Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Биологические науки
Экология

Диссертационная работа:

Бокова Татьяна Ивановна. Закономерности детоксикации антропогенных загрязнителей (тяжелых металлов) в системе почва - растение - животное - продукт питания человека : Дис. ... д-ра биол. наук : 03.00.16 Новосибирск, 2005 345 с. РГБ ОД, 71:05-3/311

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ. 7

1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЕ- ТОКСИКАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СИСТЕМЕ ПОЧВА - РАСТЕНИЕ - ЖИВОТНОЕ - ПРОДУКТ ПИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 20

1.1. Агротехнические и агрохимические мероприятия по ограничению миграции ТМ из почвы в растения. 20

1.2. Способы снижения аккумуляции ТМ в организме животных.. 30

1.3. Пути уменьшения содержания ТМ в продуктах питания. 43

1.3.1. Влияние технологии приготовления пищи на изменение содержания ТМ в продуктах питания 43

1.3.2. Пищевые добавки, способствующие уменьшению аккумуляции ТМ в организме человека 46

1.4. Анализ литературного обзора 51

2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.. 61

2.1. Материал и методика экспериментальных работ в звене системы почва-растение. 63

2.1.1. Методика полевых опытов. 63

2.1.2. Методы аналитических исследований. 70

2.2. Материал и методика исследований в подсистеме растение (корм) - животное 71

2.2.1. Методика физиологических опытов на птице 71

2.2.2. Методы аналитических и биохимических исследований.. 79

2.3. Методика научных исследований, проводимых в подсисте ме животное-продукт питания. 81

2.3.1. Постановка экспериментов 81

ВВЕДЕНИЕ. 7

1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЕ- ТОКСИКАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СИСТЕМЕ ПОЧВА - РАСТЕНИЕ - ЖИВОТНОЕ - ПРОДУКТ ПИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 20

1.4. Агротехнические и агрохимические мероприятия по ограничению миграции ТМ из почвы в растения. 20

1.5. Способы снижения аккумуляции ТМ в организме животных.. 30

1.6. Пути уменьшения содержания ТМ в продуктах питания. 43

1.3.3. Влияние технологии приготовления пищи на изменение содержания ТМ в продуктах питания 43

1.3.4. Пищевые добавки, способствующие уменьшению аккумуляции ТМ в организме человека 46

1.4. Анализ литературного обзора 51

2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.. 61

2.1. Материал и методика экспериментальных работ в звене системы почва-растение. 63

2.1.3. Методика полевых опытов. 63

2.1.4. Методы аналитических исследований. 70

2.2. Материал и методика исследований в подсистеме растение (корм) - животное 71

2.2.3. Методика физиологических опытов на птице 71

2.2.4. Методы аналитических и биохимических исследований.. 79

2.3. Методика научных исследований, проводимых в подсисте ме животное-продукт питания. 81

2.3.2. Постановка экспериментов 81

2.3.3. Методы аналитических и биохимических исследований. 87

2.4. Методы статистической обработки экспериментальных данных. 89

3. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ДЕТОКСИКАЦИИ ТМ В ПОДСИС ТЕМЕ ПОЧВА - РАСТЕНИЕ (РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВА НИЙ). 91

3.1. Влияние доз свинца, кадмия и детоксиканта на величину урожая и развитие растений 91

3.2. Влияние доз свинца, кадмия и детоксиканта на концентрацию тяжелых металлов в опытных культурах. 94

3.3. Влияние доз свинца, кадмия и детоксиканта на концентрацию подвижных форм ТМ в почвах 99

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕ ТОКСИКАЦИИ ТМ В ПОДСИСТЕМЕ РАСТЕНИЕ (КОРМ) - ЖИ ВОТНОЕ (ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ НА ПТИЦЕ). 104

4.1. Влияние различных детоксикантов на аккумуляцию свинца в организме птицы 104

4.1.1. Динамика выведения свинца детоксикантами. 104

4.1.2. Влияние детоксикантов ТМ на белковый обмен птицы... 112

4.1.3. Изменения углеводного и минерального обмена птицы при использовании детоксикантов ТМ 115

4:1.4. Выбор дозировки гуминового препарата для получения экологичного мяса цыплят - бройлеров 121

4.1.5. Гематологические показатели цыплят-бройлеров при введении в рацион гуминового препарата 126

4.2. Выведение ТМ селенсодержащими препаратами из орга низма птицы. 128

4.2.1. Изменение содержания ТМ в организме птицы при ис пользовании соединений селена

4.2.2. Гематологические показатели птицы на фоне интоксикации ТМ и при использовании селеновых детоксикан- тов 134

4.3. Снижение аккумуляции токсикантов в организме птицы при использовании пробиотиков 143

4.3.1. Влияние пробиотиков на живую массу и содержание ТМ в организме цыплят 143

4.3.2. Исследование биохимических показателей сыворотки крови птиц при использовании пробиотиков на фоне интоксика ции ТМ. 154

5. ОБОСНОВАНИЕ ДЕТОКСИКАЦИИ ТМ В ПОДСИСТЕМЕ ЖИ ВОТНОЕ (СЫРЬЕ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ) - ПРО ДУКТ ПИТАНИЯ (РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ) 162

5.1. Влияние термической обработки на снижение концентра ции тяжёлых металлов в мясе птицы... 162

/ 5.2. Пищевая ценность и качество мяса цыплят-бройлеров, вы ращенных в экологически неблагоприятных условиях 168

5.3. Экспериментальное обоснование использования природ ных полисахаридов в мясных продуктах лечебно- профилактического назначения 178

6. КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕТОКСИКАНТОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛ ЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В: СИСТЕМЕ ПОЧВА - РАСТЕНИЕ - ЖИВОТНОЕ-ПРОДУКТ ПИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА.. 195

6.1. Классификация детоксикантов ТМ, ограничивающих их миграцию в почве 195

6.2. Классификация детоксикантов ТМ, используемых в подсистеме растение (корм) - животное 203

6.3. Систематизация пищевых добавок, эффективных в экологически неблагоприятных регионах. 210

7. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕТОКСИКАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛ ЛОВ В ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕПИ (Обсуждение результатов ис следований) 213

7.1. Закономерности поведения ТМ в почвах, их поступления в растения и детоксикации 213

7.2. Закономерности поведения ТМ в подсистеме растение (корм) - животное и уменьшение их миграции 224

7.3. Закономерности процессов уменьшения содержания ТМ в пищевых продуктах 255

7.4. Разработка концепции детоксикации ТМ в системе почва - растение-животное-продукт питания человека. 272

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 279

ВЫВОДЫ. 284

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ. 287

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 289

ПРИЛОЖЕНИЕ 344

2.3.4. 87

2.4. Методы статистической обработки экспериментальных данных. 89

3. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ДЕТОКСИКАЦИИ ТМ В ПОДСИС ТЕМЕ ПОЧВА - РАСТЕНИЕ (РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВА НИЙ). 91

3.4. Влияние доз свинца, кадмия и детоксиканта на величину урожая и развитие растений 91

3.5. Влияние доз свинца, кадмия и детоксиканта на концентрацию тяжелых металлов в опытных культурах. 94

3.6. Влияние доз свинца, кадмия и детоксиканта на концентрацию подвижных форм ТМ в почвах 99

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕ ТОКСИКАЦИИ ТМ В ПОДСИСТЕМЕ РАСТЕНИЕ (КОРМ) - ЖИ ВОТНОЕ (ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ НА ПТИЦЕ). 104

4.1. Влияние различных детоксикантов на аккумуляцию свинца в организме птицы 104

4.1.3. Динамика выведения свинца детоксикантами. 104

4.1.4. Влияние детоксикантов ТМ на белковый обмен птицы... 112

4.1.3. Изменения углеводного и минерального обмена птицы при использовании детоксикантов ТМ 115

4:1.4. Выбор дозировки гуминового препарата для получения экологичного мяса цыплят - бройлеров 121

4.1.5. Гематологические показатели цыплят-бройлеров при введении в рацион гуминового препарата 126

4.2. Выведение ТМ селенсодержащими препаратами из орга низма птицы. 128

4.2.1. Изменение содержания ТМ в организме птицы при ис пользовании соединений селена 128

4.2.2. Гематологические показатели птицы на фоне интоксикации ТМ и при использовании селеновых детоксикан- тов 134

4.3. Снижение аккумуляции токсикантов в организме птицы при использовании пробиотиков 143

4.3.1. Влияние пробиотиков на живую массу и содержание ТМ в организме цыплят 143

4.3.2. Исследование биохимических показателей сыворотки крови птиц при использовании пробиотиков на фоне интоксика ции ТМ. 154

5. ОБОСНОВАНИЕ ДЕТОКСИКАЦИИ ТМ В ПОДСИСТЕМЕ ЖИ ВОТНОЕ (СЫРЬЕ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ) - ПРО ДУКТ ПИТАНИЯ (РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ) 162

5.1. Влияние термической обработки на снижение концентра ции тяжёлых металлов в мясе птицы... 162

/ 5.2. Пищевая ценность и качество мяса цыплят-бройлеров, вы ращенных в экологически неблагоприятных условиях 168

5.3. Экспериментальное обоснование использования природ ных полисахаридов в мясных продуктах лечебно- профилактического назначения 178

6. КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕТОКСИКАНТОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛ ЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В: СИСТЕМЕ ПОЧВА - РАСТЕНИЕ - ЖИВОТНОЕ-ПРОДУКТ ПИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА.. 195

6.4. Классификация детоксикантов ТМ, ограничивающих их миграцию в почве 195

6.5. Классификация детоксикантов ТМ, используемых в подсистеме растение (корм) - животное 203

6.6. Систематизация пищевых добавок, эффективных в экологически неблагоприятных регионах. 210

7. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕТОКСИКАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛ ЛОВ В ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕПИ (Обсуждение результатов ис следований) 213

7.1. Закономерности поведения ТМ в почвах, их поступления в растения и детоксикации 213

7.5. Закономерности поведения ТМ в подсистеме растение (корм) - животное и уменьшение их миграции 224

7.6. Закономерности процессов уменьшения содержания ТМ в пищевых продуктах 255

7.7. Разработка концепции детоксикации ТМ в системе почва - растение-животное-продукт питания человека. 272

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 279

ВЫВОДЫ. 284

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ. 287

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 289

ПРИЛОЖЕНИЕ 344 

Введение к работе:

Актуальность проблемы. Одним из наиболее значимых в биосфере факторов антропогенного происхождения является загрязнение различных сред. Количественные показатели содержания химических элементов в экосистеме могут служить характеристикой ее со-стояния[287,148]. Степень воздействия загрязняющих веществ на экосистему в значительной степени зависит от формы нахождения химических элементов, определяющей токсичность, биодоступность, миграционную способность их соединений. В свою очередь, форма нахождения химических загрязняющих веществ в экосистеме определяется параметрами состояния (физическими, физико-химическими, физико-географическими, температурой, давлением и ДР-)[225].

Цепи и сети питания с экологической точки зрения являются важными параметрами экосистем, поскольку они позволяют описать перенос вещества и энергии, а также превращения в кругообороте аутотрофных и гетеротрофных популяций. Кроме того, они являются основой для подбора моделей, на базе которых можно оценить стабильность и регенеративные возможности загрязненной вредными веществами системы[48-53,56-58,159,465].

Антропогенные загрязняющие вещества - токсиканты включаются в миграционные процессы и оказывают негативное влияние на биотическую составляющую природной среды. Их интенсивное поступление влечет за собой исчезновение популяций организмов и даже целых видов, что обычно оказывается первым этапом глубокой перестройки и последующей необратимой деградации экосистем 60,321,322].

К загрязнителям химической природы относят в том числе тяжёлые металлы (ТМ) и другие экотоксиканты. Помимо отрицательного воздействия на качество продукции растениеводства и животноводства, они наносит значительный ущерб здоровью человека.

Выделенные решением Европейской экономической комиссии ООН в группу наиболее опасных (приоритетных для целей наблюдения, контроля и регулирования) ТМ включены: ртуть, свинец, кадмий, хром, марганец, никель, кобальт, ванадий, медь, железо, цинк, олово, мышьяк [25,63,317].

В составе комплексов с биомолекулами они участвуют во многих жизненно важных процессах и реакциях. Однако индивидуальная потребность организмов в ТМ очень мала, а поступление из внешней среды избыточных количеств этих элементов приводит к различным токсическим эффектам. Особенно опасными оказываются металлы, не входящие в состав биомолекул, т.е. ксенобиотики: ртуть, кадмий и свинец. По механизму токсического действия ТМ являются метаболическими ядами, участвующими в различных энзимных процессах путем взаимодействия с SH-группами белков[5,61,125].

Прогрессирующее накопление ТМ в биосфере создает фатальную угрозу для живых организмов. В ходе эволюции были выработаны механизмы предотвращения токсического эффекта ТМ. Но при современных уровнях поступления этих элементов такие механизмы уже не могут достаточно надежно защищать живые организмы [463,464,297].

В отличие от органических загрязняющих веществ, подвергающихся процессам разложения, металлы способны лишь перераспределяться между природными средами. Судя по литературным данным, число примеров токсического действия металлов, входящих в состав продуктов или отходов промышленности, увеличивается с каждым годом[253,294].

Воздействие на человека повышенных концентраций ТМ сопровождается накоплением их в организме. Причем это накопление происходит и при содержании металлов в природных средах гораздо ниже ПДК[112,113,174,380-382,551,553,554].

Промышленные предприятия (металлургии, машиностроения, энергетики), сконцентрированные в большинстве крупных городов, служат основными загрязнителями атмосферы и гидросферы, почв и растений вредными веществами в количествах, превышающих санитарно-гигиенические нормативы (ПДК, ОДК, ДОК и т.д.). Большой экологический ущерб наносят также автотранспорт, свалки. Поэтому защита окружающей среды и пищевой цепи от загрязнения тяжелыми металлами является актуальной экологической проблемой. Важность данной проблемы для производства и переработки сельскохозяйственной продукции заключается в том, что накопление тяжелых металлов в возделываемых культурах может стать причиной контаминации продуктов питания[216,290,319].

Ухудшение экологической обстановки во многих регионах привело к росту заболеваемости населения. В частности, в Новосибирской области возросла смерность и на 25% выросла общая заболе-ваемость[308,393,111,143,301,315,357].

Государственная политика в области здорового питания предусматривает обеспечение безопасности пищевых продуктов и продовольственного сырья путём максимального сохранения пищевой ценности и качества производимых продуктов за счёт применения современных технологий и оборудования, исключающих возможности бактериального, химического и физического загрязнения; осуществления наблюдения за объектами окружающей среды (почва, вода, воздух); создания современной аналитической базы контроля качества и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. [337,31,137,178,334,427].

Проблема разработки технологии производства экологически безопасной продукции животноводства и растениеводства не является однозначной, так как экологическая безопасность по многим своим характеристикам и параметрам определяется общим состоянием экологии среды, которая тесно связана с состоянием экологии региона, страны [93,102,195].

В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству продовольственного сырья и пищевых продуктов основную опасность в питании человека представляет содержание в продуктах питания загрязнителей химической и биологической природы, которые поступают из окружающей среды[43,73,82,115,117,331].

В зависимости от степени загрязнения окружающей среды, экотоксиканты могут приводить к экологическому напряжению или к экологическому кризису среды, в результате чего нарушается весь цикл производства экологически безопасной продукции. Начальным элементом этой цепи является техногенная деятельность человека, затем почва, которая аккумулирует в себе экотоксиканты. Далее они могут мигрировать в растения (корма), затем в организм животных и, в конечном итоге, накапливаться в продукции животноводст-ва[2,299,320].

Почвы являются одним из первых звеньев в биогеохимической пищевой цепи и начальным этапом миграции тяжелых металлов в системе: почва-растение-животное-продукт питания. Поэтому, при экологических исследованиях изучению способности почв инактиви-ровать поступающие в них подвижные формы тяжелых металлов и приемов и методов контроля потока токсикантов из почвы в растения уделяется особое внимание[182-187,109,161,262,289].

Сегодня применяют агротехнические приемы, направленные на снижение подвижности данных элементов (ТМ) в почве и, следовательно, на уменьшение их поступления в растения. К таким агрохимическим мероприятиям относят известкование, внесение органических удобрений, повышение емкости катионного обмена, которые способствуют формированию малорастворимых соединений ТМ. В результате чего снижается их подвижность и естественная миграция по профилю почвы и снижение содержания в продукции растениеводства , 149,277,468].

Следующим звеном в производстве экологически безопасной продукции животноводства является предотвращение перехода токсикантов из кормов в организм животных, и, следовательно, в продукцию животноводства. Определенную перспективу в этом аспекте имеет применение препаратов, которые обладают сорбционными, ионообменными и биологически активными свойствами. Они способствуют эвакуации металлов через ЖКТ, повышают иммунологическую сопротивляемость и биологическую защиту организма [414,432].

В профилактике неблагоприятного воздействия ТМ ведущая роль отводится использованию детоксицирующих препаратов. В последнее время участились публикации о применении различных де-токсикантов в сельском хозяйстве, с целью повышения экологической чистоты продукции[36,37,65-72,77,172]. Эта проблема требует дальнейшего и более детального изучения. Сегодня актуальна разработка новых препаратов как растительного, так и минерального происхождения, уменьшающих концентрацию тяжелых металлов в организме.

Научный и практический интерес представляют исследования по изучению влияния гуминовых веществ на организм и продуктив ность животных. Актуальность более глубокого изучения веществ гу-миновой природы базируется на анализе литературных данных, свидетельствующих о высоком потенциале действия гуминовых соединений связывать тяжелые металлы[12,99,104,129,169,220,312]. Влияние различных детоксикантов на остаточное содержание ТМ в организме цыплят-бройлеров остается пока малоизученным. Поэтому исследования в этой области являются актуальными.

В последние годы в России резко ухудшилась ситуация с качеством и безопасностью продовольственного сырья и пищевых продуктов. По данным Госсанэпиднадзора России до 10% проб исследованных пищевых продуктов содержали ТМ и половина из них - в дозах, превышающих предельно допустимые (ПДК)[17,28,115,282,324].

Таким образом, обоснование механизма детоксикации тяжёлых металлов в подсистеме «животное сырье - продукт питания» является актуальным. На наш взгляд, с одной стороны, необходимо изучать, как изменяется содержание ТМ в процессе термической обработки, с другой стороны, создавать рецептуры продуктов, понижающих усвоение данных элементов. Эта цель может быть достигнута путём добавления в рецептуры мясопродуктов веществ, обладающих деток-сицирующимисвойствами[32-34,54,74,85,236].

Для получения экологически безопасной продукции сельского хозяйства все звенья цепи должны контролироваться на наличие (уровень содержания) экотоксикантов с целью выработки адекватных мер по их элиминации или снижению степени их миграции по данной цепи, токсического воздействия на организм и содержание их в продукции, то есть с целью разработки индивидуальной технологии направленного воздействия на ликвидацию или блокирование действия экотоксиканта по цепи его миграции [60,175].

В связи с этим, для обеспечения химической безопасности продукции, производимой в АПК должна разрабатываться комплексная система наблюдений, оценки и прогноза антропогенных и техногенных воздействий, т.е. экологический мониторинг и методы детоксикации[60,175].

Объектом исследования является процесс и механизмы деток-сикации тяжелых металлов в системе почва-растение-животное-продукт питания человека. Предмет исследования:

Закономерности и взаимосвязи, отражающие процесс и механизм детоксикации тяжелых металлов в системе почва-растение-животное-продукт питания человека.

Цель исследований..- выявление закономерностей детоксикации тяжелых металлов (свинца и кадмия) в системе почва - растение - животное - продукт питания человека при различной антропогенной нагрузке.

Задачи исследований:

1. Изучить изменения концентрации подвижной формы тяжелых металлов в почве при разных уровнях ее загрязнения и различных дозах гуминового детоксиканта и рассчитать коэффициенты перехода тяжелых металлов из почвы в растения при разных уровнях ее загрязнения и дозах детоксиканта.

2. Выявить наиболее эффективный детоксикант для снижения содержания свинца в мясе птицы и установить его оптимальную концентрацию для получения экологически безопасной продукции. Исследовать влияние селеносодержащих препаратов на аккумуляцию тяжелых металлов в организме сельскохозяйственной птицы. Установить влияние пробиотиков (молочно-кислой добавки (МКД) и Кюссейн ЭМ АгроОбь) на усвоение организмом птицы свинца и кадмия.

3. Изучить гематологические показатели цыплят-бройлеров на фоне повышенного содержания тяжелых металлов в рационе и применения детоксикантов; селенсодержащих препаратов. Определить некоторые параметры метаболизма птицы (выявить наличие или отсутствие нарушений углеводного, белкового, минерального обмена) при введении пробиотиков и интоксикации тяжелыми металлами.

4. Выявить изменения концентрации ТМ в продукте при термической обработке мяса в зависимости от времени варки.

5. Установить способность природных полисахаридов как компонента продукта уменьшать аккумуляцию ТМ в организме лабораторных животных. Определить уровень фактического содержания ТМ в мясном сырье (цыплята-бройлеры) и продуктах переработки; исследовать гематологические и биохимические показатели опытных животных в ходе эксперимента.

6. Провести анализ используемых методов снижения концентрации ТМ в системе почва-растение-животное-продукт питания.

7. Оценить закономерности ограничения миграции ТМ в экологической цепи.

8. Обосновать механизмы процесса детоксикации ТМ в системе почва-растение-животное-продукт питания.

Научная новизна. Впервые разработана научно обоснованная система ограничения накопления ТМ в различных звеньях экологической цепи, важную роль в которой играют форма токсичного соединения и химическая структура детоксиканта.

Выявлены связи по переходу металлов из одного звена системы в другое. Сформированы новые представления о способах детоксикации ТМ в экологической цепи.

Определены наиболее эффективные методы детоксикации ТМ в экологической цепи.

Установлены закономерности процесса детоксикации ТМ в системе почва - растение - животное - продукт питания человека и объяснены механизмы процессов детоксикации ТМ.

На основании комплексных исследований показано, что препарат Рекультиватор (на основе гуминовых кислот) обладает детокси-цирующей способностью по отношению к свинцу и кадмию в агробио-ценозе.

Впервые проведено комплексное исследование изменения концентрации свинца и кадмия в мышечной и костной ткани на фоне интоксикации ТМ при применении различных детоксикантов: гуминовых кислот и их солей, селеновых препаратов, пробиотиков, полисахаридов растительного происхождения.

Получены новые данные о зависимости изменения концентрации тяжёлых металлов в ходе термической обработки мяса птицы от времени варки.

Предложена классификация детоксикантов ТМ в системе почва - растение (корм) - животное, схема процесса детоксикации ТМ в изучаемой системе.

На основе собственных экспериментальных исследований сформулированы научные принципы и разработана концепция детоксикации антропогенных загрязнителей (ТМ) в системе почва - растение - животное - продукт питания человека, способствующие производству экологичных продуктов питания.

Новизна технических решений подтверждена 2 патентами на изобретение.

Практическая значимость работы. Научно обоснованы способы детоксикации ТМ в системе почва - растение - животное - продукт питания.

Разработаны количественные оценки процесса детоксикации ТМ в системе почва - растение (корм) - животное - продукт питания человека.

Выявлены наиболее перспективные детоксиканты - гумадапт и активированный уголь с сульфатом магния, снижающие содержание свинца в мышечной ткани цыплят-бройлеров на 40,6 - 76,8%. Для получения экологически безопасной продукции птицеводства в рацион необходимо включать гуминовый препарат гумадапт в количестве 50 мг/кг живой массы птицы. Установлено, что селенсодержащие препараты и пробиотики могут использоваться как детоксиканты ТМ в птицеводстве.

Разработанная классификация детоксикантов ТМ и механизмы процесса детоксикации позволяют прогнозировать эффективность детоксиканта по его химической структуре.

Результаты исследований создают возможность для прогноза изменения концентрации ТМ в экологической цепи и позволяют разработать технологии получения экологически безопасных продуктов питания.

Материалы диссертации используются в учебном процессе высших учебных заведений при подготовке специалистов: зооинже-неров, ветеринарных врачей, агрономов, агроэкологов, технологов по производству пищевых продуктов (разработано учебное пособие с грифом УМО «Основы экологической химии»). Разработаны методические рекомендации по использованию детоксикантов. Защищаемые положения:

1. Дозы детоксиканта уменьшают подвижность ТМ в почвах и их концентрацию в кормовых культурах.

Гуминовые препараты, селенсодержащие соединения и пробиотики уменьшают аккумуляцию и токсическое действие свинца и кад мия в организме птицы, что является физиолого-биохимическим обоснованием их использования в качестве детоксикантов ТМ.

3. Природные полисахариды (альгинат натрия, пектин, каррагинан) в составе продуктов переработки мяса птицы уменьшают содержание ТМ в организме, поэтому рекомендуется их использование для получения экологически безопасных продуктов питания.

4. Классификация детоксикантов ТМ в экологической цепи должна учитывать их происхождение, что позволяет оценить их химическую природу и потенциальную эффективность.

5. На основании знания химических свойств ТМ и детоксиканта можно прогнозировать ограничение накопления токсикоэлементов в системе почва - растение - животное - продукт питания.

Апробация работы. Основные положения и материалы исследований доложены и обсуждены на 2-й научно-практической конференции факультета ветеринарной медицины (НГАУ, 1999); на научно-практической конференции с международным участием «Природные минералы на службе здоровья человека» (Новосибирск, 1999,2001); 3-ей Южно-Сибирской региональной научной конференции «Экология Южной Сибири» (Абакан, 1999); на научно-практической конференции молодых ученых «Обеспечение ветеринарного благополучия животных с учетом технологии животноводства» (Барнаул, 2000); на 1-3 международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы -биофилы в окружающей среде» (Семипалатинск, 2000, 2002, 2004); на научной конференции «Сибирская аграрная наука III тысячелетия» (Новосибирск,2000); на научно-практической конференции «Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий» (Томск, 2000); на 1-4 международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество.» ( Новосибирск, 2001, 2002, 2003, 2004); на научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в 21 веке» (С- Петербург,2001); «Современные проблемы ветеринарной диетологии и нутрициологии» (С-Петербург,2001); научно-практической конференции «Внедрение ресурсосберегающих технологий в сельскохозяйственном производстве» (Новокузнецк,2001,2002); на международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность на рубеже веков» (Алматы,2001); 1 международной научной конференции «Селекция, ветеринарная генетика и экология» (Новоси- бирск,2001); на 3, 5 Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение АПК Сибири, Монголии, Казахстана» (Новосибирск, 2000,2002); международной научно-практической конференции «Высокоэффективные технологии нового поколения в производстве экологически безопасных продуктов питания и биопрепаратов для населения» (Новосибирск,2002); на международной научно- практической конференции «Перспективы производства продуктов питания нового поколения» (Омск,2003); 4-й российской биогеохимической школе «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы» (Москва,2003); на 2 Российской научно- практической конференции «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создания функциональных продуктов» (Москва,2003); на 7-ом Всероссийском конгрессе «Здоровое питание населения России» (Москва,2003); 4 и 5-й Международной научно-технической конференции «Пи- ща.Экология.Человек.» (Москва, 2001, 2003); на международной конференции «Биоэлементы» (Оренбург,2004); Ученых советах ГНУ СибНИПТИП (2000-2004).

По теме диссертации опубликовано 63 печатные работы, в том числе 2 патента на способ выведения свинца, учебное пособие с грифом УМО, монография.

Личный вклад автора. Представленная работа является обобщением научных исследований, проведённых автором лично, а также в качестве научного руководителя, соруководителя и ответственного исполнителя в период с 1998 по 2004 гг. Автор лично принимал участие в постановке задач исследований, руководстве и проведении этих работ, обработке, систематизации экспериментальных данных, анализе и интерпретации полученных результатов.

Диссертация изложена на 3 листах машинописного текста, содержит 71 таблицу, 41 рисунок и приложение. Список литературы включает 606 наименований, в том числе 138 на иностранных языках. Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту доктору биологических наук, профессору К.Я. Мотовилову и коллективу ГНУ СибНИПТИП, сотрудникам отдела экологии, аспирантам за помощь в выполнении работы. Особую благодарность кандидату биологических наук Сысо А.И. (ИПА СО РАН), кандидату биологических наук Бочкаревой И.И. (ЦГСЭН в НСО), кандидату технических наук Инербаевой А.Т., аспиранту Смолякову А.В. (ГНУ СибНИПТИП) за неоценимый вклад в реализацию данных исследований.

Подобные работы
Ткаченко Ольга Анатольевна
Влияние различных видов вермикомпоста на поведение цезия-137 и тяжелых металлов в системе почва-растение
Спринчак Дмитрий Викторович
Детоксикация тяжелых металлов (свинца и кадмия) в системе "почва - растение - животное"
Шаранова Екатерина Вячеславовна
Экологические аспекты трансформации соединений тяжелых металлов (меди и свинца) в системе почва-растение
Дьяконова Ольга Владимировна
Тяжелые металлы и минеральные формы азота в системе почва-растение
Коренькова Екатерина Анатольевна
Экологическая оценка роли продуктов техногенеза в системе почва-растение
Крохалева Светлана Ивановна
Содержание нитратов в растительных продуктах питания и нитратная нагрузка на организм человека в г. Биробиджане
Масленникова Антонина Ивановна
Миграция тяжелых металлов в системе "почва - корм - продукция (молоко)" в условиях Средне-Волжского региона
Панова Елена Владимировна
Особенности поступления тяжелых металлов и микроэлементов в систему "почвы-сельскохозяйственная продукция-человек" по природно-почвенным зонам Алтайского края
Кайрамбаев Самат Капашевич
Миграция радионуклидов в системе "почва - растение" на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона
Замана Светлана Павловна
Эколого-биогеохимические принципы оценки и коррекции элементного состава системы почва - растения - животные

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net