Решение о регистрации выдано: Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. ЭЛ № ФС 77 - 68501, от 27 января 2017.
Live and bio-abiotic systems
ISSN 2308-9709 (Online)
Научное электронное периодическое издание
Южного федерального университета

Аккумуляция токсикантов в организме пчел и мёде в условиях экологически кризисных районов Республики Татарстан

УДК:
DOI: 10.18522/2308-9709-2014-8-1
27
Статья посвящена изучению загрязнения медоносных пчел и мёда токсикантами в районах нефтедобычи Республики Татарстан. Приводятся результаты накопления ряда токсикантов в организме пчел и мёде.

Ключевые слова: медоносная пчела, мёд, пчеловодство, железо, свинец, кадмий, никель, медь, цинк, токсиканты.

The accumulation of toxicants in the body of bees and honey in the conditions of ecologically crisis areas of the Republic of Tatarstan The article is devoted to the study of contamination of honey bees and honey toxicants in oil-producing regions of the Republic of Tatarstan. The results of the accumulation of a number of toxicants in the body of bees and honey.

Keywords: honey bee, honey, beekeeping, iron, lead, cadmium, nickel, copper, zinc, toxicants.

Введение

Пчеловодство — одна из отраслей сельского хозяйства. Уровень развития пчеловодства влияет на урожайность энтомофильных культур, сохранение естественных биоценозов на планете.

По данным В. И. Лебедева, Л. В. Прокофьевой в 26 регионах РФ пчелиных семей сократилось на 25 тысяч семей (33 %). В Воронежской области их численность сократилась почти на 7 тысяч (9 %), в Краснодарском крае — на 14 тысяч (9 %), в Республике Башкортостан потеряно около 5 тысяч (2 %) [8].

Феномен исчезновения пчел отмечен не только в России, но и в Бразилии, США, Испании, Франции и других странах. Исследователи данного явления предполагают, что первопричиной является клещ варроа. Он может быть переносчиком ряда заболеваний, в том числе и вирусных, таких как вирус деформации крыла, вирус острого паралича, вирус медленного паралича и др. [3]. Микозные болезни также приводят к ослаблению пчелиных семей на пасеках, снижению способности пчел к медосбору и опылению, и гибели пчелосемей [2, 4, 5, 13].

В современных условиях техногенеза антропогенная деятельность вносит большой вклад в изменение среды обитания медоносных пчел. Поллютанты в больших количествах проникают в объекты трофической цепи. Аккумулируясь в организме медоносных пчел, токсиканты могут образовывать токсичные метаболиты и вызывать развитие болезней [1, 5, 6, 7, 12].

В связи с этим возникает необходимость провести оценку загрязнения токсикантами организма медоносных пчел и продуктах пчеловодства (мёд).

Цель исследования

Цель работы — изучить аккумуляцию токсикантов в системе «пчела-мёд».

Материалы и методы

Для достижения намеченной цели в течение четырех лет (2010—2013 гг.) осуществляли сбор образцов мёда и пчел на 24-х пасеках Республики Татарстан (РТ). Были выбраны по 3 точки в Альметьевском (1), Азнаевском (2), Бугульминском (3), Заинском (4), Лениногорском (5), Новошешминском (6), Черемшанском (7) районах, расположенных в юго-восточной части РТ (Бугульминская возвышенность), где развиты сельское хозяйство, нефтедобывающая промышленность, теплоэнергетический комплекс, машиностроение. Пасеки расположены вдали от крупных промышленных центров на расстоянии 30—45 км, но в непосредственной близости от автодорог с интенсивным движением (на расстоянии 4 км и менее).

Три точки отбора проб, расположенных в Верхнеуслонском районе (8) на расстоянии более 5 км от автодорог были выбраны в качестве контроля. Данный район характеризовался низкой интенсивностью техногенеза. Верхнеуслонский район расположен на западе РТ (северо-восточная часть Приволжской возвышенности). Условия содержания пасек и технология производства пчелопродуктов на всех пасеках идентичны.

Образцы живых пчел отбирались в период с мая до конца августа. Живые пчелы стряхивались с рамки, вынутой из улья, в большие полиэтиленовые пакеты. Отбор проб сотового мёда осуществляли с каждой пятой рамки. В верхней части рамки вырезали кусок сота с мёдом размером 5×5 см, мёд отделяли фильтрованием через марлю. Для анализа мёд хранили в плотно закрытых стеклянных баночках при температуре +5° С. Для пробоподготовки готовили навески трупов пчел по 0,5 г, для мёда — 10 г. Каждую навеску помещали во фторопластовые цилиндры, добавляли 10 мл концентрированной азотной кислоты.

Готовую реакционную смесь помещали в микроволновую печь — минерализатор MARS 5 и осуществляли разложение проб. По завершении программы разложения и охлаждения, полученный раствор фильтровали через фильтр «синяя лента» в мерную колбу на 100 см3. Затем бидистилированной водой доводили раствор до метки. Коэффициент разбавления образцов равен 5. Анализ проводили с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.

Результаты и обсуждение

Результаты исследований показали, что содержание токсикантов в организме пчел (таблица 1) имели более высокие показатели, чем в мёде (таблица 2). Данные таблицы 1 показывают, что концентрации токсичных элементов в теле пчел по сравнению с контрольным вариантом оставались высокими во всех исследованных районах РТ.

Таблица 1 — Содержание поллютантов в пробах пчел в районах РТ, мг/кг (1 — Альметьевский, 2 — Азнакаевский, 3 — Бугульминский, 4 — Заинский, 5 — Лениногорский, 6 — Новошешминский, 7 — Черемшанский, 8 — Верхнеуслонский районы)

№ района

Fe

Cd

Cu

Ni

Pb

Zn

1

1039,02±39,08**

1,85±0,03**

24,93±0,35**

3,36±1,82

14,70±1,21**

129,74±25,9**

2

880,04 ±46,29

1,83±0,03**

7,37±0,83*

7,77±0,64**

14,45±0,89**

63,01±9,11**

3

965,05 ±55,77

1,63±0,19**

12,23±5,86

5,69±2,55

10,77±1,08**

131,69 ±6,5**

4

1239,70 ±126,75*

1,62 ±0,10**

8,89±1,58*

0,84±0,00

8,27±1,59

94,68±56,55

5

851,36 ±44,21

1,52±0,03**

5,53±0,92

1,01±0,07

12,74±1,75*

87,32±35,8

6

994,74, ±38,74

0,91±0,16

5,17±0,53

0,78±0,06

9,37±3,02

63,63±13,26*

7

902,17 ±30,50

0,43±0,03

7,74±0,46*

0,90±0,06

9,48±1,33*

57,00±9,81**

8

840,76±10,69

0,50±0,17

2,40±1,40

0,59±0,20

4,94±0,54

9,21±0,10

Примечание: *р<0,05, **р<0,01, ПДК вредных веществ для организма пчел не разработаны

Так, содержание железа возрастало в пробах семи районов относительно контроля (р>0,05) и статистически значимо в 1,2 раза (р<0,01) в пробах первого района и 1,5 раза (р<0,05) в пробах четвертого района. Наибольшие значения кадмия в организме пчел также выявлены в образцах первого (1,85±0,03 мг/кг), второго (1,83±0,03 мг/кг), третьего (1,63±0,19 мг/кг) и четвертого (1,62±0,1 мг/кг) районов, что в 3,2—3,6 раза выше контрольных значений (р<0,01).

Содержание меди (24,93±0,35 мг/кг) статистически значимо увеличивалось в образцах пчел первого района (р<0,01). В пробах пчел второго (7,37±0,83 мг/кг), четвертого (8,89±1,58 мг/кг), седьмого (7,74±0,46 мг/кг) районов зарегистрированы высокие показатели меди, превышающие контрольные значения в 4—5 раз (р<0,05). Содержание цинка возрастало в пробах первого, второго, третьего, седьмого (р<0,01), шестого (р<0,05) районов. Аккумуляция значительных концентраций меди и цинка в образцах пчел исследуемых районов, вероятно связана с необходимостью данных биогенных элементов для нормальной жизнедеятельности пчел [11, 14].

Высокие значения свинца отмечены в пробах пчел первого — 14,70±1,21 мг/кг, второго — 14,45±0,89 мг/кг, третьего — 10,77±1,08 мг/кг (р<0,01) и пятого — 12,74±1,75 мг/кг, седьмого — 9,48±1,33 мг/кг (р<0,05) районов, в которых его доля в 2,7—3 раза больше, чем в контроле (4,94±0,54 мг/кг). Концентрация никеля статистически значимо увеличивалась в пробах пчел второго (7,77±0,64 мг/кг) района (р<0,01), в которых его доля в 13 раз больше, чем в контроле (0,59±0,20 мг/кг). Накопление организмом пчел больших концентраций свинца может быть связано с наличием в воздухе его изотопов, образующихся при распаде радона, выходящего с поверхности земли [9], с выхлопными газами, стиранием автомобильных шин [14]. Различия в концентрациях токсикантов, обнаруженных в организме пчел во всех районах исследования, прежде всего, связаны с местами сосредоточения пасек вблизи от автотрасс, состоянием окружающей среды, состоянием пчелосемей, а также с особенностями миграции токсикантов в системе «почва-растение-пыльца-пчелы-мёд» [10].

Значительное увеличение токсикантов в организме пчел по сравнению с мёдом, свидетельствует о том, что пчелы участвуют в фильтрации мёда, тем самым очищая его от токсикантов и защищая расплод от негативных экологических условий. Анализ таблицы 2, показал, что содержание токсикантов в пробах мёда зависит от района и сбора.

Таблица 2 — Содержание поллютантов в пробах меда в районах РТ, мг/кг (1 — Альметьевский, 2 — Азнакаевский, 3 — Бугульминский, 4 — Заинский, 5 — Лениногорский, 6 — Новошешминский, 7 — Черемшанский, 8 — Верхнеуслонский районы)

№ района

Fe

Cd

Cu

Ni

Pb

Zn

1

13,54±1,39*

0,05±0,00

1,47±0,17**

2,59±1,21

1,27±0,03**

12,43±0,56**

2

11,76±1,96

0,01±0,01

1,43±0,15**

1,40±0,10*

0,77±0,029*

6,75±1,10*

3

10,91±1,51

0,01±0,01

1,21±0,51

2,77±1,25

1,13±0,12**

4,99±0,06**

4

5,48±0,50

0,01±0,01

1,27±0,03**

1,74±1,08

0,59±0,04*

9,25±2,10*

5

5,58±0,72

0,02±0,01

1,33±0,03**

0,95±0,31

0,41±0,23*

7,10±1,68*

6

8,16±0,72

0,02±0,01

0,71±0,30

0,27±0,04

0,20±0,10**

6,60±0,90**

7

7,23±1,46

0,02±0,01

0,43±0,08*

0,67±0,36

0,15±0,14

4,30±0,90

8

6,95±0,74

0,001±0,00

0,11±0,05

0,56±0,28

0,12±0,11

2,36±0,03

ПДК

не

разработана

0,05??

15?

не

разработана

1,0??

30?

Примечание: *р<0,05, **р<0,01, ПДК по СанПин — 42-123-4089-86, ПДК по СанПин — 2.3.2.1078–01

Так, высокие показатели содержания загрязнителей в мёде, относительно контроля зарегистрированы в первом, втором, третьем, четвертом и пятом районах.

Однако, превышение ПДК СанПин — 2.3.2.1078–01 по свинцу отмечено в пробах мёда первого (1,27±0,03 мг/кг) и третьего (1,13±0,12 мг/кг) района (р<0,01). Кроме того, отмечено превышение ПДК кадмия в образце мёда первого района (0,05±0,003 мг/кг). Высокие значения свинца и кадмия в пробах мёда данных районов, вероятно связано с достаточно близким сосредоточением пасек с асфальтированными дорогами (расстояние менее 2 км), дорогами, ведущим к местам нефтедобычи и буровым площадкам (расстояние менее 1 км), снижением фильтрационных способностей пчел. Однако в мёде с территорий других районов содержание токсикантов не превысило допустимых пределов, очевидно, это связано с большей удаленностью пасек от автодорог, дорог ведущих к нефтяным объектам, аккумуляцией в теле пчел.

Таким образом, в указанных районах Республики Татарстан в результате техногенного воздействия отмечается высокие концентрации токсикантов в теле пчел и мёде. В образцах мёда двух районов (Альметьевский и Бугульминский) отмечено превышение ПДК свинца и кадмия, что вызывает необходимость в данных районах разработки и внедрения новых технологий разведения пчел и получения экологически чистых продуктов пчеловодства. В связи с этим нами предлагаются меры по снижению миграции токсикантов из внешней окружающей среды в продукты пчеловодства:

  1. Контролировать содержание тяжелых металлов в продуктах пчеловодства.
  2. Для расположения пасек и медоносных ресурсов целесообразно выбирать наименее загрязненные участки и учитывать близость участков к источникам загрязнения (расстояние от автодорог и не менее 5 км).
  3. Разработать и внедрить эффективные экологически чистые лекарственные препараты для лечения пчел.

Выводы

Проведенные исследования свидетельствуют о высокой степени загрязнения мёда в двух районах РТ. Однако, для конечных результатов, характеризующих экологическую ситуацию в РТ, необходимы дополнительные исследования с учетом других территориальных структур республики, а также других групп экотоксикантов, определяющих особенности их поведения в системе «почва-медоносные растения-пчелы-мёд».

Литература

  1. Аккумуляция тяжелых металлов в теле пчел / Е. К. Еськов, Г. С. Ярошевич, М. Д. Еськова и др. // Пчеловодство. — 2008. — № 2. — C. 14—16.
  2. Аликин, Ю. С. и другие. Благополучие пчел в современных условиях / Ю. С. Аликин, А. З. Афиногенов, Ю. М. Батуев // Пчеловодство. — 2009. — № 3. — С. 24
  3. Богомолов, К. В., Яранкин, В. В. Коллапс пчелиных семей. Болезни пчел. Рязань. — 2011. — 96 с.
  4. Гнездин, А. П., Акчурин, М. М., Бахтиярова, С. М. Пчелы биоиндикаторы окружающей среды // «Пчеловодный вестник». — 2005. — № 9. — С. 5.
  5. Гробов, О. Ф., Смирнов А. М., Попов Е. Т. Болезни и вредители медоносных пчел. — М.: Агропромиздат, 1987. — 335 с.
  6. Кашина, Г. В. Эколого-токсикологические основы системы защиты медоносных пчел от болезней и вредителей: дис… док. биол. наук: 03.00.16 / Кашина Галина Васильевна. — Красноярск, 2009. — 499 с.
  7. Коркина, В. И. Пыльцевая обножка медоносных пчел как индикатор в апимониторинге загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами: дис. … канд. биол. наук: 03.00.16 / Коркина Валентина Игоревна. — Новосибирск, 2009. — 157 с.
  8. Лебедев, В. И., Прокофьева, Л. В. Росстат о состоянии пчеловодства / В. И. Лебедев, Л. В. Прокофьева // Пчеловодство. — 2012. — № 5, С.3—5.
  9. Новоселов Г. Н. Объемная активность радона и его дочерних продуктов распада в атмосферных осадках. — URL: http://asf.ural.ru/VNKSF/tezis_v6/15/9.html
  10. Назарова, Н. П., Мукминов, М. Н. Факторы, влияющие на интенсивность эпизоотического процесса при микозах пчел / Н. П. Назарова, М. Н. Мукминов // Материалы второй всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные достижения ветеринарной медицины и биологии — в сельскохозяйственное производство» — Уфа: Башкирский ГАУ, 2014, С. 305—309.
  11. Осинцева, Л. А. В. И. Накопление тяжелых металлов в продуктах пчеловодства / Л. А. Осинцева, К. Я. Мотовилов, В. И. Коркина // Сельскохозяйственная биология, 2010. — № 2. — С. 88—90.
  12. Пашаян, С. А. Свойства миграции тяжелых металлов / С. А. Пашаян // Пчеловодство. — 2006. — № 9. — С.12—13.
  13. Попов, А. А. Проблемы экологии и патологии медоносных пчел в Республике Татарстан / А. А. Попов, М. Н. Мукминов, И. В. Курбанов, Т. М. Салимов // Филология и культура. — 2005. № 4. — С. 182—187.
  14. Скребнева, Л. А. Особенности аккумуляции тяжелых металлов в медоносных пчелах различных временных генераций / Л. А. Скребнева, Ф. С. Билалов, М. Н. Мукминов и др. // Ученые записки казанского университета, 2012. — том 154. — С. 133—145.

Literature

  1. Akkumulyaciya tyazhelyx metallov v tele pchel / E. K. Es’kov, G. S. Yaroshevich, M. D. Es’kova i dr. // Pchelovodstvo. — 2008. — № 2. — C. 14—16.
  2. Alikin, Yu. S. i drugie. Blagopoluchie pchel v sovremennyx usloviyax / Yu. S. Alikin, A. Z. Afinogenov, Yu. M. Batuev // Pchelovodstvo. — 2009. — № 3. — S. 24
  3. Bogomolov, K. М. , Yarankin, М. V. Kollaps pchelinyx semej. Bolezni pchel. Ryazan'. — 2011. — 96 s.
  4. Gnezdin, A. P., Akchurin, M. M., Baxtiyarova, S. M. Pchely bioindikatory okruzhayushhej sredy // «Pchelovodnyj vestnik». — 2005. — № 9. — S. 5.
  5. Grobov, O. F., Smirnov A. M., Popov E. T. Bolezni i vrediteli medonosnyx pchel. — M.: Agropromizdat, 1987. — 335 s.
  6. Kashina, G. V. E’kologo-toksikologicheskie osnovy sistemy zashhity medonosnyx pchel ot boleznej i vreditelej: dis… dok. biol. nauk: 03.00.16 / Kashina Galina Vasil’evna. — Krasnoyarsk, 2009. — 499 s.
  7. Korkina, V. I. Pyl’cevaya obnozhka medonosnyx pchel kak indikator v apimonitoringe zagryazneniya okruzhayushhej sredy tyazhelymi metallami: dis. … kand. biol. nauk:03.00.16 / Korkina Valentina Igorevna. — Novosibirsk, 2009. — 157 s.
  8. Lebedev, V. I., Prokof’eva, L. V. Rosstat o sostoyanii pchelovodstva / V. I. Lebedev, L. V. Prokof’eva // Pchelovodstvo. — 2012. — № 5, S. 3—5.
  9. Novoselov G. N. Ob"emnaya aktivnost' radona i ego dochernix produktov raspada v atmosfernyx osadkax. — URL: http://asf.ural.ru/VNKSF/tezis_v6/15/9.html
  10. Nazarova, N. P., Mukminov, M. N. Faktory, vliyayushhie na intensivnost' e’pizooticheskogo processa pri mikozax pchel / N. P. Nazarova, M. N. Mukminov // Materialy vtoroj vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem «Sovremennye dostizheniya veterinarnoj mediciny i biologii — v sel’skoxozyajstvennoe proizvodstvo» — Ufa: Bashkirskij GAU, 2014, S. 305—309.
  11. Osinceva, L. A. V. I. Nakoplenie tyazhelyx metallov v produktax pchelovodstva / L. A. Osinceva, K. Ya. Motovilov, V. I. Korkina // Sel’skoxozyajstvennaya biologiya, 2010. — № 2. — S. 88—90.
  12. Pashayan, S. A. Svojstva migracii tyazhelyx metallov / S A. Pashayan // Pchelovodstvo. — 2006. — № 9. — S. 12—13.
  13. Popov, A. A. Problemy e’kologii i patologii medonosnyx pchel v Respublike Tatarstan / A. A. Popov, M. N. Mukminov, I. V. Kurbanov, T. M. Salimov // Filologiya i kul’tura. — 2005. № 4. — S. 182—187.
  14. Skrebneva, L. A. Osobennosti akkumulyacii tyazhelyx metallov v medonosnyx pchelax razlichnyx vremennyx generacij / L. A. Skrebneva, F. S. Bilalov, M. N. Mukminov i dr. // Uchenye zapiski kazanskogo universiteta, 2012. — tom 154. — S. 133—145.