Загрязнение продуктов пчеловодства тяжелыми металлами в Удмуртии

Проблемы производства качественных и безопасных пищевых продуктов и продовольственного сырья в настоящее время достаточно актуальны и широко обсуждаются во всем мире. Известно, что с продуктами питания в организм человека поступает 40 - 50 % вредных веществ, с водой - 20 - 40 %. Они накапливаются в органах и тканях человека, изменяют процессы их жизнедеятельности, вызывают различные отравления, заболевания и даже смерть.

Сельское хозяйство развивалось согласно спросу на продукцию, естественно в рамках биоклиматических условий, и решало какие угодно задачи, но только не экологические. Об экологии начали заботиться только в самое последнее время. Происходило и происходит снижение жизнепригодности среды не только для Homo sapiens, но и для других живых существ, в том числе и для опылителей на энтомофильных растениях. Среди опылителей, как известно, основное место занимают медоносные пчелы.

Проблемам пчеловодства в настоящее время уделяется мало внимания. Пасеки размещаются без учета экологической чистоты местности, нередко вблизи дорог, в промышленных зонах и т.д. Получаемый мёд в ветеринарных лабораториях проверяется в основном на водность и сахарозу. Наличие тяжелых металлов, пестицидов и других загрязняющих веществ обычно не определяют. А как раз они-то и могут вызывать заболевания как самих пчел, так и людей, употребляющих продукты пчеловодства.

Поскольку до настоящего момента исследования наличия загрязняющих веществ, в том числе тяжелых металлов, в пчелах и продуктах пчеловодства, в Удмуртской Республике не проводились, целью нашей работы стало определение содержания тяжелых металлов в почвах, медоносных растениях, пчелах и продуктах пчеловодства. Большую часть проб составляли почва, медоносные растения, пчелы и мед; меньшую - воск и прополис.

За три года собраны и обработаны около 500 проб: пчелы, медоносные растения (мать-и-мачеха, одуванчик, липа, клевер красный и гибридный, репей, донник лекарственный и др.), воск, прополис и мёд. Обследовано 20 районов Удмуртии (49 точек), в основном районы южной и пригородной зон (рис. 5). В пробах определялось содержание 4 элементов: цинка, железа, марганца и меди.

Содержание тяжелых металлов в пчелах. Микроэлементы, являясь составной частью тела живого организма, участвуют в процессах обмена веществ. Поэтому трудно переоценить значение их для нормального функционирования организма насекомых. Отклонение микроэлементов в организме от нормы приводит к патологическим явлениям - нарушается нормальный рост и развитие организма, тканевый обмен, процессы кроветворения, ухудшается здоровье и продуктивность животных. Недостаточное их поступление может привести к нарушению физиологических процессов и даже к гибели.

Тело насекомых богато многими микроэлементами. Присутствие в жировом теле насекомых бактерий и грибов обеспечивает выработку ферментов как катализаторов при метаболизме. На жизнедеятельность медоносной пчелы воияют химические элементы азот, углерод в разных соединениях, белки, жиры и жироподобные вещества (липиды), железо, медь, кобальт, марганец и многие другие микро- и макроэлементы.

Все, что требуется организму пчелы, есть в меде и перге. Потребность в минеральных веществах, кроме того, удовлетворяется пчелами за счет приноса в улей воды.

Анализ показывает, что среднее содержание тяжелых металлов в пчелах находится в норме, за исключением д. Большая Можга Вавожского района, что объясняется наличием асфальтового завода вблизи данного пункта. Превышают предельно допустимую концентрацию железа пчелы п. Волковский Боткинского района, а цинка - д. Сундуково Малопургинского района и Глазовском районе. Наибольшее содержание - железо (рис. 1.).

Соотношение металлов в теле пчел

Рис.1. Процентное соотношение металлов в теле пчел (1 - железо, 2 - цинк, 3 - марганец, 4 - медь)

Содержание тяжелых металлов в меде. Известно, что в природе нет абсолютно чистых продуктов питания, поэтому устанавливаются допустимые уровни содержания в них различных групп веществ, в том числе тяжелых металлов (ТМ). Сравнение полученных результатов с "Предельно допустимыми концентрациями на мед" (ПДК) и средние данные химического состава меда показали, что массовые концентрации токсических примесей (медь, цинк, железо, марганец) в проанализированных нами пробах ниже ПДК, соответствуют нормам и не угрожают здоровью человека (рис.2). Это объясняется тем, что рабочие пчелы являются биофильтрами; перерабатывают нектар, очищают его от загрязняющих веществ, аккумулируют их в себе Однако, накапливаясь в организме пчел, эти токсические вещества приводят к сокращению продолжительности жизни пчел и к их быстрому изнашиванию.

В медах республики содержание ТМ в норме, поэтому мед можно использовать в пищу, а также в профилактических и лечебных целях, без ограничения. Исключением являются меды д. Весьякар Глазовского района (содержание цинка превышает норму - 12,2 мг/кг). Возможно, это связано с тем, что при откачке меда использовалась оцинкованная медогонка или мед хранился в оцинкованной посуде (возможны и другие причины). Это установлено нами в Сарапульском районе, где для откачки меда использовались оцинкованная и из нержавеющей стати медогонки (см. табл.).

Содержание цинка при откачке меда в разных типах медогонок

Таблица

Время

Медогонка

оцинкован
ная

из нержавеющей стали

Содержание Zn, мк/кг

через 2 часа

о,з

следы

через 5 часов

1,2

следы

через сутки

2,05

следы


Содержание тяжелых металлов в меде

Рис. 2. Процентное содержание тяжелых металлов в меде (1 - железо, 2 - цинк, 3 - марганец, 4 - медь)

Содержание тяжелых металлов в воске. Воск является вторым по значению продуктом пчеловодства. Он вырабатывается восковыми железами рабочих пчел и, выделяясь через мельчайшее отверстие восковых зеркалец наружу, затвердевает в виде прозрачных белых пластинок.

Свежеотстроенные соты имеют белый с кремовым оттенком цвет и содержат почти 100 % воска. В более старых, желтых сотах - около 75 % воска, а в коричневых - до 60 % (Шеметков, Шапиро, Данусевич, 1987). Первая попытка анализа пчелиного воска была предпринята в 1814 г.

С химической точки зрения воск близок к растительным и животным жирам. Пчелиный воск относится к сложным веществам, представляя собой смесь из более 300 веществ. В его состав входят: до 75 % сложных эфиров, 13-15 % свободных жирных кислот, 12-15 % предельных углеводородов, каротиноиды (12,8 мг в 100 г воска, по данным Шкендерова, 1985), минеральные вещества (Филиппов, 1991), небольшое количество воды - 0,1-2,5%.

В различных образцах, по данным М.Ф. Шеметкова, Д.К. Шапиро (1987), в воске найдены витамин А, ароматические и красящие вещества. Постоянно обнаруживаются и многочисленные примеси: пыльца растений, прополис, части коконов, экскременты личинок, смолы и др. Обычно, много посторонних примесей содержит воск старых сотов (Шкендеров, Иванов. 1985).

Данные ПДК были взяты по пищевым продуктам, т. к. химический состав воска и растительных жиров схож. Содержание ТМ в воске в норме (рис.З), за исключением с. Ягул Завьяловского района и д. Пужьегурт Шарканского района, т. к. для исследований были взяты очень старые соты.

Содержание металлов в воске

Рис. 3. Процентное содержание металлов в воске (1 - железо, 2 - цинк, 3 - марганец, 4 - медь)

Содержание тяжелых металлов в прополисе. По мнению американского пчеловода А.И. Рута и его сотрудников (1959), термин прополис - греческого происхождения (про - перед, впереди, полис - город, крепость). Кивалкина В. (1964) считает, что термин произошел от слова "прополисо", что в греческом и латинском языках означает "заделывать", "замазывать", "заглаживать". Прополис, или пчелиный клей, - один из интереснейших продуктов жизнедеятельности пчелы, получаемый в результате переработки пчелой распустившихся почек деревьев, преимущественно березы, тополя, ольхи и ивы. Основные компоненты прополиса: смолы - 50-55 %, эфирные масла - 8-10 %, воск - 30 %, цветочная пыльца - 5-11 %, а также микроэлементы и витамины (Шеметков, 1983). Кюстенмахер (1911) установил наличие в прополисе коричной кислоты и коричного спирта (Шкендеров.1985).

В настоящее время установлено, что в состав прополиса входит более 50 веществ. Химический состав прополиса окончательно не определен, т.к. в значительной степени зависит от места его сбора.

Кардаковым В.П., Потехиной Л.Е., Белоусовой А.В. (1980) обнаружены в прополисе все макро- и олигобиогенные элементы. Из восьми микроэлементов обнаружены: марганец, кобальт, медь, молибден, цинк, фтор. Бром и йод не найдены. Поправко С.А (1989) установил, что многие компоненты прополиса содержатся и в смолистых веществах почек березы и тополя.

Качество прополиса сильно варьируется в зависимости от условий размещения пасеки и источников ее загрязнения. В связи с тем, что нет нормативов ПДК на прополис, оценка степени его загрязнения тяжелыми металлами затруднена (рис.4).

Содержание ТМ в прополисе

Рис. 4. Процентное содержание ТМ в прополисе (1 - железо, 2 - цинк, 3 - марганец, 4 - медь)

Содержание тяжелых металлов в прополисе. По мнению американского пчеловода А.И. Рута и его сотрудников (1959), термин прополис - греческого происхождения (про - перед, впереди, полис - город, крепость). Кивалкина В. (1964) считает, что термин произошел от слова "прополисо", что в греческом и латинском языках означает "заделывать", "замазывать"

Итак, железа, цинка, марганца и меди больше всего накапливается в тканях пчел, в меньшей степени - в продуктах пчеловодства. Это соответствует данным исследователей из других регионов. Содержание ТМ в почве и медоносных растениях соответствует данным М.Ф. Кузнецова.

Сравнительный анализ содержания ТМ в системе: почва - медоносные растения - пчелы - продукты пчеловодства показал, что степень аккумуляции перечисленных металлов неодинакова. Изучаемые компоненты этой системы как в пригородных, так и в сельскохозяйственных районах по степени уменьшения содержания в них ТМ располагаются в следующей последовательности: почва > медоносные растения > пчелы > прополис > воск > мед.

Таким образом, полученные нами результаты позволили определить уровень содержания ТМ в почвах, медоносных растениях, пчелах и продуктах пчеловодства на территории Удмуртской Республики. Эти данные свидетельствуют о возможности использования апимониторинга для контроля за загрязнением окружающей среды в районах разной степени загрязнения.

Карта Удмуртии пчеловодство

Рис. 5. Карта-схема отбора проб по республике

Л.М. Колбина
Ижевская сельскохозяйственная академия