Одной из постоянных частей является почвенная вла­га. Гигиеническое значение почвенной влаги состоит в том, что все химические вещества, а также биологичес­кие загрязнители почвы (яйца гельминтов, простейшие, бактерии, вирусы) могут мигрировать в почве только с почвенной влагой. Кроме того, все химические и биохи­мические процессы, протекающие в почве, в том числе процессы самоочищения почвы от органических соеди­нений, осуществляются в водных растворах.

Другой постоянной частью почвы является воздух. Гигиеническое значение почвенного воздуха состоит в том, что отклонение от его естественного состава может явиться показателем загрязнения почвы. Кроме того, с почвенным воздухом могут передвигаться на большие расстояния летучие загрязнители почвы. Кислород по­чвенного воздуха обеспечивает процессы самоочищения почвы от органических загрязнителей.

В результате хозяйственной (бытовой и производ­ственной) деятельности человека в почву поступает раз­личное количество экзогенных химических веществ: пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов ро­ста растений, поверхностно-активных веществ (ПАВ), полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), промышленных и бытовых сточных вод, выбросов про­мышленных предприятий и транспорта и т. п.

Почва, являясь элементом биосферы Земли, форми­рует химический состав потребляемых человеком про­дуктов питания, питьевой воды и отчасти атмосферного воздуха; этот состав зависит от естественной химической природы почв, а также качества и количества вносимых в почву экзогенных химических веществ. Описаны слу­чаи отравления людей и животных, употребляющих фитомассу, выращенную на

Таблица 48

Классы опасности химических, веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов, отходов

земельных участках эндемических районов и содержащую повышенные концентрации некоторых химических веществ. Так, растения, произрастающие на щелочных почвах (США, Канада, Ирландия) с высоким содержанием селена, могут накапливать его в количествах до 5000 мг/кг. Высокая концентра-селена в растительных продуктах является причиной возникновения «щелочной болезни» скота (селеновый токсикоз), отравлений людей и массовой гибели сельскохозяйственных животных.

В настоящее время, кроме естественных эндемических почвенных регионов, появились искусственные биогеохимические районы и провинции. Их появление связано с использованием разнообразных пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растений и других химических веществ, а также с поступлением в почву промышленных выбросов, сточных вод и отходов, содержащих химические вещества, относящиеся к разным классам опасности (таблица 48).

В искусственных геохимических провинциях отмечается повышение уровня заболеваемости, иногда врожденные уродства и аномалии развития, нарушения физического и психофизического развития детей.

Помимо отдаленных последствий, в искусственных геохимических провинциях наблюдаются случаи не только хронических, но и острых отравлений при проведении работ на сельскохозяйственных полях, огородах, садах, обработанных пестицидами, а также на земель­ных угодьях, загрязненных экзогенными химическими веществами, содержащимися в атмосферных выбросах промышленных предприятий. Так, например, загрязне­ние почвы фтором за счет промышленных выбросов при­водит к накоплению его в растениях, а затем к развитию флюороза у людей, потребляющих культурные расте­ния, выращенные на этой почве. При этом отмечается неблагоприятное влияние фтора на функцию кроветво­рения, фосфорно-кальциевый обмен, наблюдается воз­никновение болезней печени, почек и других наруше­ний. Кроме того, повышенное содержание фтора в почве приводит к нарушению процессов ее самоочищения.

Поступление в почву ртути даже в незначительных количествах оказывает большое влияние на ее биологи­ческие свойства; так, установлено, что ртуть снижает аммонифицирующую и нитрифицирующую активность почвы. Повышенное содержание ртути в почве населен­ных мест оказывает неблагоприятное воздействие на орга­низм человека: наблюдается увеличение частоты заболе­ваний нервной и эндокринной систем, мочеполовых органов. Свинец при попадании в почву угнетает дея­тельность не только нитрифицирующих бактерий, но и микроорганизмов-антагонистов кишечной и дизентерий­ной палочек Флекснера и Зонне, удлиняет сроки само­очищения почвы; при повышенном содержании его в почве у населения наблюдаются патологические измене­ния со стороны кроветворной и репродуктивной систем, органов внутренней секреции, а также отмечается учаще­ние случаев злокачественных новообразований. К мик­роэлементам, повышенное содержание которых в почве вызывает неблагоприятные последствия, относятся бор, ванадий, таллий, вольфрам и др.

В искусственно образовавшихся эндемических про­винциях наблюдаются острые и хронические отравле­ния, аллергические заболевания. Отмечается также по­вышение бластомогенной опасности почвы, что связано с повышенным содержанием в ней бензапирена вблизи аэродромов, а также вдоль коридоров движения самоле­тов. Искусственные геохимические провинции с повы­шенным содержанием канцерогенных веществ в почве наблюдаются также вблизи ТЭЦ с малоэффективными золоуловителями, в районах лесных пожаров, вблизи автомагистралей и т. д. Поэтому общая санитарная оценка по содержанию экзогенных химических веществ имеет большое значение. Из почвы через питьевую воду, пищевые продукты и атмосферный воздух экзогенные химические вещества поступают в организм человека по биологическим пищевым цепочкам.

Находящиеся в почве химические соединения смываются с ее поверхности в открытые водоемы или поступают в грунтовый поток воды, тем самым определяя качественный состав хозяйственно-питьевых вод, а также пищевых продуктов растительного происхождения. Качественный состав и количество химических веществ в этих продуктах во многом определяется типом почвы и ее химическим составом.

РОЛЬ ПОЧВЫ В ПЕРЕДАЧЕ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Особое гигиеническое значение почвы связано с опасностью передачи человеку возбудителей различных инфекционных заболеваний. Несмотря на антагонизм почвенной микрофлоры, в ней длительное время способны сохраняться жизнеспособными и вирулентными возбудители многих инфекционных заболеваний. В течение ого времени они могут загрязнять подземные водоисточники и заражать человека. Выживаемость отдельных микроорганизмов в почве приведена в таблице 49.

Длительно сохраняются в почве не только патогенныe бактерии, но и вирусы. В почве длительно (20-25 лет) сохраняются споры патогенных микроорганизмов: столбнячной палочки, возбудители газовой гангрены, ботулизма и сибирской язвы.

Таблица 49

Выживаемость в почве некоторых патогенных микроорганизмов

Таблица 50

Степень загрязнения и опасности почвы и показатели ее санитарного состояния

1 Наименьшая масса почвы, в которой содержится 1 кишечная палочка, г.; 2 Наименьшая масса почвы, в которой содержится 1 анаэробный микроорганизм, г.; 3 Отношение почвенного белкового азота (азота гумуса) ко всему количеству органического азота в почве, мг/кг; 4 Отношение содержания экзогенных химических веществ в почве к ПДК этого соединения в почве, мг/кг; 5 Наименьшая масса почвы, в которой содержится 1 термофильный микроорганизм, г.

Через загрязненную почву передаются возбудители острых инфекционных желудочно-кишечных заболеваний, лептоспирозы, бруцеллез, туляремия, сибирская язва, туберкулез, гельминтозы, инфекционный гепатит, энтеровирусные, ,а также неко­торые аденовирусные заболевания.

Наиболее простой путь заражения — через руки, загрязненные инфицированной почвой. Описан случай эпидемии брюшного тифа, охватившей за 36 дней 60% детей в детском саду, инфицированных через загрязненный пе­сок. Однако чаще встречаются более сложные пути пере­дачи инфекционного начала через почву. Имеются дан­ные о вспышках тифа, возникших в результате проник­новения возбудителей из загрязненной почвы в грунтовые воды, колодезных эпидемиях брюшного тифа и дизенте­рии, связанных с загрязнением почвы. С почвенной пы­лью могут распространяться возбудители ряда других инфекционных болезней (микробактерии туберкулеза, вирусы полиомиелита, Коксаки и др.) Почва играет эпидемическую роль в распространении гельминтов. В естественных условиях в почву постоянно поступают органические вещества, в первую очередь вещества растительного происхождения. Уровень загрязнения почвы органическими веществами является косвенным показателем эпидемической опасности почвы. Перечень показателей степени загрязнения почвы, ее санитарной и эпидемической опасности приведен в таблице 50.

В последнее время оценка эпидемической опасности почв населенных пунктов проводится по количеству в 1 г почвы бактериальных клеток (кишечные палочки, энтерококки, патогенные энтеробактерии, энтеровирусы) и гельминтов с учетом характера землепользования.

ПРОЦЕССЫ САМООЧИЩЕНИЯ ПОЧВЫ

Попавшие в почву со сточными водами или твердыми отходами органические вещества, содержащие белки, ары, углеводы и продукты их обмена, подвергаются распаду вплоть до образования неорганических веществ — процесс минерализации. Параллельно в почве происхо­дит процесс синтеза из органических веществ нового слож­ного органического вещества почвы, получившего назва­ние гумуса. Процесс синтеза почвенного вещества назы­вается гумификацией, а оба биохимических процесса (минерализации и гумификации), направленные на вос­становление первоначального состояния почвы, получи­ли название процесса самоочищения почвы.

Механизм самоочищения почвы весьма сложен, схе­матически этот механизм можно представить следую­щим образом. Органические вещества, попавшие в по­чву со сточными водами, продолжают свое передвижение в горизонтальном и вертикальном направлениях. Дос­тигнув грунтовых вод, фильтруемая жидкость с загрязнениями вливается в грунтовые воды и в дальнейшем подчиняется направлению и скорости их движения. По мере передвижения загрязнений с почвенной влагой в фильтрующем слое грунта количество загрязнений (взве­шенных, коллоидных, растворенных веществ, бактерий, вирусов, яиц гельминтов) постепенно уменьшается бла­годаря механической, физической, физико-химической, химической и биологической поглотительной способно­сти почвы. Интенсивность поглощения указанных за­грязнений тем больше, чем меньше размер частичек грунта, она увеличивается по мере заиливания проме­жутков между частицами и понижения коэффициента фильтрации. С гигиенической точки зрения особенно важен вопрос о поглощении почвой бактерий. Поглоще­ние бактерий происходит под действием механического фактора, поверхностной энергии электрохимических вза­имоотношений и зависит от вида бактерий, их подвиж­ности, размеров почвенных частиц, рН среды и пр.

Обезвреживание чужеродного для почвы органичес­кого вещества, поступившего со сточными водами или твердыми отбросами (отходами), осуществляется глав­ным образом микроорганизмами, входящими в состав биоорганоминерального комплекса почвы.

Углеводы, попавшие в почву с отбросами или сточны­ми водами, в аэробных условиях, благодаря деятельности микроорганизмов, подвергаются превращениям, в результате которых происходит синтез гликогена микробной клетки, образуются вода и CO2, выделяется энергия. В анаэробных условиях биохимический процесс разложения углеводов гораздо сложнее. Разложение углеводов заключается в образовании жирных кислот с их последующим распадом до водорода, CO2, метана и других газов. Анаэробное дыхание происходит без участия свободного порода. Микроорганизмы получают необходимую энергию путем расщепления сложной молекулы органического вещества на более простые. При этом выделяется гораздо меньше энергии, чем при кислородном дыхании.

Расщепление жиров в почве происходит очень медленно, так как жиры мало подвержены процессам биохимического разрушения. В аэробных условиях этот процесс протекает с образованием липидов микробной клетки и выделением воды, CO2, энергии. В анаэробных условиях разложения жиров осуществляются примерно по той же схеме, что и углеводородов.

Расщепление белков происходит с участием микроорганизмов, так как азот является одним из органогенов, необходимых для развития любого микроорганизма. Источником азота служат белоксодержащие вещества. Сложные молекулы белка (пептиды) под влиянием ферментов, выделяемых микроорганизмами, расщепляются до альбуминов и пептонов, а затем до аминокислот. Часть аминокислот используется как пластический и энергетический материал размножающимися микроорганизмами биопленки, а часть подвергается дезаминированию с образованием аммиака, воды и СО2. В аэробных условиях образовавшийся аммиак растворяется в воде, получается гидроксид аммония.

Большая часть аминокислот, образовавшихся из белков отходов при их расщеплении, используется как пластический материал для биосинтеза микроорганизмов. В дальнейшем при отмирании этих микроорганизмов образуется гумус почвы, а при самоокислении в конечном счете карбонат аммония.

Азотосодёржащие органические вещества попадают в почву не только в виде белка, но и в виде аминокислот и продуктов белкового обмена, в частности мочевины. Мочевина под влиянием уробактерий и их фермента уреазы гидролизуется и также образует аммоний. Обра­зующийся аммоний в дальнейшем подвергается биохи­мическому окислению при помощи аэробных бактерий. Этот процесс, получивший название нитрификации, осу­ществляется в две фазы: в первой фазе аммонийные соли превращаются в азотистые соединения (нитриты) при участии бактерий из рода В. Nitrosonomas, а вто­рой — в азотные соединения (нитраты) под влиянием бактерий из рода В. Nitrobacter.

Таким образом, азотная кислота в виде минераль­ных соединений (нитратов) является конечным продук­том окисления белковых веществ и продуктов обмена в животном и растительном организмах.

Одновременно с окислительными процессами в по­чве происходят и восстановительные процессы, т. е. денитрификация.

Степень восстановительного действия бактерий, по­мимо их биохимических особенностей, зависит от соста­ва среды, ее реакций и других условий. В щелочной среде и при широком доступе воздуха восстановитель­ный процесс не идет дальше образования солей азотис­той кислоты; в кислой среде и при затрудненном притоке кислорода восстановление идет до аммиака. Денитрификацией в узком смысле слова называют разложение нит­ратов и нитритов с выделением свободного азота. Не имея свободного кислорода или располагая им в ограни­ченном количестве, денитрифицирующие бактерии бе­рут его у солей азотной и азотистой кислот, одновремен­но окисляют безазотистые органические соединения, черпая в этом окислительном процессе нужную им энер­гию. Этот сложный процесс является одновременно окис­лительным и восстановительным.

Процесс денитрификации характеризуется обильным выделением газов, состоящих обычно из смеси азота и СО2, иногда с примесью оксида азота.

Гигиеническое значение денитрификации весьма важ­но в связи с тем, что этот процесс при работе сооруже­ний по почвенной очистке может быть преобладающим, например в начальный период эксплуатации полей оро­шения. Положительным моментом в этом процессе явля­ется то, что при дефиците кислорода воздуха используется кислород нитратов, чем предотвращается загрязнение ими подземных вод. Судьба нитратов, образовавшихся при биохимическом окислении органических веществ, сводится к тому, что часть из них усваивается корнями растений, часть подвергается денитрификации и, нако­нец, используется для синтетических процессов микро­организмами.

Если в почве обезвреживание органического вещества в основном осуществляется путем биохимических процессов минерализации, нитрификации, денитрифи­кации и лишь незначительно за счет твердых отбросов, осадка сточных вод и активного ила в искусственных сооружениях осуществляется главным образом за счет Процессов гумификации при участии термофильных микроорганизмов. Схематично процесс гумификации может быть представлен следующим образом.

Таблица 51

Процесс гумификации

Все названные выше почвенные процессы имеют боль­шое санитарно-гигиеническое значение. Они лежат в ос­нове широко используемых методов почвенного обезвре­живания нечистот и отбросов, в частности биотермического.

Биотермическое обезвреживание органических за­грязнений обеспечивает разрушение сложного органи­ческого вещества отходов и продуктов обмена (мочевина, мочевая кислота и др.) до более простых соединений, которые затем термофильными микроорганизмами в при­сутствии кислорода превращаются в новое, устойчивое, безопасное в санитарном отношении вещество — гумус. Одновременно происходит уничтожение вегетативных форм патогенных бактерий, вирусов, простейших, яиц гельминтов, яиц и личинок мух, семян сорняков.

САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ

Санитарная охрана почвы относится к числу важ­нейших гигиенических задач санитарно-эпидемиологической службы. К числу основных мероприятий по са­нитарной охране почвы можно отнести следующие.

1) Законодательные, организационные и админист­ративные мероприятия.

2) Технологические мероприятия, направленные на создание безотходных и малоотходных технологических схем производства, уменьшающих и снижающих до ми­нимума образование отходов.

3) Санитарно-технические мероприятия по сбору, уда­лению, обезвреживанию и утилизации отходов, загряз­няющих почву (санитарная очистка населенных мест).

4) Планировочные мероприятия, касающиеся науч­ного обоснования и соблюдения величин санитарно-защитных зон между очистными сооружениями и жилы­ми зданиями, местами водозабора, выбора схем движения автотранспорта, выбора земельных участков под очист­ные сооружения.

5) Разработка гигиенических нормативов для оцен­ки санитарного состояния почвы при поступлении в нее органических, биологических (патогенные и условно-патогенные вирусы, бактерии, простейшие, яйца гель­минтов) и химических (пестициды, тяжелые металлы, бензапирен и др.) загрязнителей. В настоящее время утверждено около 50 ПДК вредных веществ в почве.

8.5. ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ

Пища, наряду с такими важными компонентами, как белки, углеводы, аминокислоты, витамины, жиры и другие вещества, содержит большое количество раз­личных по химической структуре соединений, представ­ляющих потенциальную опасность для здоровья. В свя­зи с повсеместным загрязнением окружающей среды, наличие токсикантов в пищевых продуктах — весьма актуальная проблема.

Контаминанты пищевых продуктов (естественные и антропогенные) представляют наибольшую опасность для здоровья человека. К подобным загрязнителям химического происхождения относятся: металлы (ртуть, свинец, хром, мышьяк, кадмий и т. д.), пестициды и продукты их деградации и метаболизма (в частности, хлорорганические и фосфорорганические), радиоизотопы (цезий-137, стронций-90, йод-131), такие вещества, как нитриты и нитраты, асбест, соединения фтора, селен, полихлорированные соединения, стимуляторы роста растений и сельскохозяйственных животных и т. д. Среди контаминантов биологического происхождения выделяют бактериальные токсины (клостридии ботулизма, стафилококки), целый спектр микотоксинов (афлатоксины, охратоксины, трихотецены, патулин, стеригматоцистин, цитринин и т. п.), токсины одноклеточных и многоклеточных водорослей. Об экологическом значе­нии некоторых из перечисленных загрязнителей и их реальной и потенциальной опасности речь шла в различных разделах настоящего пособия. Остановимся лишь на двух важных аспектах проблемы — загрязнении пи­щевых продуктов в результате химизации животноводства
и использовании пищевых добавок.

В марте 1996 г. в Санкт-Петербурге проходил международный экологический кинофестиваль. Диплом за Новый взгляд на проблему был присужден фильму из (Великобритании «Свинская медицина», где на примере свиноводческой фермы рассказано о малоизвестной негативной роли сельского хозяйства в нашей жизни, а именно о загрязнении продуктов животноводства лечебно-профилактическими средствами и ростостимулирующими препаратами, остаточные количества которых, обнаруживаемые в продуктах, могут оказывать вредное влияние на организм людей.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6