профилактическая работа в направлении улучшения состояния здоровья населения и экологии Западной Сибири определяется, прежде всего, анализом взаимосвязей явлений окружающей среды и здоровья людей с помощью корпоративной системы охраны среды обитания (социально-гигиенического мониторинга).
Оценка состояния природных экосистем — основная задача современной экологии. Экологический риск для человека состоит в разрушении окружающих его биоценозов как цельных и сбалансированных систем. Невозможно оценить состояния экосистемы, изучая отдельные её элементы, так как изолированное рассмотрение одного элемента не отражает многообразие межэлементарных связей (Вернадский В.Н., 1940, 1989; Котляров В.М., 1991). Основные вопросы, на которые должен дать ответ глобальный анализ, — каковы тенденции экосистемы и насколько далеко она находится от критического состояния, после которого начинает разрушаться (Чернышенко СВ., 1999; Шалмина Г.Г., 2002).
Сотрудниками Лаборатории биоиндикации (ИПЭЭ) им. А.Н. Северцева проведено обследование почв зоны, подвергшейся радиоактивному загрязнению вблизи от Чернобыльской АЭС. Проведенное обследование почвы на микрофауну показало, что обитатели лесной подстилки сильно пострадали в результате радиоактивного загрязнения на расстоянии 3 - 7 км от станции. Через 2 месяца после аварии наблюдалась полная экологическая катастрофа в зооценозах почвы, когда погибло более 90% видов беспозвоночных - обитателей почвы. Только к осени 1988 г. по общей численности мезо- и микрофауна почвы полностью восстановилась по общему обилию, видовому разнообразию и по динамическим показателям структуры популяций. Остаточный уровень радиоактивности почвы порядка 0,9 — 1,4 мР/ч уже не оказывал решительного влияния на восстановление животного населения почв (Криволуцкий Д.А., Покаржевский А.Д. и др., 1990, Криволуцкий Д.А., 1994).
При оценке влияния радиоактивного загрязнения на свойства экосистемы особое значение придается состоянию микробного сообщества почв, в результате адаптации которого происходит образование в его составе новых фенотипов при сохранении физиолого-трофической структуры (Doelman P., Haanstra L., 1979). Ионизирующая радиация в зависимости от дозы может вызвать гибель микроорганизма или мутационный процесс. Данные, полученные И.К. Кравченко, A.M. Семеновым и др. (1999), позволяют сделать вывод о том, что в пространственном ряду варьирования отмечено уменьшение количества чувствительных к радиации микроорганизмов и идет отбор более радиорезистетных форм.
Отмечено, что в значительных количествах накапливают 90Sr животные, имеющие наибольший контакт с загрязненной почвой. Основная масса беспозвоночных содержит 90Sr в относительно небольших количествах, несмотря на значительное содержание его в кормовых растениях. Это связано с отсутствием в их организме кальцинированных образований, где накапливается радиоактивный стронций. 90Sr, являясь остеотропом, концентрируется в максимальных количествах в скелете позвоночных (Криволуцкий Д.А., 1999).
По данным Н.М. Ван Страален, М.Х. Донкер, А.Д. Покаржевского (1999), некоторые популяции беспозвоночных, обитающие в местах с длительной историей загрязнения, приспосабливаются к повышенному содержанию металлов. Адаптация происходит не только на физиологическом уровне, но и на уровне изменений жизненного цикла. Особи, находившиеся под длительным воздействием загрязнения, в чистых условиях раньше становятся половозрелыми и производят больше потомков. Долговременное воздействие металла на популяцию может привести к отбору устойчивых генотипов.
Птицы, питающиеся насекомыми, накапливают в организме большое количество радионуклидов в результате высокого уровня их метаболизма. Большое значение при накоплении радионуклидов в организме имеют пищевые цепи, время нахождения птиц на радиоактивной территории, возраст, особенности обмена веществ и т.д. Содержание радиоцезия в тушках птиц большой синицы, гнездящейся на радиоактивном участке, увеличивалось в последовательности: птенцы слетки взрослые (Лебедева Н.В., Рябцев И.А, 1999).
Высоко содержание 90Sr в скорлупе яиц, так как этот радионуклид является химическим аналогом кальция (скорлупа на 97% состоит из углекислого кальция). Дефицит кальция в организме самок птиц в период яйцекладки приводит к максимальному включению 90Sr в скорлупу из рациона. Во время инкубации часть материала скорлупы используется для формирования скелета зародыша, так что вылупившийся птенец уже содержит в организме 90Sr. В процессе активного роста и развития птенцов наравне с кальцием в формирование скелета включается и 90Sr. В результате этого концентрация данного радионуклида в организме молодых птиц превышает содержание его в организме взрослых особей, у которых обмен веществ в костной ткани заметно ниже. Постоянное поступление радионуклидов в организм происходит при заглатывании птицами минеральных частиц, содержащих большое количество радиоактивных элементов. Большое количество радиоактивных частиц попадает в оперение птиц во время пылевых ванн, принимаемых птицами для освобождения от паразитов.
Содержание тяжелых металлов в молочной продукции
Молоко занимает важнейшее место в рационе большинства людей разного возраста, так как является ценным пищевым продуктом, содержащим ряд биологически активных веществ. Необходимо знать микроэлементный состав коровьего молока, являющегося биоиндикатором, отражающим региональные биогеохимические особенности (Ларионова Т.К., 2000).
Было проанализировано 173 пробы молочной продукции Новосибирской области (молоко цельное, молоко сухое, сметана, сыр, творог, масло сливочное) на содержание Zn, Си, Cd и РЬ.
По уровню Zn больших различий между видами продукции не обнаружено (табл. 3). Однако установлено, что в твороге содержание этого металла в 1,3 раза больше, чем в молоке (Р 0,05). При переработке молока наблюдалось небольшое увеличение уровня цинка в твороге за счет концентрирования казеиновыми фракциями молочных белков, связывающих тяжелые металлы.
В сметане аккумуляция Zn составляла 0,7 ПДК, в твороге и сырах соответственно - 0,06 - 0,08 ПДК. В 5 % проб молока и масла сливочного установлено превышение ПДК в 1,2 - 1,3 раза. Пробы с относительно повышенным содержанием Zn встречались в Ордынском, Колыванском, Искитимском и Тогучинском районах.
В общем, можно отметить очень большую вариацию уровня меди в молочных продуктах в сравнении с цинком. В четырех пробах молока и масла сливочного обнаружено превышение ПДК по содержанию Си. Пробы молочных продуктов с превышением допустимых концентраций были в Новосибирском и Тогучинском районах. Особенно большое значение имеет контроль содержания в продуктах питания Cd и РЬ, входящих в группу экотоксичных металлов и являющихся наиболее опасными загрязнителями окружающей среды.
Уровень Cd в молочных продуктах можно представить в виде ранжированного ряда: сыры молоко цельное = сметана = творог сливочное масло сухое молоко.
Наблюдается огромная фенотипическая изменчивость концентрации Cd в молоке и продуктах его переработки. В 5 пробах молока, полученного из хозяйств Колыванского, Куйбышевского и Новосибирского районов, наблюдалось небольшое превышение ПДК по содержанию Cd. В Искитимском районе обнаружена проба молока с превышением ПДК по Cd в 3,7 раза. В Чановском районе в нескольких пробах сыра концентрация Cd оказалась выше среднего значения.
Накопление РЬ в молоке и молочных продуктах составляло десятые доли от ПДК (табл. 6). В сырах содержание этого токсиканта в 2,3 — 2,4 раза выше, чем в молоке цельном или масле сливочном (Р 0,05), но в 6,8 раза ниже ПДК. Молоко и продукты его переработки в отношении накопления РЬ являются экологически безопасными.
Однако следует отметить, что в цельном молоке, сметане, сухом молоке и сливочном масле, в некоторых пробах, наблюдалось небольшое превышение ПДК по содержанию свинца. Так, превышение в 1,3 — 1,9 раза было обнаружено в 3 пробах молока, поступившего из Колыванского и Куйбышевского районов и 7 пробах молока сухого, поступившего из молочных хозяйств Коченевского, Искитимского, Барабинского районов. Из Ордынского района поступили две пробы сметаны с незначительным превышением допустимого уровня этого металла. В двух пробах сливочного масла, поступивших из Новосибирского района (с. Боровское) установлено содержание РЬ в 1,2 и 2 раза выше ПДК. В 30 % проб масла сливочного, изготовленного в выше упомянутых, а также в некоторых других районах, концентрация РЬ оказалась близка к предельно-допустимой концентрации.
Характер распределения свинца в молоке и продуктах его переработки можно представить в виде следующего ранжированного ряда: сыры сухое молоко сметана масло сливочное = молоко цельное творог.
Следует отметить очень большую вариацию уровня РЬ в молоке и молочной продукции. В табл. 7 представлен анализ результатов содержания ТМ в молоке и молочной продукции Новосибирской области и Томского гормолзавода АОО «Томмас». По Томской области использованы данные Е.В. Колесниковой (2002).
Сравнивая результаты исследований Е.В. Колесниковой с нашими данными, обнаружили, что среднее содержание ТМ во многих молочных продуктах Томского гормолзавода значительно ниже, чем в аналогичных продуктах, изготовленных молочными предприятиями Новосибирской области. Исключение составляют сыры из Томской области, в которых концентрация Zn выше в 2,3 раза (Р 0,01). Уровень Zn в продукции Томской области: сметане, молоке цельном и сухом - ниже соответственно в 11,3; 2,3 и 4,4 раза (Р 0,001). Концентрация Си в сухом молоке и масле сливочном ниже соответственно в 4 и 11 раз (Р 0,01). Уровень РЬ и Cd в масле сливочном, изготовленном в Новосибирской области, выше соответственно 10,6 и 3,3 раза (Р 0,001), а накопление Cd в сырах — выше в 9 раз (Р 0,05).
Исследуя продукцию Новосибирской области, определили, что среднее значение металлов во всех пробах, взятых для анализа, не превышало ПДК и составляло для цинка не более 0,7 ПДК, для меди и свинца - 0,5 ПДК, для кадмия -0,1 ПДК. Таблица 7. Среднее содержание тяжелых металлов в молочной продукции Новосибирской и Томской областей, мг/кг
Примечание. НСО - Новосибирская область; ТО — Томская область. Следы - следовое количество, не превышающее 0,001 мг/кг, с учетом уровня погрешности методики определения. ПДК молочной продукции, согласно требованиям СанПиН 1.3.2.560-96. Наиболее чистыми по содержанию кадмия были сухое молоко и масло сливочное. По содержанию свинца наиболее безопасными продуктами являлись молоко, творог и масло.
Содержание 137Cs и 90Sr в молоке и молочных продуктах
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при непрерывном поступлении радионуклидов в организм лактирующих животных уже в течение несколько дней устанавливается их постоянный уровень в молоке (Ильязов Р.Г., Сироткин А.Н. и др., 1996). Среди пищевых продуктов, с которыми радионуклиды поступают в организм человека, основными являются продукты животноводства — молоко и мясо (Булдаков Л.А., 1989, Скребин A.M., 1971). С молоком и молочными продуктами в организм человека переходит около 38% радиоактивных элементов, а с мясом и мясопродуктами - около 26%. Таким образом, продукты животноводства являются основными источниками дополнительного внутреннего облучения организма человека (Алексеенко В.А.,1980; Клечковский В.М.,1971).
Было исследовано 379 проб молочных продуктов (молоко цельное, масло сливочное, сыры, кефир, мороженое, молоко сгущенное, молоко сухое), произведенных предприятиями Новосибирской области, и 114 проб молочных продуктов (молоко цельное и молоко сухое), поступивших из хозяйств Томской области (Томский, Асиновский и Кожевниковский районы), на содержание 137Cs и 90Sr.
Средний уровень Cs в молоке коров Томской области почти в 11 раз ниже (Р 0,001), чем в молоке, полученном в Новосибирской области. В сухом молоке, изготовленном в Томской области накопление радиоизотопа в 32,7 раза меньше (Р 0,001), чем в том же продукте, изготовленном на предприятиях Новосибирской области.
Сравнивая молочные продукты, изготовленные в Новосибирской области, обнаружили, что в мороженом уровень радиоактивного цезия в 5,2 раза выше, чем в молоке (Р 0,001). В продуктах переработки цельного молока: сырах, масле, сухом молоке и кефире — концентрация этого изотопа в 2,5 - 3 раза выше, чем в молоке (Р 0,01 - 0,001).
Необходимо отметить очень большую вариацию накопления 137Cs в молоке коров Новосибирской области. Это свидетельствует о том, что производимая в отдельных районах (пунктах) продукция отличалась относительно повышенным содержанием этого радионуклида.
Содержание радиоактивного цезия в молочных продуктах Новосибирской области (рис. 4) можно представить в виде следующего убывающего ряда: мороженое кефир сухое молоко сливочное масло сыры сгущенное молоко цельное молоко. Среднее значение 137Cs во всех проанализированных молочных продуктах значительно ниже ПДК. Всего лишь в 3% проб молока, поступившего из различных районов Новосибирской области, концентрация радиоактивного цезия превышала 14 Бк/кг и в одном случае оказалась выше среднего значения в 8,2 раза.
Молоко цельное, поступившее из хозяйств Томской области, отличалось меньшим содержанием 90Sr в (4,4 раза, Р 0,001), чем молоко, производимое предприятиями Новосибирской области. Ни в одной из проанализированных проб молочной продукции не обнаружено превышение допустимых уровней по радиоактивному стронцию.
Накопление Sr в молоке, кефире, сливочном масле, цельном и сухом молоке практически одинаково, и только в немногочисленных пробах мороженого и сгущенного молока этот радионуклид практически не обнаружен. Уровень 90Sr в молочных продуктах Новосибирской области можно отразить следующей схемой: кефир молоко цельное = сыры = сухое молоко сливочное масло сгущенное молоко = мороженое.
В настоящее время в Российской Федерации гигиеническая норма для 90Sr в молоке - не более 25 Бк/кг (СанПиН 2.3.2.1078-01). В то же время в Беларуси районный допустимый уровень (РДУ-96) содержания радиоактивного стронция в молоке значительно ниже и составляет 3,7 Бк/кг (Белов Л.Д., Киршин В.А., 1999). Если исходить из этих норм, то в 4,3 % из подвергшихся анализу проб молока наблюдалось бы превышение по 90Sr.
По данным А.В. Кветковской и П.Н. Цигвинцева (2001), в молоке коров в «чистой» зоне Республики Беларусь содержание 137Cs и 90Sr было соответственно равно 2,1 и 0,4 Бк/кг, тогда как в «грязной» зоне — 69,6 и 3,5 Бк/кг. Эти данные свидетельствуют о том, что в молоке коров «чистой» зоны РБ и в молоке, полученном от коров в Новосибирской области, содержание 137Cs и 90Sr приблизительно одинаково. Концентрация этих радионуклидов в молоке, полученном в «грязной» зоне, соответственно в 23 и 4 раза превосходит их содержание, в Новосибирской области. В то же время, уровень 90Sr и 137Cs в молоке коров Томской области в 2 — 8,8 раза ниже, чем в молоке коров «чистой» зоны Республики Беларусь и соответственно в десятки и сотни раз ниже, чем в «грязной» зоне. Если в молоке коров «чистой» зоны Республики Беларусь содержание 90Sr составляло 0,1 РДУ, «грязной» зоны — 0,9 РДУ, то в Новосибирской и Томской областях уровень радиоактивного стронция в молоке составлял соответственно 0,03 ПДК и 0,008 ПДК.
По данным Н.М. Колмыкова и Ю.Я. Михайлова (2000), в среднем по Российской Федерации в 1999 г. содержание 137Cs и 90Sr в молоке коров было соответственно равно 0,67 ± 0,46 и 0,16 ± 0,02 Бк/кг. На основании этих данных можно сделать вывод о том, что в Новосибирской области концентрация радиоактивного цезия в молоке коров в 4 раза, а стронция - в 5 раз больше, чем в среднем по Российской Федерации (Р 0,001). В то же время содержание этих радионуклидов в молоке коров Томской области находится примерно на том же уровне, что и в среднем по России.
Следует обратить внимание на тот факт, что вариабельность содержания цезия в молочных продуктах в среднем в несколько раз ниже, чем стронция. Концентрация радионуклидов в образцах изученных молочных продуктов может различаться в сотни раз.
Анализ полученных данных, приведенных в табл. 18, позволяет установить, что содержание радионуклидов в любое время года составляет сотые доли ПДК.
Концентрация Cs в молоке коров в пастбищный и стойловый периоды оставалась на одном уровне. Однако наблюдалась тенденция большего накопления 90Sr в молоке, полученном в период с августа по октябрь. В эти месяцы содержание 90Sr в 3,2 раза выше, чем в весенне-летний период (Р 0,01) и в 2,4 раза выше, чем в зимне-весенний период (Р 0,001).
Повышенное накопление 90Sr в молоке, полученном в августе, сентябре и октябре можно объяснить тем, что осенью преобладает корневое поступление радиоактивных веществ в растения, которые заканчивают рост и развитие. При корневом поступлении наиболее подвижным и доступным для растений является 90Sr, который практически полностью находится в водорастворимой форме, в то время как основная часть цезия прочно сорбируется в почве (Белов А.Д., Киршин В.И., 1999; Алексахин Р.М, 1991 -1996). Однофакторный дисперсионный анализ не определил влияние сезона на уровень радионуклидов в молоке коров.
