Особенности элементного и микроминерального фазового состава тканей организма млекопитающего на территории Зыряновского района Республики Казахстан

Актуальность. В условиях техногенного влияния городской среды
организм человека постоянно подвергается множественному воздействию со
стороны различных факторов.
Для стабильного функционирования всех субклеточных структур,
клеток, тканей, органов и систем, адекватного удовлетворения потребности в
энергии и питательных веществах любому живому организму необходимо
ежедневное поступление определенного количества белков, жиров,
углеводов, а также целого ряда витаминов и химических элементов. Каждый
химический элемент, в том или ином виде, присутствующий в организме,
выполняет свою особую функцию. Макро- и микроэлементы входят в состав
ряда ферментов, витаминов, гормонов, дыхательных пигментов и других
биологически активных веществ. Поскольку между элементами, как в
процессе всасывания, так и обмена существуют тесные взаимоотношения,
дефицит или избыток одних влияет на обмен других, что может оказывать
определенное влияние на физиологическое состояние органов и систем
организма [1].
Химические элементы способны накапливаться живым организмом и
попадать по трофическим путям в пищу человека, причем, между животным
и человеком этот процесс пройдет всего в одну ступень (рисунок 1). Из-за
высокой опасности попадания тяжелых металлов и токсичных элементов в
организм человека через пищу в качестве объекта исследования была
выбрана свинья домашняя (Sus Scrofa Domestica L. 1758).
Для защиты живого организма от внешних влияний существуют
барьерные механизмы, которые препятствуют проникновению в него
вредных веществ. Барьерную функцию в организме по-своему выполняет
каждая система органов, в данной работе рассматривается
функционирование печеночного барьера пищеварительной системы
млекопитающих, а также плацентарного барьера, который играет огромную
роль в формировании будущего организма. По химическому составу органов
и тканей, чья функция заключается в снижении миграционной способности
химических элементов, путем их концентрирования, можно делать выводы о
состоянии окружающей их природной среды, и её техногенной
преобразованности.
Цель работы: оценка содержания химических элементов в
биологическом материале крупных млекопитающих, как индикатора
геоэкологического состояния территории
Задачи:
1. Провести химический анализ содержания химических элементов
в биологическом материале свиньи домашней (Sus Scrofa Domestica) методом
инновационного нейтронно-активационного анализа с облучением
тепловыми нейтронами;
2. Сравнить содержание химических элементов в разных видах
биологического материала свиньи домашней (Sus Scrofa Domestica),
отобранных на разных территориях;
3. На основе анализа содержания химических элементов в
биологическом материале свиньи домашней (Sus Scrofa Domestica) сделать
выводы о работе биогеохимических барьеров их организма;
Объект исследования: биологический материал (печень, почки,
головной и спинной мозг, сердце, селезенка, легкое) крупных
млекопитающих вида свинья домашняя обыкновенная, отобранные на 2
исследуемых территориях, Томской и Восточно-Казахстанской областей.
Предмет исследования: биогеохимические барьеры в организмах
животных и человека в зоне влияния техногенеза и на фоновых территориях.
Методы исследования. Пробоотбор проводился автором. В качестве
модельного объекта рассматривали органы свиньи домашней (Sus Scrofa
Domestica). В анализе использовали печень, почки, головной и спинной мозг,
сердце, селезенка, легкое. Содержание 28 химических элементов в пробах
биологического материала определяли инструментальным нейтронно-
активационным анализом (ИНАА) в аттестованной ядерно-геохимической
лаборатории Международного инновационного научно-образовательного
центра «Урановая геология» кафедры геоэкологии и геохимии ТПУ.
Научная новизна работы. Впервые определено и проанализировано
содержание 28 химических элементов в печени, почки, головном и спинном
мозгу, сердце, селезенки, легком. Обнаружена связь между территорией
обитания животного и особенностями концентрирования химических
элементов на органах-барьерах.
Практическая значимость работы. Выявлена геохимическая
специфика содержания химических элементов в биоматериале для каждой
изучаемой зоны. Данные могут быть использованы природоохранными
органами для оценки качества промышленной среды для живых организмов
и человека, и принятия мер по ее улучшению. Результаты могут быть
использованы в учебном процессе при проведении занятий для студентов
экологических специальностей.
Автор работы выражает благодарность научному руководителю –
профессору, доктору биологических наук Н.В. Барановской. Автор выражает
благодарность профессору, доктору геолого-минералогических наук Л.П.
Рихванову за бесценные советы и рекомендации. Автор благодарен всему
коллективу отделения геологии за помощь и поддержку, а также ценные
рекомендации в ходе выполнения работы.
2.Физико-географические условия и характеристика региона.
2.1. Административно-географическая характеристика
Зыряновского района
Зыряновский район входит в состав Всосточно-Казахстанской
области. Административным центром области является город Усть-
Каменогорск. Город Зыряновск находится в 170 км от областного города.
Зыряновский район находится в северо-восточной части Рудного Алтая,
пограничные его районы Республика Горный Алтай (Россия), Катон –
Карагайский район, Кокпектинский район, Глубоковский район. Высшей
точкой района является Быструшенский шпиль. Рельеф Зыряновского района
делится на две части: высокогорную, занимающую северо и северо –
восточную части и низкогорную, занимающую юго – западную часть, в
которой имеются обширные межгорные долины. В таких долинах в основном
расположены населенные пункты.
Зыряновск расположен в Рудном Алтае на берегах левого притока
Бухтармы.в городе проживает 41,2 тысячи человек. Является поставщиком
руд богатых серебром, свинцом, медью и золотом. Базовой отраслью города
является горнодобывающая промышленность.
Рисунок 3 – Карта-схема Восточно – Казахстанской области [6]
Восточный Казахстан занимает юго-западную часть Алтая, Зайсанскую
котловину, Калбинское нагорье, хребты Саур-Тарбагатая, Прииртышскую
равнину и восточную часть Казахского мелкосопочника.
В настоящее время площадь Восточно-Казахстанской области
составляет 283,3 тыс.кв.км. Область простирается на 800 км с севера на юг
(51°38′ – 45°32′ сш) и на 600 км с запада на восток (7б°4б’ – 81°21`вд).
Восточный Казахстан граничит на севере с Россией, на востоке с
Китайской Народной Республикой, на юге границы проходят с Алматинской,
на западе – с Павлодарской и Карагандинской областями. Область находится
в пятом часовом поясе (Москва – во втором) [5].
Рисунок 4 – Средние повторяемости направления ветра (%) по
данным Восточно-Казахстанского центра гидрометеорологии [7]
Уникальное географическое положение Восточно-Казахстанской
области заключается в том, что она расположена в глубине самого крупного
континента Евразии в пределах его центральной части, на границе великих
равнин – Западной Сибири, Средней Азии и Казахстана. Разнообразие
природных условий и ресурсов благоприятно для ее хозяйственного
развития. Восточный Казахстан лежит на перекрестке великого водного пути
по Иртышу и Оби, связан важнейшими железнодорожными и
автомобильными магистралями с соседними областями республики, с
развитыми в хозяйственном и культурном отношениях государствами.
Природа восточно-казахстанской земли разнообразна и во многом
уникальна. Контрастность – одна из главных ее особенностей. Амплитуда
рельефа варьирует в интервале от 145 м до 4500 м над уровнем моря
(г.Белуха – 4506 м).
На территории Восточного Казахстана четко проявляется закон
вертикальной поясности климата, растительности, почв [5].