Токсическое действие нефти на организм диких птиц

Несколько тысяч сильно загрязненных птиц находятся в околоводной растительности у восточного берега Чушки. На ключевой орнитологической территории (КОТР)  «Тамань», частично попавшей в зону разлива,  находилось до 30 тысяч птиц. Часть из них была загрязнена. Виды птиц следующих отрядов подвергшихся непосредственной контаминации мазута : отряд поганкообразных Podicipediformes ,отряд журавлеобразных Gruiformes ,отряд пеликанообразных Pelicaniformes, отряд гусееобразных Anseriformes,  отряд ржанкообразных Charadriiformes. Был проведен мониторинг птиц близлежащих акваторий, непосредственно прилегающих к пораженной области, а также был проведен мониторинг по оценке эффективности реабилитации пораженных птиц. По мировому опыту загрязнение нефтью птиц отнюдь не носит единичный характер и встречается повсеместно: по сообщению Anderson Daniel W и др., 1996. В 1990 и 1992 гг Sharp Brian E ,  1996 отмечал, что в северной Америке обработаны возвраты колец  от птиц, к-рые были пойманы в море с загрязненным нефтью оперением, отмыты, окольцованы и выпущены.  Burger Joanna. 1997 - у берегов Нью-Джерси (США) французский танкер "Анитра" разлил 150000 л сырой светлой нигерийской нефти. Day Robert H и др.. 1997.:Танкер Эксон Вальдез сел на мель в заливе Принца Уильяма 24/III 1989 г. в рез-те чего в море вылилось 41 тыс. т нефти . Fowler Gene S и др, 1995г проводили гормональные исследования: У самок с загрязненным оперением обнаружен более высокий уровень кортикостерона. Только немногие пары, у которых один или оба партнера имели загрязненное оперение, позднее имели гнезда с яйцами. Таким образом , даже небольшое загрязнение существенно влияет на размножение.
По биохимическим анализам отмечается следующее (Kajigaya Hiroshi, Oka Nariko.1999г.) - нарушается солевой обмен в рез-те воздействия нефти на слизистую оболочку кишечника. Wernham Chris V., Williams Tony. 1998. указывал, что, результаты исследования в Сев. Америке и в Великобритании,  показали, что выживаемость птиц, чье оперение было загрязнено нефтью, после проведенной реабилитации ( отмывание оперения специальными химикатами) оказалась очень низкой.  (Huffman Stacey, 1999), в экспериментах  с кряквами обмазывали нефтью с целью имитации попадания в зону разлива нефти. Сделан вывод, что быстрое оказание помощи птицам в зоне разлива нефти предотвращает развитие интоксикации.

Материалы и методы

Исследовали  прилежащие акватории , включая внутреннее озеро в районе Малого и Большого Разнокола на предмет концентрации мигрирующих водоплавающих птиц в данном регионе. Делалась оценка пораженных птиц на косе Чушка с обеих сторон и на побережье Таманского залива . Подбирались пораженные птицы и помещались в транспортные клетки. Подобранные на побережье и погибшие в процессе содержания птицы вскрывались и составлялся акт патологоанатомического обследования.  Проводилось микробиологическое исследование птиц.  Брали кровь на биохимический анализ. Делали гистологические срезы паренхиматозных органов подвергнувшихся нефтяному загрязнению погибших птиц по стандартной методике.

Результаты

Учеты птиц в непораженных акваториях:    
В соответствие с проведенными исследованиями получены следующие данные:    Учет птиц на акваториях не пораженных нефтью : Таманский залив в районе Л
17 ноября между 12-13 часами на акватории обнаружено 3000-4000 лысух Fulica atra, Чомг Podiceps cristatus – 4 шт, Лебеди Cygnus olor на воде 29 взр, 1 мол. Лебеди Cygnus olor косяк пролетел 19 шт, Лебеди Cygnus olor в отдалении 9 шт. Красноголовые нырки Aythya ferina – 14 шт. По дороге из Анапы на косу Чушка обнаружены скворцы  Sturnus vulgaris стайки по 50-70 шт, обыкновенная пустельга Falco tinnunculus 3 шт, обыкновенная горлица Streptopelia turtur – 1 шт. В последующие дни отмечались стаи бакланов по 10-30 шт единовременно, гусей Anser albifrons по 20-30 шт единовременно, отмечались единичные кряквы Anas platyrhynchos  , чирки. На озере близ Малого и Большого Разнокола  обнаружены лебеди Cygnus olor в количестве 60-70 шт среди них единичные Cygnus cygnus, единичные краcноголовые нырки Aythya ferina, единичные поганки Podiceps cristatus, белые цапли Egretta alba 3 шт.
Учеты птиц в пораженных акваториях:           
Пораженных нефтью на косе Чушка отмечались 17 ноября- 40 больших Podiceps cristatus и малых поганок Podiceps ruficollis, 5 бакланов Phalacrocorax carbo, 15-20 чаек Larus spp ( под вопросом поражение), береговая линия интенсивно убирается- поэтому остатков птиц залитых нефтью не обнаружено. Периодически в воздухе отмечаются большие стаи бакланов- однако загрязнение на них не визуализируется. Однако периодически попадаются трупы поганок Podiceps cristatus со средней степенью загрязнения. Были отловлены 8 Podiceps cristatus, из которых одна сразу же погибла, остальные помещены в транспортные картонные коробки. С другой стороны косы Чушка находятся в большом количестве лысухи Fulica atra в количестве 1500-2000 шт ( возможно и больше, однако залив покрыт водной растительностью- камышём,  тросником, поэтому реально сосчитать количество находящихся лысух не представлялось возможным. Те Fulica atra которые визуализировались -  все подверглись контаминации мазута. Отдельные особи перебегают на асфальт где часто погибают под колесами проходящих автомобилей. Fulica atra с признаками отравления  ловили и помещали в транспортные  клетки , затем отправляли на реабилитацию в полевой госпиталь птиц Зеленый попугай.  В том числе на Таманском побережье - отмечались участки с сильным мазутным покрытием - в котором находились многочисленные трупы различных видов птиц: куликов, уток, белых цапель. На очищенном побережье - ближе к о. Тузла- отмечены сильно загрязненные летящие Phalacrocorax carbo, Aythya ferina, Larus argentatus. Отмечены единичные трупы птиц на побережье. На побережье также отмечены погибшие рапаны и мидии. Водоросли поражены мазутом.
Борьба  с загрязнением и лечение пораженных птиц.
Клинические симптомы пораженных птиц и лечение: У всех подобранных птиц отмечалась гипотермия - при термометрии через клоаку отмечены следующие значения температур тела: 36,5-39,3С. Отмечается анемия слизистых ротовой полости, коньюктивиты у поганок,  начавшееся истощение. Также отмечалось у некоторых птиц бронхиальное дыхание в зоне верхних и нижних долей легких. Пойманные  (подобранные) птицы кормились через зонд и кусочками рыбы, мяса, и комбикорма( для лысух). Подкожно в Plica alarm вводились парентеральные растворы, внутримышечно в musculus pectoralis витаминные препараты, и иммуностимулирующие препараты иммуним,  и темперин. Перорально через ротоглотку вводились солевые растворы.

Таким образом по прописи вводили птицам следующие препараты:

Rp; Sol.Thiamini bromidi 3% 1 ml
D.t.d N 3 in amp.
S. Вводить по 0,1-0,2 мл внутримышечно в грудную мышцу 1 раз в день большим бакланам и лысухам.

Rp; Sol. Acidi nicotinici 1% 1 ml
D.t.d. N 3 in amp
S. Вводить по 0,1-0,2 мл внутримышечно в грудную мышцу 1 раз в день большим бакланам и лысухам.

Rp; Sol. Acidi ascorbinici 5% 1 ml
D.t.d. N 3 in amp
S. Вводить по 0,2 мл внутримышечно в грудную мышцу 1 раз в день большим бакланам и лысухам

Rp; Sol. Cyanocobalamini 0,01% 1 ml
D.t.d. N 3 in amp
S. Вводить по 0,1-0,2 мл внутримышечно в грудную мышцу 1 раз в день большим бакланам и лысухам

Rp; Sol.Immunimi  10 % 10 ml
D.t.d. N 10 in amp
S. Вводить по 0,5 мл внутримышечно в грудную мышцу 1 раз в день большим бакланам и лысухам  в течение 21-30 дней

Rp; Sol. Temperini 10% 10 ml
D.t.d. N 10 in amp
S. Вводить по 0,1-0,2 мл внутримышечно в грудную мышцу 1 раз в день большим бакланам и лысухам в течение 12-21 дня.

Rp; Sol. Glucosi 5% - 500 ml
D.t.d. N 1
S. Вводить по 10-20 мл подкожно  в каждую в кожную складку между плечом и локтем правого и левого крыла  1- 2 раза в день большим бакланам и лысухам.

Или
Rp; Sol. Natrii Chloridi 0,9% - 500 ml
D.t.d. N 1
S. Вводить по 10-20 мл подкожно  в каждую в кожную складку между плечом и локтем правого и левого крыла  1- 2 раза в день большим бакланам и лысухам в течение 3-5 дней.
Или
Rp; Sol. Ringer –Locke  - 500 ml
D.t.d. N 1
S. Вводить по 10-20 мл подкожно  в каждую в кожную складку между плечом и локтем правого и левого крыла  1- 2 раза в день большим бакланам и лысухам в течение 3-5 дней.
Rp; Sol. Regidroni  - 500 ml
D.t.d. N 1
S. Вводить через зонд в желудок по 10-20 мл   1- 2 раза в день большим бакланам и лысухам в течение 3-5 дней.

Одновременно с проводимым лечением по прописи выше   птиц стали отмывать в двух растворах- Ферри и А8  Минского производства. Однако А8 оказался менее эффективным ( порядка в три раза меньшая активность отмывки по отношению Ферри).Промывки шли последовательно – 2 раза в день с последующей сушкой птиц и кормлением после полного просыхания оперения. Во время работы с загрязненными птицами , мы различали несколько степеней поражения: 1 степень – на пере визуализировалось от одного до нескольких пятнышек нефти. 2-ая степень на пере пятнышки сливаются , образуя локусное поражение какой либо части тела. 3-я степень поражения все перо покрыто нефтяной пленкой. 4 ая степень поражения птица находится в нефтяном сгустке.  Был отмечен следующий феномен : на повышение  процента последующей гибели птиц влияло количество нефти находящимся на пере . Чем меньше было нефти на пере с тем большим процентом выживали птицы , но это наблюдение было справедливым лишь для первых трех степеней загрязнения. В то время когда живые птицы с четвертой степенью загрязнения  выживали в большем проценте случаев- порядка 50%. Этот феномен. На наш взгляд объясняется следующей  этиологической картиной: Живые птицы с четвертой степенью загрязнения попадают в руки спасателей быстрее, нежели их собратья с более незначительными дефектами, и поэтому экспозиция токсинов нефти на организм птицы составляет самое минимальное значение, в то время, как птицы с незначительным загрязнением сохраняют первое время хорошую подвижность и различные поведенческие безусловные рефлексы, в которые входят чистка пера от загрязнения ( таким образом нефть попадает в желудок), и стремление обогреться под солнцем во время  нарастающей гипотермии ( таким образом летучие фракции нефти попадают ингаляционно с пера птицы в респираторную систему птиц. Несмотря на различные пути поступления токсикантов нефти в организм птиц ,поражение птиц носило системный характер затрагивающий в зависимости от экспозиции отравляющих веществ все жизненные системы птиц: желудочно кишечный тракт, печень, почки, легкие, сердце. О патогенном воздействии на организм птиц свидетельствовали пробы крови взятых у некоторых экземпляров, например как у   лысух Fulica atra: Общий белок г/л -44, Альбумин г\л  -23, Мочевина ммоль\л   -  1, Креатинин мкмоль\л – 39, М очевая кислота ммоль\л -1,111, Холестерин ммоль\л-7,Триглицериды ммоль\л  - 5,34, Кальций общий ммоль\л-2,27, Фосфор моль\л-   1,47, Щелочная фосфатаза ед\л- 1418, АлТ ед\л -  25, АсТ ед\л- 451, ЛДГ ед\л-  474,  гамма-ГТФ ед\л  -4,  амилаза ед\л -  2801, СРБ -  0,001, Глюкоза моль\л - 9,9, RBC-   2, HGB -  13,8,  HCT- 34,2. , PLT -219, PCT-  132, MCV-   171, MCH  -69,2.,
MCHC-  40,5., RDW  - 1,2., MPV-6., PDW-6,9
По данным биохимического анализов крови обнаружено, что повышены (триглицериды 5,34- моль\л,  щелочная фосфатаза- 1418, АсТ- 451 ед\л, амилаза 2801 ед\л).Это говорит о системном характере воздействия токсикантов на внутренние органы птиц- таких как поджелудочная железа, щитовидная железа, ж.к.т)  
В качестве  упаковки в поле для транспортировки  птиц в условия стационара использовались картонные коробки с вентиляционными отверстиями- после употребления картонные коробки уничтожались.  На процент гибели птиц также влиял и вид птицы,  если поганки и кулики погибли все без исключения,  то другие виды птиц, такие как лысухи, утиные после лечения чаще выживали в соответствии со степенью загрязнения и быстроты оказания ветеринарной помощи.  Во время содержания пораженной птицы очень остро стояла проблема проникновения токсинов через легкие птиц. Так как постепенное отмывание птиц не могло сразу устранить наличие нефтяных пятен на пере птицы , то неизбежное испарение летучих фракций неизбежно попадало через респираторную систему в организм птиц. К сожалению, данная проблема не была решена и в развернутой палатке госпиталя птиц WWF. Отсутствие вытяжных вентиляторов в палатке, отсутствие моющегося пола в палатке ( она стояла на земле, который втягивал в себя нефть и тем самым земля способствовала  постоянному наличию нефтяных фракций  в воздухе стационара WWF. Данная проблема была решена позднее в госпитале птиц Зеленый попугай, из за наличия еще ранее  оборудованных вольер с жестяным ( нержавейка) полом и наличием вытяжных вентиляторов, что поспособствовало большему проценту спасенных птиц.

Патологоанатомическое вскрытие  

При вскрытии  павших птиц обнаружились следующие закономерности:  различной тяжести воспаления легких, отсутствие жира у поганок, у лысух его присутствие. Увеличенные печень, с различными изменениями цвета- от темнокрасного (кровенаполненной), до желтушности печени. Почки увеличены и мраморные. Некроз кутикул желудка у птиц(например лысух) доходило до поражения  9/10 части общей площади. При гистологических исследованиях обнаружены следующие изменения в тканях погибших птиц – выпоты  в легких и скопление в легких жидкости, ателектазы, жировые дистрофии печени, некрозы кутикулы желудка.   

Микробиологические исследования

Микробиологическое исследование пораженных птиц в районе косы Чушки показало носительство  Coccus spp, Proteus vulgaris, Streptococcaceae Fam.Nov   и Staphylococcus Rosenbach  , E.coli spp,., Сравнивание полученных данных с территории нефтяного загрязнения  с микробиологическими данными экологических  чистых экспертных площадок на территории Реабилитационного Центра д Папушево вблизи Окского заповедника проведенных среди дикой птицы серая мухоловка Muscicapa striata (Pall), лесной конек Anthus trivialis (L) Обыкновенная овсянка Emberiza citrinella (L),обыкновенная чечевица Carpodacus erythrinus (Pall),пеночка -теньковка Phylloscopus collybita (Vieill) показало, что взрослые воробьиные птицы Окского Государственного Биосферного Заповедника являются носителями следующей микрофлоры: Botricis, Aspergellus niger, Pennicilium  Echerihia coli, Proteus vulgaris, Coccus. У части воробьиных птиц роста микробов на питательных средах обнаружено не было. Однако при рутинном ветеринарном обследовании клинических признаков заболевания птиц при носительстве вышеперечисленных микроорганизмов обнаружено не было. В то же время, при обследовании  птенцов белоплечего орлана  Haliaeetus pelagicus Pall на заливе Чайво северного  Сахалина  выявленная  микрофлора  являлась условнопатогенной  E.coli spp, Coccus spp, Pennicilium spp однако у птенца  с патологией почек обнаружены  кампилобактерии, также отмечен факт гибели одного из птенцов  Haliaeetus pelagicus Pall ( найден под гнездом спустя 4 дня после гибели)от инфекционного перикардита   вызванного  инфекцией  S.minneapolis. Нами отмечена локальная эпизоотия  с явлением массовой гибели среди верхнеклещенской колонии Воронежской области луговых луней Circus pygargus, вызванной Streptococcaceae Fam.Nov   и Staphylococcus Rosenbach  - 88,8% , а у части погибших птиц  micrococcus Cohn-11,1% . Таким образом с уверенностью можно сказать , что выделенная микрофлора  Streptococcaceae Fam.Nov   и Staphylococcus Rosenbach  у птиц с нефтяным загрязнением является патогенной.  

Обсуждение

Отмечен вторичный характер поражения организма птиц на фоне предыдущего нарушения осмотического давления крови и интерстициальной жидкости. На вскрытии это демонстрировалось изменением структуры печени, почек и возникновения пневмоний различной степенью тяжести. Безусловно, такое комплексное воздействие на органы токсинами мазута самым негативным образом сказывается на функциях всего организма, всех тканей, всех органов и всех клеток. Характер повреждений тканей организма птиц указывает, что воздействие токсинов мазута идет сразу по нескольким направлениям, но в разных временных режимах, а именно непосредственно после контакта токсинов нефти идет местное воздействие, которое характеризуется негативным прессингом мазута на ткани . Вследствие этого возникают локальные воспаления- однако наиболее быстро они проявляются в зоне непосредственного  воздействия на слизистые птицы- в частности на конъюнктиве глаз. В итоге развивается стойкое локальное катаральное воспаление. Следующий путь проникновения токсинов в организм птицы это желудочно-кишечный тракт. Птица получив дозу мазута на перья, рефлекторно счищает его своим клювом, и чем интенсивнее она это делает, тем больше токсин проникает в желудок, где и отмечен самый  негативный  участок местного воздействия - денатурация белков кутикулы, которое тем сильнее, чем больше  количество поглощенного птицей мазута ( нефти). Из –за  нарушения тепловой проводимости пера в процессе загрязнения мазута и возникающей стойкой гипотермии ( температура  всех отловленных птиц при измерении составила диапазон порядка 36,8-39,2С ) птица вынуждена находить решение проблемы в активной солнечной инсоляции на берегу моря или на лужайках или на дорогах. Однако при нагревании под солнцем , нефть находящаяся на пере,  испаряется, вследствие чего возникает следующий тип воздействия токсинов на организм – через газ (пар), который  резорбируется в организм через легочную ткань. Безусловно, это самый легкий путь проникновения токсина это легкие. Ввиду того, что птица в течение продолжительного времени вдыхает воздух содержащий летучие фракции нефти, то в тканях , в том числе и тканях ЦНС аккумулируется токсин, который и формирует  дополнительный токсический эффект различной степени тяжести , который у птиц представлен в виде:  а) оглушенности ( птица с запозданием реагирует на приближающуюся опасность в виде людей, хищных животных, автомобилей на дорогах) , б) комой ( во время которой и наступает гибель пораженного животного. При относительно небольшой концентрации газа и сравнительно продолжительной его экспозиции возникают органические поражения легких  характеризующиеся как 1)Ателектазы легких. 2) лобарные пневмонии . Этот процесс  усугубляется активацией патогенных микроорганизмов Streptococcaceae Fam.Nov   и Staphylococcus Rosenbach.  На последних этапах развития токсикоза отмечается бледность слизистой ротовой полости, которая может быть обусловлена а) предшествующим воздействием на легкие газа ( пара) нефти и  б) непосредственным всасыванием  через ротовую полость токсинов в верхнюю полую вену, а оттуда непосредственно в сердце, малый круг кровообращение, а затем и в общий кровоток. Таким образом бледность слизистой объясняется анемией произошедшей вследствие интенсивного снижения гемоглобина в эритроцитах  крови птиц. При оказании помощи пораженным птицам лучшую помощь в отмывании оказывает моющее средство Ферри . Этим средством путем последовательных процедур отмытия в теплой воде и сушки  птиц в теплом помещении достигается полное удаление нефти с оперения птицы. Огромное значение носит интенсивная вентиляция теплых помещений в которых содержатся птицы, которая препятствует ингаляционному отравлению птиц парами летучих фракций нефти. Не меньшее значение имеют моющиеся поверхности в теплых местах содержания птиц. В качестве легкого напольного покрытия можно предложить оцинкованное кровельное железо легко и быстро устанавливаемое  в любом месте. Земляное покрытие  употребленное в палатке WWF к сожалению впитало нефть а затем явилось в свою очередь источником паров нефти в замкнутом пространстве, усугубившимся полным отсутствием вытяжной вентиляции и недостаточной работой установленной печки в качестве источника тепла. Содержание птиц после проведенной реанимации  в вольерных условиях  , где присутствовала в достаточном количестве вода достаточно благоприятно, что сказывалась на дальнейшем выпуске птиц на волю. Пораженных птиц кормили   кусочками рыбы, мяса, и комбикормом( для лысух и утиных).  Подкожно в Plica alarm с обеих сторон вводились натрия хлорид 0,9%,  Рингера-локка,  5% глюкоза, витаминные препараты- С,   препараты иммуним , а при гипотермии препарат темперин. Через ротоглотку методом зондирования вводился раствор регидрона.

Выводы

Через Краснодарский регион на момент катастрофы с 15 ноября 2007г  проходит большой миграционный поток птиц из северных районов России в южном направлении.
Часть миграционного потока подверглись контаминации мазута ( нефти) и погибли сразу (ориентировочно от 10.000 особей и выше), Другая часть  миграционного потока поражена нефтью - количество его оценивается в несколько тысяч птиц- 3-4 000 .
Все птицы с контаминацией нефти имеют как функциональные, так и органические       патологические изменения в печени, почках, легких и желудке, то есть поражения носят системный характер.
Вследствие воздействия нефтяных продуктов в легких  птиц отмечаются выпоты, ателектазы, жировая дистрофия печени, некроз кутикулы желудка.
Наличие среди условно патогенной микрофлоры пораженных диких птиц таких микробов как Streptococcaceae Fam.Nov   и Staphylococcus Rosenbach  позволяет говорить об начавшемся инфекционном процессе, носящий безусловный секундарный характер.  
При отсутствии помощи вся пораженная птица неизбежно погибает.
Несмотря на проводимые противотоксические мероприятия вся большая и малая чомга гибнет ( из за специфики содержания в неволе и  из за стресс-факторов), поэтому проводить работу по отмыванию чомг - нецелесообразно , в то время как лысухи, утиные  перспективные виды для спасения.
Для реанимационного отделения по чистке оперения птиц от нефти необходима установка вытяжного вентилирования, моющегося пола, и достаточного количества окружающего нейтрального тепла.
Лучшим реагентом  на момент 2007 года для отмывания птиц явился Ферри.
При лечении птиц хорошо показало себя следующее лечение: подкожно в Plica alarm  натрия хлорид 0,9%,  Рингера-локка,  5% глюкоза. Внутримышечно- витаминные препараты- С, В12, В1, В6, никотиновая кислота, имуним  ,   а при гипотермии препарат темперин.  Перорально – солевые растворы  таких как регидрон, хлорид натрия…

Использованная литература

Г.П.Мелехин.. Н.Я.Гридин "Физиология сельскохозяйственной птицы" Москва "Колос" 1977г, 256с
Чистович Г.Н. патогенез стафилококковой инфекции (микробиологические,общепатологические и иммунологические аспекты ). Л., 1961.216 с
Романов В.В. Радун Ф.Л., Родин В.И " Терапия антибиотиками и иммунимом холеры птиц”.   Материалы 8 международного конгресса по проблемам ветеринарной медицины мелких домашних животных.  С 286 6-8 апреля 2000 года, Москва, Россия.
Романов В.В., Котюков Ю…, к.б.н.Панченко В.Г ., к.в.н Радун Ф.Л., Антонюк Э.В  «Диспансеризация диких видов птиц Окского Биосферного Заповедника 1998 по 2003 года»  Материалы Международного Ветеринарного конгресса апрель 2004г.
Птицы Европейской России. Полевой определитель,2000. Флинт В.Е, Мосалов А.А, Лебедева Е.А изд Москва. Алгоритм.224с
Дорман А. , Веге Т. Карманный справочник по лабораторной диагностике - М, 2000. - 272с
Комаров Ф. И. , Коровкин Б. Ф. , Меньшиков В. В. Биохимические исследования в клинике. М. , Элиста, 2001. – 216 с.
Лифшиц В. М. , Сидельникова В. И. , Биохимические анализы в клинике. Справочник. - М. , 2002. -208с