Отруєння
моногастричних
тварин
нітратами та нітритами
Вступ
отруєння нітрат нітрит тваринництво
Проблема нітратів у тваринництві та ветеринарній медицині виникла у зв’язку з широким використанням азотних добрив з метою підвищення урожайності кормових культур. Вона тісно пов’язана із загальними закономірностями кругообігу азоту в природі. При цьому необхідно пам’ятати, що любі азотвмісні компоненти (рештки відмерлих рослин, тварин, комах, черв’яків, перегній, компости тощо) під впливом мікробних ферментів грунту поступово піддаються нітрифікації за спрощеною схемою: білок → поліпептиди → амінокислоти → гідроксиламін → аміак → нітрит → нітрат. Останні чотири форми азоту всмоктуються кореневою системою рослин і включаються в синтез амінокислот та білків, які потім використовуються організмом людини і тварин. Як відомо, молекулярний азот - це хімічний елемент, що являє собою у вільному стані безколірний малоактивний газ, який складає за об’ємом в атмосфері землі близько 80 %. В хімічно зв’язаному стані він знаходиться у формі мінеральних сполук земної кори та світового океану, а також є незамінним компонентом всього живого на планеті - від рослин до тварин і людини. При відмиранні живих об’єктів органічні сполуки за допомогою чисельних мікроорганізмів піддаються нітрифікації (мінералізації) з утворенням доступних форм азоту для рослин і водоростей. Синтетичні нітратні добрива, як правило, добре розчиняються і при надходженні в грунти швидко всмоктуються кореневою системою рослин, де за участю відповідних ферментів відновлюються до аміаку, який, взаємодіючи з альфа-кетоглутаровою та щавлево-оцтовою кислотами, утворює глутамінову та аспарагінову амінокислоти. Останні, шляхом переамінування, є джерелом аміногрупи для синтезу інших амінокислот, що використовуються в процесі синтезу білка.
Нітрати (рос.
нитраты, англ. nitrates)
- безбарвні кристалічні речовини, солі і ефіри азотної кислоти HNO3.
Вони утворюються при взаємодії нітратної кислоти з відповідними металами, або
їх оксидами та гідроксидами. У воді нітрати добре розчиняються.
1. Природні солі та нітрати
Природні солі мають кристалічну острівну будову. Виникають виключно при екзогенних процесах, часто внаслідок гниття органічних решток. Можливе також утворення азотистих сполук з азоту повітря під час громових розрядів. Застосовують як добрива, протрави при фарбуванні, компоненти вибухових речовин. Нітрат амонію, лужних та лужноземельних металів називають селітрами. Ефіри - безбарвні або світло-жовті, приємні на запах рідини. Деякі ефіри (нітрогліцерин) застосовують як вибухові речовини.
При сильному нагріванні нітрати розкладаються, не плавлячись. Виняток становлять лише нітрат натрію і нітрат калію, які спочатку плавляться, а потім уже розкладаються. При цьому продукти розкладу нітратів залежать від активності металу, що входить до складу солі.
Нітратну кислоту, використовують для виробництва добрив, барвників, пороху та інших вибухових речовин, пластмас штучного волокна, лікарських препаратів (стрептоцид), кіно- і фотоплівки. Вона застосовується і як сильний окисник у самозаймистих ракетних паливах.
Нітрати (натрієві, калієві, амонійні солі азотної кислоти) є постійним компонентом атмосферних, наземних і підземних вод. В хімічному відношенні вони є відносно стабільними сполуками, легко засвоюються, як джерело азоту, мікроорганізмами, водоростями та рослинами завдяки наявності в них відповідних ферментних систем (нірат-, нітрит-, гіпонітрит гідроксиламінредкуктаз), що перетворюють нітратний азот в амонійний, який використовується для синтезу амінокислот - попередників білку.
Рівень нітратів у кормових та овочевих рослинах залежить, в першу чергу, від вмісту мінеральних та органічних сполук азоту в грунті. Високі дози азотних добрив, особливо в ранній період вегетації рослин і незадовго до збирання врожаю, сприяють накопиченню нітратів зверх максимально допустимих рівнів (МДР). Але навіть за оптимальних доз азотних добрив вміст нітратів у рослинах може підвищуватись в період стійких засух, за тривалої похмурної погоди та зниженої температури повітря. а також при підвищеній кислотності та засоленості грунту, при дефіциті в ньому макро- та мікроелементів - Р, K, Mg, Co, Mo, J, Mn, Cu, Fe.
Гербіциди, особливо з групи 2, 4 - Д, також гальмують процеси обміну речовин у рослинах, що сприяє накопиченню небілкового азоту, в першу чергу нітратів. Ступінь засвоєння нітратів залежить від виду рослин, стадії вегетації, пори року та часу доби. Із кормових культур та овочів найбільш вираженою здатністю до накопичення нітратів за перерахованих вище умов можна виділити наступні (в убуваючому порядку): амарант посівний, жито посівне, кукурудза, сорго звичайне, просо посівне, ячмінь звичайний, пшениця,соняшник, буряк звичайний, конюшина (різні види), капуста кормова, горох посівний, ріпак, кавун, диня, кабачок (стабла, листя) та деякі інші. З дикорослих токсикологічне значення можуть мати деякі найбільш розповсюджені бур’яни, що накопичують нітрати у високих концентраціях на пасовищах та кормових угіддях, добре збагачених азотом. Серед них можна відмітити амброзію, буркун, гірчицю білу, лободу, щирицю, спориш та отруйні рослини, що накопичують крім нітратів алкалоїди, глікозиди та ефірні олії. Масові отруєння тварин нітратами на пасовищах або зеленою масою частіше зустрічаються після внесення в грунт більше 150 - 200 кг азоту на гектар. Крім того, дефіцит у грунті деяких елементів (молібдену, заліза, міді,марганцю, магнію, сірки), що активують рослинні редуктази, гальмує утилізацію азоту і сприяє його накопиченню у формі нітратів. Молоді рослин накопичують нітрати більш інтенсивно, особливо в другій половині літа.
Нерідко джерелом нітратів для тварин у токсичних дозах є питна вода відкритих водойм, річок та калюж, забруднених після надмірного та неправильного внесення азотних добрив, недбалого їх зберігання і транспортування, після випадання так званих "кислотних дощів", попадання тваринницьких та побутових стоків у річки та відкриті водойми.
Чинні в Україні Державний стандарт Союзу РСР - ГОСТ 2874‑82 та Державні санітарні правила і норми ДСанПіН‑97 (затверджені Наказом МОЗ №383 23.12.96 "Про затвердження Державних санітарних правил і норм "Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання") передбачають гранично допустимі концентрації у питній воді для людей і тварин нітратів (за NO3-) - 45 мг/л, а вміст нітритів і аміаку - не регламентують. Водночас згідно нових ДСанПіН 2.2.4-171-10 (ДСанПіН 2.2.4-400-10) "Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною" (затверджені Наказом МОЗ №400 12.05.2010, зареєстровані в Мінюсті України 1.07.2010 р. за № 452/17747) передбачено такі гранично допустимі концентрації: нітратів (за NO3-) у водопровідній і колодязній воді -50 мг/л; нітритів (за NO2-) - 0,5 мг/л у водопровідній воді та 3,3 мг/л - у воді з колодязів, аміаку - 0,5 і 2,6 мг/л відповідно.Корми з підвищеним вмістом нітратів стають особливо небезпечними за умов, що сприяють швидкому відновленню їх до нітритів, оксидів азоту та аміаку, що можливе у наступних випадках: самозігрівання зеленої маси, варіння буряків та тривалого їх охолодження разом з відваром, здобрювання кормових сумішей молочнокислими продуктами, на другу-третю доби після розморожування коренебульбоплодів та капусти, при згодовуванні тваринам після тривалого голодування та нестачі питної води.Масові отруєння тварин, особливо жуйних, можливі також після згодовування великої кількості зеленої маси з підвищеним вмістом нітратів,при зберіганні нітратних добрив під відкритим небом, після забруднення комбікормів під час їх транспортування в неочищених вагонах та автомобілях,при випасанні тварин, особливо після дощу, на щойно удобрених полях, при напуванні тварин після дощу з криниць та водойм, розміщених неподалік від складів мінеральних добрив та тваринницьких ферм тощо.
Одним із небезпечних віддалених наслідків негативної дії підвищених рівнів нітратів у продуктах харчування та кормах є екзо- та ендогенний синтез канцерогенних нітрозамінів - діетил-, дифенілнітрозамінів, що утворюються у кормах при їх заготівлі, силосуванні та технологічній переробці, особливо при гранулюванні, екструдуванні, виготовленні трав’яного борошна, а у м’ясних продуктах харчування - в процесі копчення та тривалої термічної обробки.
Ендогенні нітрозаміни можуть утворюватись також
у шлунку та в товстому відділі кишечника при взаємодії нітратів і оксидів азоту
з біогенними амінами (лейцином, валіном, орнітином тощо) під впливом
декарбоксилаз ешерихій, сальмонел та інших кишкових бактерій.
2.Перелік, значення й застосування
нітратів та нітритів
Важливим джерелом азоту в грунті є фіксація атмосферного азоту бульбочковими бактеріями, особливо бобових культур, потенційні можливості котрих є невичерпними.
Значному підвищенню вмісту рухомих форм азоту сприяє антропогенна діяльність людини, наслідком якої є забруднення атмосфери леткими оксидами азоту, які розчиняються у водному конденсаті і повертаються на землю з дощовими водами та снігом.
У травному тракті тварин, нітрати під впливом денітрифікуючих мікроорганізмів відновлюються до аміаку, який використовується у синтезі повноцінного мікробного білку, що є джерелом живлення макроорганізму. При надходженні незначної кількості нітратів та достатньому забезпеченні організму легко перетравними вуглеводами процеси редукції нітратів проходять рівномірно, тому вони не виявляють шкідливого впливу на макроорганізм. Зростаючі об’єми азотних добрив, нераціональне їх використання, несприятливі кліматичні умови (посуха, заморозки тощо), високий вміст небілкового азоту в поливних водах, незбалансованість у грунтах макро- та мікроелементів (P, K, Mg, Ca, Mo, Co, Mn, J, Cu, Fe) сприяють накопиченню нітратів у харчових та кормових рослинах, що призводить до гострих і хронічних отруєнь тварин, зниження їх продуктивності, погіршення якості продукції та відтворювальної здатності, народження нежиттєздатного приплоду та значного відходу поголів’я. Хронічні отруєння тварин перебігають без якихось специфічних клінічних ознак, тому вони є особливо небезпечними, бо завдають відчутних економічних збитків, а також погіршують якість продукції тваринництва інегативно впливають на здоров’я людей.
Фізичні й хімічні властивості нітратів та нітритів
· Азо́тні до́брива - азотовмісні речовини, які вносять у ґрунт з метою підвищення врожайності сільсько-господарських культур. Важливим джерелом азотних речовин для рослин є гній, сеча тварин, торф, пташиний послід, зелене добриво, компости, відходи сільського господарства і м'ясо-рибної промисловості та ін. Особливо великого значення набули мінеральні азотні добрива. Вони містять азот в нітратній, аміачній, нітратно-аміачній і рідше в амідній формі.
Мінеральні азотні добрива більш концентровані і діють швидше, ніж органічні. До них належать:
· аміачна вода;
· сірчанокислий амоній;
· аміачна селітра;
· рідкий аміак;
· кальцієва селітра;
· натрієва селітра;
· ціанамід кальцію;
· хлористий амоній;
· аміакати (розчини аміачної і кальційової селітри, а також інших добрив у рідкому аміаку).
Аміачні добрива краще вбираються ґрунтом, через це вони більш придатні для завчасного внесення. Норми внесення аміачних добрив залежать від ґрунтово-кліматичних умов, біологічних особливостей культур і способу внесення добрив.
Як мінеральні азотні добрива застосовують такі речовини:
Нітрат калію KNO3 (калійна селітра) являє собою безбарвну кристалічну речовину. На вологому повітрі не мокріє і не злежується. Нітрат калію - дуже цінне мінеральне добриво, в якому міститься два поживних для рослин елементи - азот і калій. Однак за агрохімічними вимогами вміст азоту в азотнокалійових добривах повинен бути більшим, ніж в KNO3. Тому нітрат калію застосовують переважно в суміші з амонійними солями.
Нітрат амонію NH4NO3 (амонійна селітра) дуже багате на азот добриво. Але нітрат амонію має істотний недолік - на вологому повітрі він мокріє, а при висиханні утворює тверді куски. Цілком сухий нітрат амонію може вибухати. Тому його застосовують як добриво в суміші з сульфатом амонію. Така суміш на повітрі не мокріє; не злежується і являє собою дуже цінне добриво, особливо під цукрові буряки, картоплю та інші культури.
Нітрат кальцію Ca(NO3)2 (кальцієва, або норвезька, селітра) - теж цінне азотне добриво. Його виробляють у великих кількостях нейтралізацією нітратної кислоти вапном. Цінність нітрату кальцію як добрива полягає також у тому, що іони кальцію Ca2+ позитивно впливають на структуру ґрунту.
Нітрат натрію NaNO3 (чилійська селітра) являє собою єдину сіль нітратної кислоти, яка утворює потужні природні родовища (в Чилі). В багатьох країнах чилійська селітра широко використовується як мінеральне добриво.
Сульфат амонію (NH4)2SO4 - одне з найстаріших азотних добрив. Його добувають у великих кількостях нейтралізацією сульфатної кислоти аміаком. Сульфат амонію не гігроскопічний і не злежується. Він значно підвищує врожайність таких культур, як жито, пшениця, картопля і особливо чай і рис.