Ви є тут

Головна » БТФ №1 2024

Оцінювання ризику забруднення важкими металами кормів та органічних відходів тваринництва

Забруднення агроекосистем важкими металами становить значну загрозу для сільськогосподарського виробництва в різних країнах світу, зокрема, і для України. У післявоєнний період екологічна ситуація буде ще складнішою. Важливе значення має вчасне оцінювання екологічного ризику за допомогою отриманих у наукових експериментах результатів лабораторного аналізу кормів раціону дійних корів та їх органічних відходів на вміст екотоксикантів, таких як кадмій та свинець. Кореляційний аналіз – один із методів статистичної обробки даних, котрий з використанням сучасних комп’ютерних програм дає змогу швидко встановити силу звʼязку між показниками і його статистичну значущість. Такі методи дослідження застосовуються вченими з країн Європейського Союзу, США, Китаю, інших країн. Попередні дослідження зосереджувалися безпосередньо на концентраціях забруднення важкими металами Cd, Pb й інших кормів для тварин та органічних відходів, але не стосувалися звʼязку між ними. Науково-господарські досліди проведено на дійних коровах з різними типами годівлі. Тварин відібрано методом аналогів за живою масою та продуктивністю. До складу раціону входили корми з надлишком кадмію та свинцю. Висока біологічна активність полютантів вплинула на їх перехід з кормів раціону в продукцію та органічні відходи. Метою досліджень був аналіз кореляційної залежності між вмістом Cd і Pb в кормах для корів та їх органічними відходами з оцінюванням ризику забруднення ґрунту небезпечними токсикантами в зоні діяльності агропідприємств з виробництва молока після внесення органічних відходів як органічного добрива. За допомогою комп’ютерної програми STATISTICA версії 10.0., тесту Шапіро-Уілка (Shapiro-Wilk’s W-test) було перевірено відповідність отриманих даних лабораторних аналізів кормів та органічних відходів на концентрацію важких металів, за законом «нормального» розподілу (Гауса), а потім вибрано для розрахунку необхідний непараметричний ранговий коефіцієн кореляції Спірмена. Встановлено високу r=0,66–0,75 (Cd) (р<0,05),
r=0,66–0,77 (Pb) (р<0,05) та дуже високу r=0,83 (Cd) (р<0,05), r=0,83 (Pb) (р<0,05) кореляційну залежність між умістом токсикантів у кормах та органічних відходах, що дає змогу спеціалістам швидко і ефективно діяти в умовах виробництва, впевнено використовувати метод екологічного моніторингу, прогнозувати екологічну ситуацію, оцінювати екологічні ризики, зокрема, щодо ведення органічно-біологічного землеробства та уникати порушення екологічної рівноваги агроекосистем.

Ключові слова: корм, органічні відходи, органічні добрива, важкі метали, кадмій, свинець, кореляція, екологічний ризик, дійні корови.

ПОРТЯНИК С.В. https://orcid.org/0000-0001-5716-7352


  1. Xiang, М., Li, Y., Yang, J., Lei, K., Li, Y., Li, F., Zheng, D., Fang, X., Cao, Yu. (2021). Heavy metal contamination risk assessment and correlation analysis of heavy metal contents in soil and crops, environmental pollution. Vol. 278, 116911. ISSN 0269-7491, DOI:10.1016/j.envpol. 2021.116911
  2. Nicholson, F. A., Chambers, B. J., Williams, J. R., Unwin, R. J. (1999). Heavy metal contents of livestock feeds and animal manures in England and Wales. Bioresource Technology, Vol. 70, Issue 1, pp. 23–31. DOI:10.1016/S0960-8524(99) 00017-6.
  3. Liu, L., Wang, Z., Ju, F., Zhang, T. (2015). Co-occurrence correlations of heavy metals in sediments revealed using network analysis, Chemosphere. Vol. 119, pp. 1305–1313. DOI:10.1016/j.chemosphere.2014.01.068
  4. Rudy, M. (2009). The analysis of correlations between the age and the level of bioaccumulation of heavy metals in tissues and the chemical composition of sheep meat from the region in SE Poland. Food and Chemical Toxicology, Vol. 47, Issue 6, pp. 1117–1122. DOI:10.1016/j.fct.2009.01.035
  5. Praice, W. (1972). Analitical atomic absortion spectrometry. London, New-York, Phein, pp. 259–275.
  6. Kozulya, T. V., Glushkova, L. V., Shtitelman, Z. V. (2004). Determination of correlations between the content of heavy metals in soils of different ecosystems when solving problems of mathematical modeling in ecological monitoring. Radio electronics and informatics. 4 (29), pp. 159–164.
  7. Wang, Z., Lv, J., Tan, Y., Guo, M., Gu, Y., Xu, S., Zhou, Y. (2019). Temporospatial variations and Spearman correlation analysis of ozone concentrations to nitrogen dioxide, sulfur dioxide, particulate matters and carbon monoxide in ambient air. China, Atmospheric Pollution Research. Vol. 10, Issue 4, pp. 1203–1210. ISSN 1309-1042, DOI:10.1016/j.apr.2019.02.003
  8. Zhang, J., Chen, T., Li, H., Tu, S., Zhang, L., Hao, T., Yan, Bo. (2023). Mineral phase transition characteristics and its effects on the stabilization of heavy metals in industrial hazardous wastes incineration (IHWI) fly ash via microwave-assisted hydrothermal treatment. Science of The Total Environment. Vol. 877, 162842. ISSN 0048-9697, DOI:10.1016/j.scitotenv.2023.162842
  9. Han, Y., Ma, H., Liu, Y., Zhao, Y., Li, L. (2021). Efects of goat milk enriched with oligosaccharides on microbiota structures, and correlation between microbiota and short-chain fatty acids in the large intestine of the mouse. Journal of Dairy Science, Vol. 104, Issue 3, pp. 2773–2786. DOI:10.3168/jds.2020-19510
  10. Joo, H. Y., Kim, J. W., Moon, J. H. (2020). Use of big data analysis to investigate the relationship between natural radiation dose rates and cancer incidences in Republic of Korea, nuclear engineering and technology. Vol. 52, Issue 8, pp. 1798–1806. DOI:10.1016/j.net.2020.01.015
  11. Alvarenga, P., Mourinha, C., Farto, M., Santos, T., Palma, P., Sengo, J., Morais, M.-C., CunhaQueda, C. (2015). Sewage sludge, compost and other representative organic wastes as agricultural soil amendments: Benefts versus limiting factors, waste management. Vol. 40, pp. 44–52. ISSN 0956-053X, DOI:10.1016/j.wasman.2015.01.027
  12. Yang, X., Li, Q., Tang, Z., Zhang, W., Yu, G., Shen, Q., Zhao, F-J. (2017). Heavy metal concentrations and arsenic speciation in animal manure composts in China, waste management. Vol. 64, pp. 333–339. ISSN 0956-053X, DOI:10.1016/j.wasman.2017.03.015
  13. Hang, X., Wang, H., Zhou, J., Ma, C., Du, C., Chen, X. (2009). Risk assessment of potentially toxic element pollution in soils and rice (Oryzasativa) in a typical area of the Yangtze River Delta, environmental pollution. Vol. 157, Issues 8–9, pp. 2542–2549. ISSN 0269-7491, DOI:10.1016/j.envpol.2009.03.002
  14. Wu, L., Tan, C., Liu, L., Zhu, P., Peng, C., Luo, Y., Christie, P. (2012). Cadmium bioavailability in surface soils receiving long-term applications of inorganic fertilizers and pig manure, Geoderma. Vol. 173–174, pp. 224–230. ISSN 0016-7061, DOI:10.1016/j.geoderma. 2011.12.003
ДолученняРозмір
PDF icon portiannyk_1_2024.pdf1.81 МБ
БТФ №1 2024