» » Антропогенные геохимические аномалии

Антропогенные геохимические аномалии

29.03.2015

Причиной эндемических болезней животных (и человека) могут быть не только природные, но и антропогенные изменения геохимической обстановки в экологических системах (БГЦ, ландшафтах). Под влиянием хозяйственной деятельности человека изменяется биотический круговорот макро- и микроэлементов, формируются геохимические аномалии, названные неоаномалиями или антропоаномалиями.
Формирование антропогенных геохимических аномалий и возникновение связанных с ними эндемических болезней и токсикозов животных отмечают при нарушении круговорота азота, фосфора, калия, йода, меди и других макро- и микроэлементов.
Изменения круговорота азота. Основная масса азота сосредоточена в свободном состоянии в атмосфере. Содержание в воздухе 78,09% (N2 по объему), в литосфере 1,9*10в30% (по массе). Превращение атмосферного азота в азотные соединения, усваиваемые организмами, осуществляют свободно живущие почвенные микроорганизмы и водоросли. В биологической фиксации молекулярного азота большую роль играют клубеньковые бактерии в симбиозе с бобовыми растениями. Свободно живущие азотфиксирующие бактерии могут связать до 25-40 кг молекулярного азота на 1 га в год. Клубеньковые бактерии, живущие на клубеньках бобовых культур, могут усвоить еще больше азота - до 100-250 кг на 1 га в год. Накопленные в почвах азотные соединения потребляются растениями, затем травоядными и хищниками, паразитами и сверхпаразитами, другими гетеротрофными организмами, составляющими трофическую цепь. Азот накапливается в растительных и животных организмах, в продуктах их метаболизма в форме белка, аминокислот, мочевины и других азотосодержащих веществ. В биосфере содержится 150 млрд т азота, связанного в органических соединениях почв (1,5*10в11 т), в биомассе растений (1,1*10в9 т) и животных (6,1*10в7 т). При минерализации фито- и зоомассы образуется аммиак (аммонификация), который поглощается почвой в виде катионов аммония (NH4) или окисляется в ней. При окислении аммония, поглощенного почвой, и аммиачных солей образуются нитриты и нитраты (нитрификация.). Аммонификация и нитрификация - составные элементы биотического и геологического круговорота азота. Oina часть продуктов нитрификации усваивается растениями, другая превращается в молекулярный азот (денитрификация). Азот, усвоенный растениями, оказывается вовлеченным в биотический цикл. Молекулярный азот, поступающий в атмосферу, вовлекается в геологический круговорот.
С развитием земледелия, растениеводства и животноводства биотический круговорот азота существенным образом преобразился. На круговорот азота оказывало влияние ранее широко распространенное внесение местных органических удобрений (навоза). Ho это влияние было незначительным. С помощью навоза в известной мере лишь возмещали потери азота при выносе его из почв с урожаем. Затем стали использовать азотные минеральные удобрения, полученные на химических предприятиях связыванием атмосферного азота. В мире ежегодно производится и вносится в почвы в форме минеральных удобрений 30-35 млн т азота. В некоторых странах дозы азота, вносимого с удобрениями, достигли 100-150 и даже 200-250 кг на 1 га.
Азот удобрений сорбируется почвами слабо, он может легко вымываться водами и поступать в водоемы. Во многих странах мира отмечены локальные загрязнения нитратами вод рек, родников, озер, подземных бассейнов. Круговорот азота в БГЦ может быть изменен в результате загрязнения окружающей среды отходами животноводческих комплексов и птицефабрик. Такие отходы могут стать причиной возникновения кратковременных или длительно сохраняющихся геохимических неоаномалий с высоким содержанием соединений азота в почвах, ручьях, реках, озерах и других водоемах. В геохимических аномалиях, характеризующихся увеличением нитратов в почвах и воде, нередко возникают энзоотии и эндемии метгемоглобинемии. Подобным образом развиваются антропогенные геохимические аномалии с избытком азотосодержащих веществ в среде при загрязнении почв и водоемов отходами населенных пунктов, особенно больших городов. Отходы животноводства и городские стоки могут загрязнять почвы и воды соединениями азота до токсического уровня.
При сжигании угля, нефти, мазута, бензина, торфа, сланцев образуются газы и аэрозоли азотных соединений, загрязняющих среду. Окисление аммиака и трансформация окислов азота приводят к образованию азотной кислоты и отчасти аммонийных солей, выпадающих на сушу и на поверхность водоемов. Под влиянием «кислотных» дождей снижается pH почв и вод. Подкисление среды способствует усиленному выносу из почв кальция, магния и других химических элементов. Изменения геохимической обстановки, обусловленные выпадением кислотных дождей, могут стать причиной заболеваний животных.
Геохимические аномалии, обусловливающие заболевания животных, могут возникать при уменьшении концентрации азотистых веществ в среде и, в частности, в почве. Снижение концентрации азотистых соединений в почвах происходит при уменьшении запасов гумуса вследствие водной и ветровой эрозии. Безвозмездный вынос азота из почв с урожаем также служит причиной изменения геохимической обстановки и заболеваний животных. При снижении концентрации азотистых соединений в почве нарушается азотное питание растений. Урожайность сельскохозяйственных культур и кормовых трав снижается. Ухудшается качество корма, так как в растениях уменьшается содержание протеина. При недостаточном протеиновом питании у животных понижаются упитанность, продуктивность и воспроизводительная способность, изменяются обменные процессы, главным образом белковый обмен. При длительном белковом голодании уменьшается секреция пепсиногена и трипсиногена, снижается переваривающая способность желудка и кишечника. Нарушаются функции эпителиальных клеток слизистой оболочки кишечника, что обусловливает расстройство всасывания аминокислот из пищеварительного канала в кровь. В организме развивается гипопротеинемия, характеризующаяся уменьшением содержания общего белка в сыворотке крови (ниже 7 г на 100 мл). Белковая недостаточность клинически проявляется уменьшением массы тела (вплоть до истощения), брадикардией, ослаблением, растянутостью и глухостью первого и второго тонов сердца, урежением дыхания, симптомами затяжной гипотонии преджелудков, понижением периферических рефлексов.
Профилактика энзоотий, возникающих в «азотных» геохимических неоаномалиях, заключается в регуляции и оптимизации биотического кругооборота азота.
Изменения круговорота фосфора. Фосфор, как и азот, относится к облигантным биофилам. Биотические круговороты этих элементов в ряде случаев протекают совместно. Однако биогеохимия фосфора резко отличается от биогеохимии азота. В геохимическом цикле азота обязательно присутствует газовая форма этого элемента. Фосфор же в форме газа, например PH3, в биотическом и геологическом круговоротах, по существу, не представлен. Среднее содержание фосфора в земной коре составляет 0,09%. Основные его запасы сосредоточены в горной породе, гумусовом горизонте почв, донных осадках морей и океанов. К числу наиболее распространенных фосфатов, образующих залежи фосфора, относят апатиты. В почвах и особенно гумусовой оболочке суши аккумулированы соединения фосфора. Под влиянием биотического круговорота веществ концентрация фосфора в почве заметно выше (в среднем 0,1-0,3%), чем в земной коре. Гумусовые горизонты ненарушенных почв богаты фосфором; на 1 га лесной подстилки иногда содержится до 100 кг этого элемента. Большое количество фосфора (10в6-10в7 т) удерживается и веществе биосферы. Содержание данного элемента в фитомассе природных (естественных) луговых степей достигает 25-30 кг на 1 га. Для диких травоядных млекопитающих такой уровень фосфора в кормовых растениях вполне достаточен.
Развитие человеческой цивилизации заметно повлияло на биотический и геологический круговороты фосфора. В тех местах, где земледельцы для удобрения почв широко использовали навоз, круговорот фосфора изменялся незначительно. Там, где навоз применяли недостаточно или даже совсем не использовали, возврат фосфора в биогеохимический цикл сократился или даже прекратился.
При высоких урожаях из почв выносится значительное количество фосфора. Притока соединений фосфора в почвы в виде атмосферных выпадов (подобных NO3, NH4, NO) или биогенной фиксации из воздуха не происходит. Поэтому даже лучшие почвы без регулярных фосфорных удобрений через 40-50 лет использования под посевы резко истощаются, концентрация фосфора в почвенном покрове сильно уменьшается. В результате водной эрозии с поверхностным стоком с почвы смывается большое количество гумуса и, следовательно, содержащегося в нем фосфора. Материал, уносимый при эрозии, в 3-5 раз богаче органическим веществом, фосфором и другими биофилами. В настоящее время около 3-4 млн т фосфатов смывается с континентов и безвозвратно захороняется в глубинах Мирового океана. Перемещение фосфора из биотического круговорота в геологический осложняет фосфорную проблему. В результате фосфорного голодания снижается урожайность сельскохозяйственных культур и кормовых трав, ухудшается качество кормов, нарушается фосфорное питание домашних животных.
Масштабы применения минеральных фосфорных удобрений, как и азотных, растут из года в год. Широкое использование фосфорных удобрений изменяет круговорот фосфора, особенно при избыточном внесении фосфорных удобрений в почвы и загрязнении ими водоемов.
Внутрирегиональная и межгосударственная миграция фосфора приводит к тому, что в одних местах концентрация фосфора возрастает (фосфотизация), в других, наоборот, снижается (дефосфотизация). Тела животных (и человека), их экскременты содержат очень много фосфора, поэтому вокруг населенных пунктов, особенно вблизи животноводческих ферм и комплексов, в местах захоронения трупов умерших людей и животных (кладбища, скотомогильники) концентрация фосфора резко повышается. Наряду с этим фосфотизацию почв отмечают в пунктах, где расположены парники и теплицы, сады, огороды, бахчи, обильно удобряемые навозом. В других регионах, особенно на полях, лугах и пастбищах, где отчуждение фосфора и других бисфилов с помощью удобрений полностью не возмещается, развивается дефосфотизация, здесь концентрация фосфора в почвах снижается.
Изменение геохимической обстановки в результате перераспределения фосфора происходит и в более обширных регионах, охватывающих территории многих государств. Экспорт-импорт продовольствия (зерна, мяса и др.) приводит к фосфотизации стран-импортеров, дефосфотизации стран-экспортеров. На круговорот фосфора в природе заметное влияние оказывает использование человеком зоо- и фитомассы, добытой им из водоемов - рек, болот, озер, морей и океанов (лов рыбы, китобойный промысел, собирание морской капусты и т. д.). Часть этих продуктов идет в пищу людей, другая - для кормления животных, третья - для удобрения сельскохозяйственных угодий. Вылов водных организмов, применение их в хозяйственной деятельности всегда служили антропогенной формой возвращения фосфора и других биофилов из водоемов на сушу. В настоящее время этот процесс усилился, так как масштабы морского промысла резко возросли. Все перечисленное способствует аккумуляции соединений фосфора в зонах густонаселенных пунктов.
Если углерод, азот и сера, превращаясь в газообразную форму, частично мигрируют в атмосферу, то с фосфором этого не происходит: он концентрируется в местах скопления органических отходов, на свалках, в пригородных полях очищения и орошения сточными водами. Это приводит к зафосфачиванию почв, а при смыве - к эвтрофированию рек и озер. Многие закрытые водоемы стран Западной Европы и Северной Америки оказались отравленными в результате накопления избыточных количеств фосфора и других биофилов.
В формировании антропогенных фосфорных геохимических неоаномалий определенную роль играет производство препаратов, содержащих фосфор, и использование их в сельском хозяйстве, индустрии и быту. Кроме фосфорных удобрений в земледелии часто применяют детергенты. Фосфорные соединения детергентов поступают в почвы, а с водами поверхностного стока - в реки, озера, моря и океаны, что способствует изменению круговорота фосфора и возникновению геохимических неоаномалий.
Среди заболеваний, связанных с изменением круговорота фосфора, широко распространена афосфорозная остеодистрофия животных, возникновение которой обусловлено дефицитом фосфора в кормах. При недостаточном поступлении фосфора в организм животных развивается гипофосфатемия. Восстановление ионного равновесия в организме, нарушенного вследствие гипофосфатемии, происходит за счет миграции ионов фосфора из костей в кровь. Наступает деминерализация костной системы, и у животных появляются признаки размягчения костей (остеомаляция), их хрупкости, ломкости (остеопороз), рассасывания последних хвостовых позвонков и даже ребер (остеолиз).
Заболевания, вызванные избытком фосфора в почвах и водах, практически не изучены. Тем не менее можно предположить, что под влиянием избытка фосфора в среде у животных нарушается фосфорный обмен и возникает остеодистрофия. При избытке фосфора в рационе развивается ацидозная (гиперфосфорозная) остеодистрофия.
Изменения круговорота калия. Калию присуща такая же биофильность, как азоту и фосфору. Круговороты фосфора и калия во многом схожи. Средняя концентрация калия в земной коре составляет 2,6%. Содержание калия в почвах разное. Богаты им почвы с мощным гумусовым горизонтом. При минерализации органических веществ растительного и животного происхождения почвенный гумус обогащается этим элементом. Очень много калия содержится в калийных месторождениях.
С развитием земледелия биотический круговорот калия, как и фосфора, заметно изменился. Ho особенно резкие изменения круговорота калия произошли в результате расширенного производства калийных удобрений и разнообразных химических продуктов, содержащих этот элемент (поташ, калия сульфат и др.).
Геохимические аномалии, связанные с изменением концентрации калия в среде, могут быть обусловлены перераспределением органического вещества внутри хозяйства или в регионе большего масштаба. С урожаем сельскохозяйственных культур и кормовых трав калий мигрирует в другие пункты сельскохозяйственной экосистемы или даже за ее пределы. Часть калия, содержащегося в урожае, потребляет население с продуктами питания, другая поступает на животноводческие фермы и комплексы в качестве кормов, третья мигрирует за пределы агробиогеоценоза (зерно, корнеклубнеплоды). Калий, содержащийся в мясе, молоке и других продуктах питания животного происхождения, отчасти использует население села, а остальная его часть уходит за пределы агробиогеоценоза, главным образом в городские экосистемы. Калий, содержащийся в пище, а затем выделившийся в форме экскрементов, переносится, как правило, на приусадебные участки в качестве удобрения. Сюда же поступает калий с навозом, полученным от животных частного сектора. Навоз из животноводческих ферм и комплексов обычно применяют для удобрения полей, коллективных садов и огородов. Внесение больших количеств навоза и минеральных калийных удобрений на поля, в сады и огороды ведет к увеличению концентрации калия в почвах. Создаются локальные геохимические неоаномалии, в которых изменяется химический состав растений. В растительных кормах увеличивается количество калия, уменьшается содержание кальция и особенно магния. При поедании пастбищного корма, содержащего избыточное количество калия, но недостаточно кальция и магния, у животных возникает гипомагниемия.
Изменения круговорота микроэлементов. Нарушение геохимических циклов йода, кобальта, меди, марганца и других микроэлементов приводит к негативным изменениям геохимической обстановки в агробиогеоценозах и возникновению эндемических болезней сельскохозяйственных животных. Круговороты микро- и макроэлементов в принципе аналогичны. В основе круговорота как микро-, так и макроэлементов лежат синтез и распад органического вещества. В природных БГЦ биотический круговорот почти замкнут, приток-отток веществ почти сбалансирован, и потому «фоновая» геохимическая обстановка более или менее стабильна. В экологических системах, не измененных человеком, биомасса растений минерализуется на месте своего образования. Хотя животные меньше привязаны к месту своего рождения, большинство аборигенов не покидает экосистему, к которой они приспособлены и которая наиболее пригодна для их обитания. Поэтому минерализация почти всей зоомассы, как и фитомассы, происходит там, где она образовалась. Продукты разложения отмерших тел растений и животных захороняются в почвы. Гумус обогащается макро- и микроэлементами, плодородие почв возрастает, увеличивается биологическая продуктивность экологических, систем. Лишь небольшая часть веществ (1-2%) из малого, биотического, круговорота мигрирует в большой, геологический, круговорот. Равномерное распределение первичной биомассы, метаболитов растений и животных, продуктов разложения их тел обеспечивало относительное постоянство геохимической обстановки в природной среде.
Аборигенные дикие растения и животные в течение длительной эволюции приспособились к условиям своего существования, и геохимическая обстановка в БГЦ, в которых они обитают, более или менее оптимальна для их жизнедеятельности. В БГЦ, преобразованных сельскохозяйственной деятельностью человека, биотический круговорот разомкнут и миграция веществ в геологический круговорот усилена. Разомкнутость, разорванность биотического круговорота химических элементов определены особенностями организации аграрных БГЦ, их структурой и функцией, той ролью, какую они выполняют в человеческом обществе. Основное предназначение аграрных БГЦ - снабжать население Земли продуктами растениеводства и животноводства. Эту задачу можно решить лишь за счет коренной перестройки потоков веществ в агробиогеоценозах, а также за их пределами. Фитомасса, выращенная на полях, в садах и огородах, используется на территории аграрного ландшафта лишь отчасти - для питания сельского населения и кормления сельскохозяйственных животных. Лишь эта относительно незначительная часть биомассы преобразуется в пределах агробиогеоценозов и возвращается в почвы в виде навоза. Макро- и микроэлементы, изъятые из почв с урожаем, не полностью возвращаются в нее с навозом. С органическими удобрениями в почвы возвращается только 1/4 химических элементов, изъятых с урожаем. Большая часть фито- и зоомассы, образованной в аграрных БГЦ, мигрирует за их пределы - в города для снабжения городского населения продуктами питания, для обеспечения нужд промышленности сырьем растительного и животного происхождения. Экспорт зерна, корнеклубнеплодов, овощей, фруктоз, молока, мяса, шерсти, других продуктов растениеводства и животноводства, производимых в деревнях и селах, сопровождается утечкой большого количества макро- и микроэлементов за пределы БГЦ. Макро- и микроэлементы, экспортируемые с продуктами растениеводства и животноводства, выключаются из биотического круговорота аграрных БГЦ. Поступая с экскрементами в канализационные системы городов, они включаются в геологический круговорот, скапливаясь в донных отложениях рек, озер, морей и океанов. Следовательно, изменение геохимической обстановки в аграрных БГЦ может быть обусловлено утечкой макро- и микроэлементов из биотического круговорота в геологический, нарушением баланса химических веществ (приток-отток). Поэтому можно считать, что одним из важных факторов, обусловливающих возникновение неоаномалий в аграрных ландшафтах, служит безвозмездный вынос микроэлементов из почв с урожаем, возрастающий с увеличением последнего. Поэтому необходим контроль за выносом микроэлементов из почв с урожаем, а также осуществление мероприятий по обогащению почв микроэлементами с помощью рационального использования микроудобрений.
Микроэлементы из почв выносятся не только при уборке сельскохозяйственных культур и кормовых трав. Биотический круговорот изменяется при выпасе стад вследствие миграции микроэлементов из БГЦ с продуктами животноводства (мясом, молоком и др.). Вынос микроэлементов из почв травяных БГЦ зависит от величины стад и продолжительности их выпаса. Чем больше численность животных, чем дольше они пасутся, тем интенсивнее протекает процесс утечки микроэлементов из почв.
Утечке микроэлементов из БГЦ способствует традиционная система утилизации трупов павших животных - захоронение их в ямы Беккари. Микроэлементы, содержащиеся в трупах, на долгое время выключаются из биотического круговорота.
Следующая причина нарушения круговорота микроэлементов - широкое одностороннее применение минеральных азотных, калийных и фосфорных удобрений. При обогащении почв минеральными удобрениями подвижность микроэлементов в почве резко снижается, они становятся трудноусвояемыми или даже недоступными для растений. При увеличении доз минеральных удобрений, вносимых в почвы, уменьшается концентрация йода, кобальта и меди в кормовых растениях, что может стать причиной возникновения энзоотического зоба, гипокобальтоза, гипокупроза и других заболеваний у животных.
Другая, не менее частая, причина нарушения круговорота микроэлементов и изменения геохимической обстановки в агробиогеоценозах - химическое загрязнение окружающей среды, которое может быть обусловлено разными причинами. Одна из них - попадание в среду необычных для природы химических веществ, например пестицидов. Другой причиной загрязнения может стать привнесение в среду обычных химических веществ в необычно высоких концентрациях. Например, внесение в почву излишне высоких доз калийных удобрений, накопление в питьевой воде больших количеств соединений фтора, меди и др. И наконец, среда загрязняется в том случае, если обычные химические вещества в обычных концентрациях оказываются в необычном месте.
Различают природные и антропогенные химические загрязнения. Природные химические загрязнения возникают под влиянием естественных процессов, происходящих в природе. Например, изменение химического состава почв и других компонентов ландшафта продуктами извержения вулканов.
К антропогенным относят химические загрязнения среды, связанные с деятельностью человека. Например, изменение химического состава воздуха, вод и почв под влиянием отходов агропромышленных предприятий и др.
Под действием химических загрязнений среды изменяется геохимическая обстановка в ландшафтах, что связано с нарушением круговорота макро- и микроэлементов и возможностью возникновения макро- и микроэлементозов у животных.
Добыча полезных ископаемых и использование химических элементов в производственной деятельности. Существование человечества и развитие цивилизации тесно связаны с использованием человеком природных ресурсов. На заре своего развития человек потреблял главным образом продукты биосферы: растения и животных для получения продуктов питания, сырье для изготовления одежды и т. д. В дальнейшем люди стали использовать продукты литосферы для изготовления орудий труда. С развитием промышленности применение продуктов литосферы резко возросло: повысились темпы добычи железной руды, цветных металлов и т. д. В сферу человеческой деятельности вовлекалось все больше химических элементов. Используемые человеком элементы неизбежно включаются в геохимические циклы и так или иначе влияют на живую и неживую природу.
Загрязнение среды усилилось в результате действия многообразных, взаимосвязанных между собой факторов: обширных нарушений почвенного покрова при открытых разработках, бурения шахт и скважин, изъятия из недр Земли разнообразных материалов, образования терриконов из пустой породы. На деградированных почвах изменяется геохимическая обстановка, и риск возникновения эндемических болезней растений, животных и человека резко возрастает. В местах урановых рудников существует возможность лучевых поражений животных и человека. Человечество извлекает из недр Земли больше химических элементов, чем вся растительность суши. Так, ежегодно из недр добывается больше, чем вовлекается в биологический круговорот на суше за это же время: кадмия - более чем в 160 раз, ртути - в 110, свинца - в 35, мышьяка, фтора - в 15, урана - в 6, олова - в 5, меди - в 4, молибдена - более чем в 3 раза. Химические элементы, изъятые из недр Земли, рассеиваются, вовлекаются в геохимические циклы. Загрязнение среды макро- и микроэлементами приводит к образованию геохимических неоаномалий и возникновению эндемических болезней животных (растений, человека).
Загрязнение среды химическими веществами, переносимыми воздухом. Газообразные загрязнители, поступающие в атмосферу, могут иметь природное (естественное) и антропогенное происхождение. К природным источникам загрязнения относят вулканы (газы), почву (пылевые частицы), космос (космическая пыль).
Газы, водяные пары и аэрозоли, тонкодисперсные материалы вулканических извержений, мельчайшие частицы, поступающие из космоса, пыль, поднятая с поверхности суши, бактерии, споры, пыльца растений, фитонциды, другие летучие продукты жизнедеятельности и разложения организмов, перемещаясь с воздушными течениями, оседают на поверхности суши и водоемов и включаются в биотический круговорот. Они поглощаются растениями и животными, поступают в пищевые цепи и, таким образом, существенно влияют на живую природу. Считают, что естественный аэрозольный фон оказывает положительное влияние на жизнь на Земле, так как в процессе длительной эволюции растительный и животный мир приспособился к природным концентрациям аэрозолей в атмосфере. Наличие распыленных веществ в воздушной среде совершенно необходимо для жизнедеятельности растений и животных.
Современное земледелие, промышленность, транспорт образуют дополнительные массы газов, пыли, сажи, золы, других летучих веществ, загрязняющих атмосферу. При сжигании угля, нефти и других источников энергии выделяются двуокись серы и окись азота. Попадая в атмосферу, они вступают в реакцию с водой и кислородом, образуя азотную и серную кислоты. Кислотные осадки выпадают в виде дождя, снега, тумана или сухих частиц. Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу, могут переноситься воздушными потоками на большие расстояния, на сотни и тысячи километров. Часто они мигрируют за пределы той страны, в которой образовались.
Источником химического загрязнения окружающей среды является не только промышленность, но и современное сельское хозяйство. Неэкологичное применение пестицидов, минеральных удобрений может стать причиной резких изменений геохимической обстановки в агробиогеоценозах.
Пыле- и газообразные химические соединения сначала загрязняют атмосферу, а затем рано или поздно оседают на поверхность Земли. Загрязняются почвы, растительные и животные организмы. Образуются геохимические неоаномалии.
Во многих странах мира вокруг цементных заводов отмечено загрязнение окружающей среды цементной пылью, которая, попадая в атмосферу, с потоками воздуха распространяется на расстояние 4-5 км от источника загрязнения. Цементную пыль считают нетоксичной, тем не менее она содержит серу, фтор, железо, цинк, марганец, свинец, медь, хром, кобальт и другие элементы. В случае загрязнения среды цементной пылью образуются геохимические аномалии и возникают эндемические болезни животных.
В формировании геохимических неоаномалий немаловажную роль играет «промышленная» пыль, образующаяся при сжигании горючих ископаемых и заводской обработке металлов.
«Металлическая» пыль по своему химическому составу разнообразна. Она нередко содержит тяжелые металлы, загрязняющие среду (медь, цинк, свинец).
Вокруг промышленных предприятий по изготовлению стекла и керамики, алюминиевых заводов, комбинатов по производству минеральных фосфорных удобрений в атмосферу выбрасывается пыль, содержащая большое количество фтора. Газообразные соединения фтора, выпадая на поверхность Земли, загрязняют почвенный покров, флору и фауну. Отрицательное влияние фтора на растительность наблюдали в радиусе 3,5 км от источника загрязнения. В геохимических неоаномалиях, характеризующихся увеличением содержания фтора в среде, выявляли случаи массового заболевания животных (и людей) флюорозом.
В возникновении геохимических неоаномалий немалую роль играет загрязнение среды выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания автомашин. Основной загрязнитель среды - свинец (продукт сгорания бензина). Геохимические неоаномалии, обусловленные загрязнением почв выхлопными газами автомобилей, формируются вдоль шоссейных дорог. Ширина лентообразных геохимических неоаномалий и загрязненность почвы свинцом во многом зависят от плотности движения автомашин по шоссе. Чем выше плотность движения автомашин, тем шире полоса неоаномалий и тем выше концентрация свинца в почве. В растениях свинец концентрируется в большей мере, чем в почвах. Скармливание растительной массы, загрязненной свинцом, может стать причиной свинцового токсикоза у животных.
Биогеохимия питьевой воды. Для водопоя животных пригодна только пресная вода. Геохимические свойства пресных вод неодинаковы. В мягких водах минеральных солей меньше, чем в жестких. В тундре и тайге воды чаще мягкие, а в степях, полупустынях и пустынях - жесткие. Геохимические свойства вод зависят не только от типа ландшафтов, но и от других факторов - химизма материнских пород и т. д. Поэтому в разных пунктах одного и того же ландшафта пресные воды могут различаться по содержанию кальция, йода и других химических элементов. Геохимические особенности пресных вод влияют на состояние животных, их продуктивность, воспроизводительную способность, устойчивость или, наоборот, восприимчивость к заболеваниям. При длительном поении животных водой со слишком высоким или, наоборот, слишком низким содержанием фтора, других химических элементов у животных могут возникать
При дефиците фтора в воде зарегистрированы случаи энзоотии кариеса зубов. Описаны энзоотии флюороза, обусловленные высоким содержанием фтора в воде артезианских колодцев. Поение животных водой, содержащей избыток фтора, привело к снижению их продуктивности. У заболевших животных наблюдали признаки остеомаляции, остеопороза, остеолиза. У больных животных нарушался обмен веществ, деятельность сердца и других органов. Потребление колодезной воды, дефицитной по содержанию йода, служит причиной возникновения энзоотического зоба у крупного рогатого скота.
Геохимические свойства питьевой воды изменяются под влиянием не только природных, но и антропогенных факторов. Как поверхностные, так и глубинные (колодезные) воды, загрязненные химическими веществами, могут стать причиной геохимических энзоотии и токсикозов животных.
К изменению геохимической обстановки в БГЦ и заболеваниям животных может привести использование загрязненных речных, озерных и колодезных вод для полива и орошения. В таких случаях изменяется химический состав почв и произрастающих на них растений. Изменяются геохимические пищевые цепи, и у животных развиваются эндемические болезни.
Пороговые концентрации химических элементов в среде. Химические элементы - компоненты окружающей среды - относятся к экологическим факторам, так или иначе влияющим на жизнедеятельность животных, их продуктивность, воспроизводительную способность, устойчивость или, наоборот, восприимчивость к заболеваниям. Этиологическое воздействие геохимических экологических факторов на животных зависит от ряда условий, в основном от интенсивности (дозы) геохимического фактора и состояния организма животных.

Антропогенные геохимические аномалии

Минимум и максимум геохимического фактора отражают нижние и верхние пороговые (критические) концентрации макро- и микроэлементов в окружающей среде (табл. 5.1 и 5.2). Дозы микроэлементов, находящиеся между пределами пороговых концентраций, считают более или менее оптимальными. При таких дозах химических элементов животные способны регулировать обмен веществ в организме. При оптимуме геохимических факторов обеспечивается нормальная жизнедеятельность животных, воспроизведение популяций и процветание вида. Как при недостатке, так и при избытке химических элементов в среде нарушается обмен веществ в организме. Обменные расстройства приобретают резко выраженный, иногда необратимый характер. У животных возникают специфические заболевания - макро- и микроэлементозы, эндемические болезни.
Антропогенные геохимические аномалии

Подкормка кроликов возрастающими дозами йода в условиях его недостаточного содержания в кормах и питьевой воде приводит к уменьшению массы щитовидной железы и усилению синтеза йодных соединений, в частности тироксина, йодтиронина, дийодтирозина, монойодтирозина.
Как при недостатке, так и при избытке фосфора или кальция в рационе у животных возникают симптомы остеомаляции, остеопороза, остеолиза. При слишком низкой концентрации фтора в среде у животных развивается кариес зубов, а при высокой - флюороз. Как при очень низкой, так и при слишком высокой концентрации в рационе марганца возникает «марганцевый» рахит. Низкая концентрация калия в кормах служит причиной гипокалиемии, а высокая - гиперкалиемии.
Пороговые концентрации химических элементов в почвах и кормах, указанные в таблицах, относительны. Это связано с тем, что физиологическое или патогенное действие отдельных макро- или микроэлементов определяется не только их биологическими свойствами, но и геохимической обстановкой, складывающейся в БГЦ. Любой химический элемент действует на организм не изолированно, а в сочетании с другими макро- и микроэлементами. Среди макро-и микроэлементов-спутников есть синергисты и антагонисты. Синергисты усиливают действие элемента, антагонисты, наоборот, ослабляют. Например, энзоотический зоб возникает не только при йодной недостаточности, но и в результате дефицита кобальта и меди, недостатка или избытка в среде марганца и (или) кальция. Энзоотическая атаксия развивается, как правило, при недостатке в среде меди или при избытке ее антагонистов - молибдена и (или) сульфатов.
Другая причина, обусловливающая относительность пороговых концентраций макро- и микроэлементов, состоит в том, что к геохимическим экологическим факторам пониженной и повышенной интенсивности у животных вырабатываются более или менее выраженные адаптивные реакции. Возникая у отдельных особей в популяциях, они лежат в основе эволюции видов. Более приспособленные животные выживают и оставляют потомство, менее приспособленные - погибают, оказываются жертвой естественного отбора. Поэтому в биогеохимических зонах и провинциях, характеризующихся недостатком и (или) избытком макро- и микроэлементов в среде, заболевают не нее животные. Масштабы заболеваемости при геохимических энзоотиях обычно не особенно велики. Поражается, как правило, не более 5-20% численности поголовья популяции, и лишь редко, при очень быстром и очень резком изменении геохимической обстановки, этот процент возрастает. У заболевших животных болезнь протекает неодинаково. У одних очень легко, почти бессимптомно, у других тяжелее, у третьих - очень тяжело. Одни животные выздоравливают, другие погибают, что зависит от особенностей патологического процесса и физиологических возможностей организма противостоять заболеванию.



Новости
15.01.2018 Любое дело сводится к стремлению максимально сократить расходную и увеличить доходную часть. Фермерское хозяйство в данном вопросе не является исключением! Основными проблемами такого рода...

13.01.2018 Эмфизематозный карбункул – имеющая острое течение болезнь, при которой происходит образование крепитирующих припухлостей в мускулатуре. Возбудителем ее является анаэробная палочка. В природе она...

13.01.2018 Для отечественного бизнеса весьма актуальной темой является безопасность и охрана труда. Соответственно статистике, уровень производственного травматизма остается достаточно высоким, даже если не...

01.01.2018 Инфекционный ринотрахеит – острое заболевание, которое вызывает аборты, вагинит, конъюнктивит, некротические воспаления слизистых дыхательных путей, лихорадку. Возбудителем является относящийся к...

01.01.2018 Видов чугунных мангалов существует достаточно много. это может быть обычная дачная конструкция небольшого размера, или же многофункциональная печь, украшенная декоративной ковкой. Все зависит только...

29.12.2017 Парагрипп – имеющая острое течение контагиозная болезнь, вызывающая катаральное воспаление в верхних дыхательных путях и лихорадку. Вирус парагриппа третьего типа является ее возбудителем. В течение...

© 2012 Все права защищены
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна

Яндекс.Метрика