Влияние поллютантов на качество продуктов пчеловодства

Муниципальное образовательное учреждение лицей №29      г.Тамбов, 2011г.    

                                 Колупаев Серафим, ученик 10Г класса

                                    (Исследовательский проект)

Влияние поллютантов на качество продуктов пчеловодства

Творческое название:«Каков облёт - таков и мёд».

                                              Руководитель: Архипова Т.М., учитель биологии  

                                Актуальность темы:

В результате интенсивного развития промышленности, транспорта, энергетики, а также интенсификации сельскохозяйственного производства возрастает антропогенное воздействие на природную среду, что приводит к развитию процессов техногенеза, то есть изменения природных комплексов под воздействием производственной деятельности человека.

Все организмы составляют неотъемлемую часть той среды, в которой они обитают. В результате интенсивного развития промышленности на всех континентах земного шара происходят коренные изменения окружающей среды из-за загрязнения ее промышленными отходами. Это такие опасные вещества, как стронций-90, цезий-137, свинец, мышьяк, сера, фтор, канцерогенные вещества, которые, попадая в нектар и пыльцу, наносят вред пчелам.

Логично возникает вопрос о попадании этих веществ в организм человека с продуктами пчеловодства, например, медом.

Основополагающий вопрос: 

Каким образом загрязнение окружающей среды сказывается на пчёлах и продуктах пчеловодства?

Проблемные вопросы:

1. Влияют ли вредные вещества техногенного характера на организм пчёл?
2. Содержат ли продукты пчеловодства вредные вещества техногенного характера, которые могут отрицательно воздействовать на организм человека?
3. Изменяют  ли  качество мёда вредные вещества из  окружающей среды?

Цель проекта:

- изучение  влияния на пчёл загрязнения окружающей среды и возможности воздействия этих веществ на организм человека через продукты пчеловодства

 Задачи:

1. Проанализировать  литературные источники.
2. Исследовать  мёд  заготовленный пчёлами в Тамбовской области летом 2010г. на предмет наличия в нём солей тяжёлых металлов
3. Сделать вывод о зависимости между загрязнением окружающей среды и доброкачественностью мёда.

 Гипотеза:

Вредные вещества техногенного характера, накапливающиеся в растениях, переходят в продукты пчеловодства и отрицательно влияют на здоровье человека

Этапы реализации проекта:

1. Предпроектный

1. Выбор темы и постановка задач

II.  Проектный

2. Исследование литературных источников
3. Анкетирование учащихся
4. Написание реферата по теме исследования
5. Исследование мёда на наличие в нём солей тяжёлых металлов

2.  Заключительный

6. Подведение итогов реализации проекта
7. Участие в ученических научно- практических конференциях  «Первые шаги в науку», «Грани творчества».
8. Размещение результатов проекта в сети Интернет

План – график реализации проекта

Итоги реализации проекта:

 В результате работы над проектом выяснено, что загрязнение окружающей среды сильно влияет на пчёл и продукты пчеловодства,  в их хитиновом покрове накапливается много  продуктов техногенной сферы, в том числе и тяжёлые металлы. Таким образом,  медоносные пчёлы являются уникальными биоиндикаторами загрязнения окружающей среды. Но в мёд такие вещества попадают в очень малых дозах. Можно сделать вывод, что  гипотеза, выдвинутая в проекте, подтвердилась и нарастающее загрязнение окружающей  среды, приводящее к сокращению численности пчёл, влияет на качество продуктов пчеловодства. Поэтому для получения качественного, с точки зрения отсутствия  тяжёлых металлов и других загрязняющих веществ,  мёда необходимо устанавливать ульи в местах, где таких загрязнителей мало. Исследования показали, что в мёде Тамбовской области солей тяжёлых металлов не найдено.

Приложения

                    Анкетирование учащихся

Из результатов анкетирования видно,  что далеко не все продукты пчеловодства знакомы респондентам, самым  знакомым и используемым из продуктов пчеловодства является мёд.

Чем младше дети, тем меньше они знают о последствиях влияния окружающей среды на насекомых,

Исследование литературных источников

тема:

влияние загрязнения окружающей среды на качество продуктов пчеловодства

Содержание

1. Введение.
2. Продукты пчеловодства.
3. Влияние экологической обстановки на пчёл и продукты пчеловодства.
4. Определение качества мёда.

Введение

Велика роль пчел как производителей специфических продуктов – меда, воска, пыльцы, маточного молочка, прополиса и пчелиного яда. Каждый из них имеет сложный состав веществ, оказывающих специфическое химическое действие. Это позволяет использовать их в диетической практике лечебно-профилактического назначения, особенно для болеющих с иммунологической недостаточностью.

Человек использует продукты пчеловодства с древнейших времен. В наши дни интерес к ним во многих случаях значительно вырос благодаря народнохозяйственной значимости получаемых от пчел продуктов и исключительному воздействию их на организм человека.

Продукты пчеловодства мёд, прополис, цветочная пыльца, маточное молочко занимают среди продуктов питания особое положение. Они широко используются не только как пищевые продукты, но и как лекарственные средства в народной и официальной медицине.

Пчелиный мед.  Мед натуральный, продукт переработки медоносными пчелами нектара или пади. Сладкая, как правило, ароматная, бесцветная или с окраской от желтых до бурых тонов, сиропообразная либо закристаллизовавшаяся масса.

Маточное молочко.  Биологически активный продукт, содержащий белки, жиры, углеводы, витамины, ферменты, микроэлементы, гормоны. Обладает бактерицидным, противовирусным, антитоксическим действием,  улучшает обмен веществ, имеет тонизирующий и общеукрепляющий эффект..

Прополис.  Пчелиный клей, смесь смолистых выделений, собранных медоносными пчелами с почек частей растений, обогащенная секретом мандибулярных желез; клейкое смолистое ароматическое вещество темно-зеленого или светло-коричневого цвета. Служит пчелами строительным материалом, используется для полировки ячеек сотов, стенок улья, заделывания в них щелей, уменьшения просвета летка и дезинфицирующим средством

    Пыльца цветочная. Совокупность пыльцевых зерен, Образующихся в пыльниках семейных растений. Собранная пыльца формируется ими в бобовидные комочки – обножки, которые они укладывают в корзиночки задних ножек и несут в улей. Пыльца особенно полифлерная, взятая с различных растений источник белкового корма для пчел. Заготавливают её на пасеках путем отбора обножки пыльцеуловителями. Пыльца содержит белки, аминокислоты, углеводы, минеральные вещества, витамины, гормоны, ферменты, флавоноиды, каротиноиды.

         Перга – («хлебина» по-старославянски), это утрамбованная цветочная пыльца в пчелиные ячейки сот, которая прошла молочнокислое брожение. Перга это белковый корм для пчел. Она содержит различные виды аминокислот, ферментов и жизненно важных витаминов, обладающие биологической ценностью для пчёл. В результате создаётся существенный резерв ценного белкового корма, крайне необходимого пчёлам в весенний период.
 Пчелиный воск. Пчелиный воск – продукт восковых  желёз пчёл. Выделяют воск только молодые пчелы. Пчелиный воск находит применение в медицине. Он входит в состав некоторых пластырей, мазей, кремов. Воск хорошо всасывается кожей и придает ей гладкий и нежный вид, поэтому он широко применяется в косметической медицине. 

Пчелиный яд.  Пчелиный яд- это прозрачная жидкость с резким запахом, несколько напоминающим запах меда, с горьким и жгучим вкусом. Несмотря на то, что пчеловодство является древнейшей отраслью, химический состав пчелиного яда изучен сравнительно недавно и пока не полностью. Как продукт пчеловодства пчелиный яд широко используется медициной при лечении радикулитов, ревматизма, мигрени, гипертонии, тромбофлебита, сосудов конечностей, периферической нервной системы, ряда других заболеваний.

Забрус - это срезанные полоской верхние крышечки запечатанных медовых сотов. Чем же он отличается от воска? Прежде всего своим составом. При запечатывании медовых сотов мед получается намного ароматнее. Это происходит потому, что, запечатывая соты пчелы используют особое вещество, в которое входит секрет восковых и слюнных желез пчел, прополис и пыльца. И получается что забрус намного превосходит обыкновенный воск - это целый букет из пчелопродуктов

Пчелиный подмор. Подмор, пчелы погибшие главным образом в период зимовки и осыпавшиеся на дно улья.

Разумеется, что качество и экологическая безопасность продуктов, используемых в лечебных целях, должны отвечать самым высоким требованиям.

Влияние экологической обстановки на пчёл и продукты пчеловодства

Однако, поскольку внешняя среда загрязнена, в настоящее время существует проблема загрязнения окружающей среды различными видами поллютантов. ПОЛЛЮТАНТЫ - техногенные загрязнители среды: воздуха (аэрополлютанты), воды (гидрополлютанты), земли (терраполлютанты)

  Это сказывается на животном и растительном мире.

Собирая нектар и пыльцу в радиусе 3 – 5 км от пасеки, пчелы переносят и все загрязняющие вещества из окружающей среды. При использовании для своей жизнедеятельности загрязненных нектара и пыльцы, поллютанты проникают в организм насекомых. Это приводит либо к гибели пчел и их расплода, либо сокращению продолжительности жизни насекомых.

 Действительно, пчела посещает в течение сезона более ста видов растений, а за один день до 4000 цветков, собирая вместе с нектаром, пыльцой, падью, смолой деревьев, водой, находящиеся в них загрязняющие вещества (Весьер, 1992). Многие исследователи указывали на то, что поступление загрязняющих веществ  в продукты пчеловодства и в самих пчел в большей степени происходит через нектар и пыльцу (Раветто П., 1987; Аккорти М., 1987; Билалов Ф.С. и др., 1992).

Их концентрация в пчелином гнезде может быть в 1000 – 100000 раз больше, чем в воздухе, и в 1000 – 10000 раз выше, чем в растениях.

 Вместе с тем, это свойство делает пчелу особенно уязвимой к различным загрязнениям. В широком комплексе достоверные материалы по экологической характеристике местности могут дать исследования химического состава пчел и продуктов пчеловодства.  

         Медоносные пчелы полностью соответствуют критериям биоиндикаторов и вместе с продуктами своей жизнедеятельности являются уникальными объектами исследований, с помощью которых можно получить широкий комплекс экологических характеристик состояния окружающей среды (Кадыров Р.А., 1999; Мишин И.Н., 2000; Лаврова Е.А., 2000; Туктаров В.Р., 2001).

К тяжелым металлам относят более 40 химических элементов. Число же опасных загрязнителей, если учитывать токсичность, стойкость и способность накапливаться во внешней среде, а также масштабы распространения указанных металлов, значительно меньше.

Прежде всего представляют интерес те металлы, которые наиболее широко и в значительных объемах используются в производственной деятельности и в результате накопления во внешней среде представляют серьезную опасность с точки зрения их биологической активности и токсических свойств. К ним относят свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден и мышьяк.

В атмосферном воздухе тяжелые металлы присутствуют в форме органических и неорганических соединений в виде пыли и аэрозолей, а также в газообразной элементной форме (ртуть). При этом аэрозоли свинца, кадмия, меди и цинка состоят преимущественно из субмикронных частиц диаметром 0,5-1 мкм, а аэрозоли никеля и кобальта - из крупнодисперсных частиц (более 1 мкм), которые образуются в основном при сжигании дизельного топлива.

ТМ накапливаются чаще всего вблизи источника загрязнения. Находящиеся в окружающей среде ТМ могут аккумулироваться в почве и передаваться по трофической цепи «почва — растение — продукты пчеловодства» (А.М.Смирнов и др., 2000; В.И.Коркина, 2009). Один из источников загрязнения атмосферы ТМ — автотранспорт (В.А.Ковда, 1976). Нередко владельцы располагают свои пасеки вблизи автомагистралей, обеспечивая себе хорошие подъездные пути. Они не учитывают, что придорожные экологические системы — биотопы — активно загрязняются ТМ, попадающими туда из выхлопных газов, образующихся при работе двигателей внутреннего сгорания.

В настоящее время известно, что основную часть пчелиного меда составляют углеводы (глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза и др.). Их общее содержание достигает 80%. Глюкоза и фруктоза составляют 80-90% от сум-мы всех сахаридов в созревшем меде, сахароза – до 5%. Вода составляет по-рядка 18%, в зависимости от типа и зрелости меда. Оставшиеся 2-3% составляют микроэлементы и различные полифенольные соединения, обеспечивающие лечебные и антиоксидантные свойства меда. Состав меда строго регламентируется нормами ГОСТ.

Результаты исследований подтверждают, что из всех изученных продуктов пчеловодства (мед, перга, прополис, обножка) наиболее информативным индикатором загрязнения окружающей среды тяжёлыми металлами является пыльцевая обножка медоносных пчёл. Данные по содержанию меди, цинка, кадмия и свинца в пыльцевой обножке медоносных пчёл, полученные в рамках процедуры сертификации этого продукта пчеловодства, следует использовать в мониторинге этих тяжелых металлов в окружающей природной  среде. Установили, что мед накапливает наименьшее количество тяжелых металлов.

Основным фактором, который обусловливает 84, 85, 22, 70% вариации уровня соответственно Cu, Zn, Cd, Pb  в продуктах пчеловодства, является вид продукта. Содержание токсикантов определяется экологическими условиями сбора продуктов пчеловодства (доля влияния фактора на содержание Cd и Pb составляет  25 и 19 % соответственно). По трофическим цепям ТМ поступают в продукты пчеловодства и негативно влияют на пчел и человека. Их наличие в меде зависит от расстояния от источников загрязнения, флористического разнообразия кормовой базы и значения среднего КП из почвы в растение, часть ТМ аккумулируется в теле пчелы (пчела — продукты пчеловодства; Л.М.Колбина, 2009). Поэтому мед не может выступать в роли индикатора загрязнения биоценоза.

Определение качества мёда

Определение качества меда проводят комплексно, путем химического анализа, с помощью физико-химических методов, при помощи микроскопии, органолептически. Чаще всего определяют следующие показатели:

1. наличие нерастворимых веществ
2. количество пыльцевых зерен, реже определяют виды пыльцы растений (пыльцевой анализ)
3. содержание воды
4. содержание минеральных веществ
5. содержание сахаров
6. активность диастазы
7. кислотность
8. концентрации опасных и токсических веществ (антибиотики, пестициды, радионуклиды)
9. концентрация оксиметилфурфурола
10. электропроводность

Исследование наличия в мёде катионов тяжёлых металов

Для выявления наличия в мёде Тамбовской области тяжёлых металлов были проведены исследования путём проведения качественных химических реакций на катионы тяжёлых металлов.

Качественные реакции на  некоторые катионы

Ни одна реакция не дала положительного результата.

 Вывод: в мёде Тамбовской области нет катионов тяжёлых металлов. Это объясняется тем, что, во-первых, при переработке нектара в мед пчелы способны отфильтровывать и  аккумулировать большинство контаминантов в своём теле. Во-вторых, большая часть ТМ накапливается в растительных тканях и с нектаром не выделяется.

Заключение

Качество продуктов пчеловодства во многом зависит от состояния окружающей среды. К сожалению, пчеловоды-практики обычно не обращают внимания на значимость данной проблемы. Пасеки часто располагаются в населённых пунктах, вблизи промышленных предприятий и автомобильных дорог. Это негативно влияет на экологические параметры продуктов пчеловодства. Во многом "благодаря" этому, продукты пчёл из России в настоящее время не отвечают современным требованиям и практически не импортируются в другие страны. Наоборот, больше продуктов пчеловодства завозится к нам, причём часто эти продукты не отличаются высоким качеством. Это ещё более усложняет положение отечественного пчеловодства. Для возрождения одной из важнейших отраслей сельского хозяйства необходимо в ближайшее время сделать уклон в сторону производства экологически безопасных продуктов пчеловодства. Это позволит сделать отечественные продукты пчёл более популярными у населения, повысит их рейтинг в других странах и увеличит рентабельность отрасли. Получение экологически безопасных продуктов пчеловодства это шаг в будущее. Уже сейчас во многих странах, в том числе и России, приоритетным качеством при оценке продуктов питания является их экологическое качество.

Информационные ресурсы:

1. Лавренов.В.К., "Энциклопедия меда - пыльца и перга",. Санкт-Петербург, издательство "Диалог",
2. Салыгина М.В. Химиядля школьников и абитуриентов, «Виктория» С.-петербург, 2005-240с.)
3. Т.А.Акимова, А.П. Кузьмин,В.В.Хаскин, «Экология»,М.,»Юнити»,2001г.
4. Осинцева Л.А. Факторы, позволяющие прогнозировать содержание ТМ  в продуктах пчеловодства/ - Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008.- Кн.2. – С. 108-110.
5. Коркина В.И. Апимониторинг окружающей среды/ – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2008. – С. 33-35.
6. Осинцева Л.А. Оценка качества и безопасность продуктов пчеловодства в связи с распределением поллютантов в растениях–пыльценосах/ - Барнаул, 2008. – С.339-344.
7. Русакова Т.М.,   РепниковаЛ.В.,  Мартынова В.М. Роль пчел в получении экологически чистых продуктов пчеловодства. Мат. координационного совещания и конф. «Новое в науке и практике пчеловодства». Рыбное, 2003: 190-193.
8. КолбинаЛ.М. Содержание тяжелых металлов в пчелах и продуктах пчеловодства. Тез. докл. 4-й Межд. науч.-практ. конф. «Экология и охрана окружающей среды». Рязань, 1998: 156-157.
9. Ресурсы сети Интернет.