Влияние загрязнения почвы на организм человека. Химический состав почвы - критерий вашего здоровья

В результате проведения многих химических и микробиологических исследований было установлено, что в человеческом организме содержится около 60 микроэлементов и минералов, которые принимают участие в переработке пищи, воспроизведении воздуха, регенерации клеток и корректировании повреждений и микронарушений. Для хорошего самочувствия и поддержания здоровья человеку нужно употреблять около 25 микроэлементов ежедневно. Большая часть этих микроэлементов поглощается из пищи и атмосферы. Поскольку большинство необходимых продуктов произрастает именно из почвы, здоровая и слаженная жизнедеятельность человека напрямую зависит от химического состава почвы и ее качества.

В начале ХХ века доктором В. Вернадским и многими другими учеными проводились анализы грунта и взаимосвязь его здоровья и насыщенности микроэлементами с возникшими воспалительными процессами и заболеваниями в организме человека. В 1958 году было установлено, что более 18 заболеваний в организме человека на исследуемой территории были связаны с отсутствием или превышением содержания в грунте определенных микроэлементов и химических веществ.

В настоящее время ситуация значительно усугубилась, учитывая стремительные темпы развития промышленной и сельскохозяйственной сфер. Грунт претерпевает постоянное загрязнение и заражение, что прямым образом сказывается на агрохимических показателях почвы и здоровье человечества.

Важно отметить, что таблица химического состава почвы является зеркальным отражением наличия микроэлементов и веществ в атмосфере, потому что между атмосферой и грунтом происходит постоянный обмен элементами и круговращение. Именно из-за этого фактора от чистоты грунта и его характеристик зависит не только качество посевов и здоровый урожай, но и здоровье всех живых существ, проживающих на планете. Любая деятельность человека определенным образом влияет на агрохимический состав и структуру почв. Использование большого количества ненатуральных элементов и химических веществ приводит к насыщению почвы вредоносными микроэлементами, которые в дальнейшем испаряются, выпадают с дождями, впитываются в растения, становятся причиной мутаций и многих хронических заболеваний.

Какие вещества входят в состав почвы?

1. Химические составляющие вещества, которые изначально не были компонентами почвы, но внесены намеренно человеком. К этой группе можно отнести:

• пестицидные добавки (в общем сложности масса добавляемых пестицидов в год составляет около 100 тонн);
• удобрения минерального характера (используются значительно реже);
• вещества химического или биологического состава, которые используются для структурирования почвы;
• химические вещества и добавки, которые стимулируют рост и плодовитость растений.

Грунт, который является перенасыщенным химическими веществами, признается полностью непригодным для дальнейшего выращивания на нем культур, поскольку химикаты могут впитываться растениями и приводить в дальнейшем к хроническим заболеваниям и многим другим серьезным проблемам в человеческом организме.

2. Вторую группу составляют химические элементы, которые просачиваются в грунт ненамеренным путем из-за близкого расположения к промышленных заводам и техногенным станциям. С ростом и расширением промышленной сферы грунт загрязняется и насыщается химическими веществами все больше. Вместе с грунтом все большему заражению подлежит и атмосфера планеты, поскольку в ней скапливаются все газы, токсичные вещества, испарения нефтепроизводства, которые в дальнейшем приводят к кислотным дождям и смогу.

По результатам химических исследований грунта, в некоторых промышленных областях было обнаружено большое содержание в почве таких металлов, как свинец, фтор, кадмий, талий, бром, ртуть, бериллий. Попадая в организм человека, эти вещества становятся участниками биологических процессов и могут провоцировать аллергические реакции, мутации, токсичные приступы, эмбрионные нарушения, онкологические проблемы.

В связи с аналитическими работами и проверками состава грунта и атмосферы, многие ученые сегодня пришли к выводу, что уже через несколько десятков лет свыше 30% людей, родившихся с начала 2000-х годов будут страдать патологическими отклонениями и генетическими заболеваниями. Усиленное развитие промышленной деятельности и продолжение процесса загрязнения планеты приводит к тому, что человечество буквально убивает источник своего благополучия и здоровья.

Закажите бесплатно консультацию эколога

Последствия патологического накопления в грунте химических веществ

Чрезмерное скопление в почве химических веществ приводит к реструктуризации почвы и потери ею своих природных функций, из-за чего нарушается биоценоз, процессы самоочищения и обновления грунта.
Загрязнение почвы вредоносными химическими веществами приводит к тому, что в человеческом организме начинают развиваться многие мутирующие заболевания, онкологические болезни, психические и неврологические расстройства. Дети из-за приобретают хронические недуги и отстают в развитии.

Насыщение почвы химическими элементами также приводит к развитию в грунте патологических возбудителей грибков и инфекций. Скопление бактерий в почве в свою очередь приводит к эпидемическим вспышкам таких заболеваний, как столбняк, ботулизм, гангрена, сибирская язва, кишечная палочка, дизентерия, брюшной тиф, полиомиелит.

Многие вредоносные микроорганизмы, которые скапливаются в почве в результате ее загрязнения, не разлагаются и продолжают свое патогенное воздействие на протяжении 20-30 лет, что значительным образом сказывается на чистоте произрастающих культур и качестве продуктов питания.

Загрязненная химическими веществами почва может стать пригодной средой для развития в ней гельминтов различных видов и характера воздействия на организм человека. Многие из данных вредителей могут сохранять функции жизнедеятельности до 10 лет.

Загрязненная и нездоровая почва становится местом для размножения грызунов, которые в свою очередь являются переносчиками различных смертельно опасных заболеваний (бешенство, чума, туляремия).

В связи с систематическим загрязнением почвы увеличивается популяция мух. Большое наличие мух в определенной области становится показателей экологического неблагополучия и загрязнения. Мухи в свою очередь также крайне опасны для человека, поскольку могут переносить многие кишечные инфекции и бактериальные недуги.

Как осуществлять очищение грунта и извлечение загрязняющих веществ?

Мусор и загрязняющие элементы из грунта удаляют путем переработки и формирования компоста, если химический состав загрязнений позволяет это осуществить.

Мусор из загрязненной зоны может удаляться путем сжигания. При этом выделяемое тепло может быть полезно для сельского хозяйства, если мусор не содержит химически активных веществ и не считается токсичным при сжигании.

Загрязненную территорию также очищают путем отделения части мусора на нужды металлургии.
Продукты древесного и бумажного происхождения, как правило, отделяют от общей массы мусора и направляют в дальнейшем для повторного производства в писчебумажную промышленность.

Изъятый из очищаемой территории мусор может послужить материалом для строительных блоков, если он не содержит химически активных веществ и не является токсичным для человеческого организма.

Лаборатория "ЭкоТестЭкспресс" производит качественный анализ грунта и предоставляет заказчику детальную информацию о составе проверяемой почвы, ее пригодности для дальнейшей эксплуатации, застройки или сельскохозяйственной деятельности. Благодаря высокотехнологичным методам проверки почвы мы гарантируем максимально эффективное и качественное сканирование грунта, а также комплексный анализ его состава согласно современным стандартам экологических проверок.

На здоровье человека может оказывать существенное влияние химический состав почвы. Еще академик В.И. Вернадский обратил внимание на значение для живых организмов некоторых микроэлементов в почве. Многочисленными исследованиями установлено, что в составе организмов постоянно присутствует до 47 химических элементов. К числу достаточно изученных относятся: медь, цинк, кобальт, марганец, йод, фтор, бор. Микроэлементы - это биогенные химические элементы, играющие роль катализаторов в организме. Велико значение микроэлементов для человека. В состав его крови входит 24 элемента. Некоторые микроэлементы входят в состав важных желез внутренней секреции - щитовидной и поджелудочной. Так цинк входит в состав щитовидной железы и гипофиза. Существенное влияние микроэлементы оказывают на функции эндокринных желез.

В состав многих химических комплексов эти вещества входят как соединения металла с белками, различными ферментами, дыхательными пигментами и гормонов. Микроэлементы участвуют в промежуточных процессах обмена веществ. В организм человека они попадают с растительной и животной пищей, отчасти с водой, по схеме: почва - растение - организм животного. Уровень обеспеченности растительных и животных организмов микроэлементами зависит в первую очередь от их содержания в почве.

Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит так же к их недостатку у растений, животных и у человека. Отсюда происходит нарушение обмена промежуточных веществ, влечет за собой усиление или ослабление синтеза биологически активных веществ, возникновение заболеваний. Заболевания, связанные с недостатком или избытком микроэлементов, получили название эндемических. В ходе хозяйственно деятельности человека идет искусственное перераспределение химических элементов в земной коре. Отсюда следует, что и химический состав почвы тоже будет изменяться. Вследствие этого могут появляться болезни связанные с недостатком или избытком микроэлементов.

Например, низкий уровень йода в почве может послужить причиной возникновения зобной болезни или кретинизма. Низкое содержание в почве и питьевой воде фтора приводит к кариесу зубов. А при высоком содержании фтора у человека и животных зубы поражаются «пятнистой эмалью». При этом заболевании нередко поражается косная система организма (флюороз). У детей раннего возраста может наблюдаться метгомоглобинемия, вызванная избытком азотной кислоты. Большую опасность представляю радиоактивные вещества, попадающие в почву. Они способны накапливаться в почвенном покрове. Источником поступления в почву радиоактивных веществ могут быть радиоактивные атмосферные осадки, отходы ядерных энергетических реакторов, регенерационные установки «горячих» лабораторий, научно-исследовательские учреждения, использующие радиоизотопы. Наибольшую опасность из радиоизотопов представляют стронций-90 и цезий-137. Эти вещества с очень длительным периодом полураспада. Радиоактивные вещества способны включаться в пищевые цепи, при этом поражая живые организмы. Поражения организмов может быть как индивидуальными - развитие злокачественных новообразований, так и генетическими, представляющими большую опасность для будущих поколений. Так же загрязняющими почву веществами являются канцерогены. Под канцерогенными веществами подразумеваются химические и биологические вещества, играющие существенную роль в возникновении опухолевых заболеваний как у животных, так и у человека. Наиболее распространенными из канцерогенных веществ - ароматические углеводороды. В эту группу веществ входит до двухсот агентов, обладающих высокой канцерогенностью. Основные источники загрязнения канцерогенами - выхлопные газы автотранспорта, самолетов, выбросы промышленных предприятий. В почву высоко канцерогенные вещества попадают из атмосферы вместе с частичками пыли, а так же в результате утечки нефти и ее переработки. В настоящее время самоочищение почв практически не происходит.

Накопление отравляющих веществ способствует изменению химического состава плодородного слоя земли, что в свою очередь отразится не только на здоровье человека, но и на его практической деятельности. Поэтому борьба с разрушением и загрязнением почв должна включать в себя комплекс мероприятий, требующих серьезного научного обоснования. Мероприятия, направленные на предупреждение загрязнения почв должны обеспечивать санитарную охрану плодородного слоя.

Большинство микроорганизмов, обитающих в почве, - сапро-фаги, которые не приносят вреда животным организмам. Вместе с тем постоянно или временно в почве обитают патогенные, болезнетворные микроорганизмы, возбудители инфекционных заболеваний. Некоторые из них (главным образом постоянные обитатели почвы) образуют спору - плотную оболочку, обеспечивающую им устойчивость к различным неблагоприятным воздействиям внешней среды: высокой температуре, высыханию, давлению, отсутствию питательных веществ.[ ...]

Заражение человека через загрязненную почву может наступить при самых различных обстоятельствах: непосредственно при обработке почвы, уборке урожая, строительных работах и т. п. К числу наиболее опасных болезней человека и животных относится сибирская язва. Возбудитель сибирской язвы - сибиреязвенная палочка, которая, попадая с мочой и испражнениями больных животных в почву, образует вокруг себя спору и в таком состоянии может сохраняться годами, особенно в каштановых и черноземных почвах. Животные, поедая корм, загрязненный этой палочкой, заражаются сибирской язвой. Человек заражается сибирской язвой, как правило, при контакте с больными или павшими животными, через продукты и сырье, полученные от больных животных (мясо, шерсть, шкуры), а также при непосредственном соприкосновении с почвой.[ ...]

Опасность для человека представляет и столбнячная палочка, которая обнаруживается в почве разных географических районов. Заражение человека происходит через поврежденную кожу или слизистую при контакте с зараженной почвой.[ ...]

Спороносная палочка - возбудитель ботулизма, тяжелого пищевого отравления, - обнаружена в среднем в 9% проб, взятых из почвы в районах Кавказа, Азовского и Каспийского морей, в Приморском крае, на Дальнем Востоке и в Санкт-Петербурге. Попадая на овощи, ягоды, фрукты, рыбу, грибы и другие продукты, при благоприятных анаэробных условиях она из споры превращается в вегетативную форму, продуцирующую токсин (яд). По силе своего действия на организм человека и животного этот токсин превосходит все другие бактериальные токсины и химические яды. Ботулизм зарегистрирован во многих странах мира - в США, Канаде, во Франции, Японии, России.[ ...]

Известные случаи заражения ботулизмом на территории нашей страны связаны с продуктами домашнего приготовления: рыбы соленой и вяленой, консервированных грибов, овощей и фруктов.[ ...]

Вместе с загрязненной почвой в поврежденные ткани человека могут проникнуть споры гангренозной палочки. Газовая гангрена протекает в виде быстро распространяющегося отека тканей и их омертвления. Вызывать ее могут несколько видов клостридий. Чаще в почве встречаются клостридии Перфрингенс типа А. Эти микробы встречаются в каждом образце почвы, попадая в рану, продуцируют токсин, который и вызывает омертвление.[ ...]

Актиномиценты, вызывающие поверхностные и глубокие микозы, а также микобактерии - возбудители туберкулеза, проказы и дифтерии - при попадании в почву также несут ощутимую угрозу: палочки туберкулеза остаются жизнеспособными до 15 месяцев, дифтерийные палочки - до двух-трех недель.[ ...]

Обычно заражение человека кишечными инфекциями происходит через загрязненные овощи. Однако не меньшую опасность представляют вторичное загрязнение подземных и поверхностных вод. Атмосферные осадки, проходя через загрязненную почву, переносят микрофлору (в том числе и возбудителей заразных заболеваний) из поверхностных слоев в нижележащие грунтовые воды, откуда возбудители болезней могут попасть в водоемы.[ ...]

Почва служит местом развития, а при определенных условиях и инфицирования мух. Обычно самка мухи откладывает яички.в местах гнилостных отбросов и нечистот. Цикл развития до окрыленной мухи происходит в земле в сухих отбросах; в них же многие мухи сохраняются в зимний период - и взрослые, и в стадии личинок. Убедительно доказано, что мухи - активные распространители кишечных и других инфекций. Многие возбудители инфекционных заболеваний сохраняются в жизнеспособном состоянии на поверхности тела мухи до двух суток, а в кишечнике еще дольше.

Министерство образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Башкирский государственный университет»

Кафедра БЖД и ООС

по дисциплине БЖД на тему:

Почва и здоровье населения

Выполнил: студент 3 курса фак. БФиЖ,

отд.журналистики Замятина В.Д.

Проверил: ассистент каф. БЖД и ООС

Нурутдинов А.А.

Уфа 2012

Введение

Глава 1. Общие понятия о почве и ее загрязнении

1 Свойства почвы

2 Загрязнение почв

3 Контроль над загрязнениями

Глава 2. Почва и здоровье человека

1 Микроэлементы

2 Показатели санитарного состояния почвы и их гигиеническое значение

3 Оценивание состояния почвы

Введение

Хорошее и крепкое здоровье человека во многом зависит от структуры и состава почвы. Это обусловлено тем, что именно от почвы зависит качество пищи, а именно состояние флоры и фауны, которые человек потребляет. Людям жизненно важно получать достаточное количество питательных веществ, которые обеспечиваются высокой калорийностью, витаминами и минералами, необходимыми для построения и нормального функционирования организма. Также следует помнить, что вместе с компонентами пищи человек получает также вещества, которые могут быть как полезными, так и вредными для его развития. Именно поэтому загрязнение почвы в реалиях современного мира является одной из главных экологических проблем, требующих немедленного решения. Почва, загрязненная вредными химическими веществами, оказывает негативное влияние не только на состояние человека, но и всего органического мира.

Неудивительно, что на сегодняшний день, ученые всего мира ломают голову над вопросами борьбы с загрязнениями почвы. Ситуация далека от идеальной, в разных уголках мира то и дело возникают проблемы, происходят выбросы вредных веществ, аварии на химических заводах.

Глава 1. Общие понятия о почве и ее загрязнении

По́чва - поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов. Её рассматривают как особую природную мембрану (биогеомембрану), регулирующую взаимодействие между биосферой, гидросферой и атмосферой Земли. Почвы являются функцией от климата, рельефа, исходной почвообразующей породы, микроорганизмов, растений и животных (то есть биоты в целом), человеческой деятельности и изменяются со временем.

В процессе почвообразования, прежде всего под действием вертикальных (восходящих и нисходящих) потоков вещества и энергии, а также неоднородности распределения живого вещества исходная порода расслаивается на генетические горизонты. Часто почвы формируются на исходно вертикально неоднородных двучленных породах, что откладывает отпечаток на почвообразование и сочетание горизонтов.

Горизонты рассматриваются как однородные (в масштабе всей почвенной толщи) части почвы, взаимосвязанные и взаимообусловленные, отличающиеся по химическому, минералогическому, гранулометрическому составу, физическим и биологическим свойствам. Комплекс горизонтов, характерный для данного типа почвообразования, образует почвенный профиль.

Почва высокодисперсна и обладает большой суммарной поверхностью твёрдых частиц: от 3-5 мІ/г у песчаных до 300-400 мІ/г у глинистых. Благодаря дисперсности почва обладает значительной пористостью: объём пор может достигать от 30 % общего объёма в заболоченных минеральных почвах до 90 % в органогенных торфяных. В среднем же этот показатель составляет 40-60 %.

Около 50-60 % объёма и до 90-97 % массы почвы составляют минеральные компоненты. Минеральный состав почвы отличается от состава породы, на которой она образовалась: чем старше почва, тем сильнее это отличие.

Минералы, являющиеся остаточным материалом в ходе выветривания и почвообразования, носят название первичных.

Почва характеризуется высоким содержанием вторичных минералов, образованных в результате глубокого химического преобразования первичных, или же синтезированных непосредственно в почве. Особенно важна среди них роль глинистых минералов - каолинита, монтмориллонита, галлуазита, серпентина и ряда других. Они обладают высокими сорбционными свойствами, большой ёмкостью катионного и анионного обмена, способностью к набуханию и удержанию воды, липкостью и т.д. Этими свойствами во многом обусловлена поглотительная способность почв, её структура и, в конечном счёте, плодородие.

Высоко содержание минералов-оксидов и гидроксидов железа (лимонит, гематит), марганца (вернадит, пиролюзит, манганит), алюминия (гиббсит) и др., также сильно влияющие на свойства почвы - они участвуют в формировании структуры, почвенного поглощающего комплекса (особенно в сильно выветрелых тропических почвах), принимают участие в окислительно-восстановительных процессах. Большую роль в почвах играют карбонаты (кальцит, арагонит). В аридных регионах в почве нередко накапливаются легкорастворимые соли (хлорид натрия, карбонат натрия и др.), влияющие на весь ход почвообразовательного процесса.

Минеральные частицы почвы всегда объединяются в агрегаты различной прочности, размеров и формы. Вся совокупность агрегатов, характерных для почвы, называется её структурой. Факторами образования агрегатов являются: набухание, сжатие и растрескивание почвы в ходе циклов увлажнения-иссушения и замерзания-оттаивания, коагуляция почвенных коллоидов (наиболее важна в этом роль органических коллоидов), цементация частиц малорастворимыми соединениями, образование водородных связей, связей между некомпенсированными зарядами кристаллической решётки минералов, адсорбция, механическое сцепление частиц гифами грибов, актиномицетов и корнями растений, агрегация частиц при прохождении через кишечник почвенных животных.

Структура почвы оказывает влияние на проникновение воздуха к корням растений, удержание влаги, развитие микробного сообщества. В зависимости только от размера агрегатов урожай может меняться на порядок. Оптимальна для развития растений структура, в которой преобладают агрегаты размером от 0,25 до 7-10 мм (агрономически ценная структура). Важным свойством структуры является её прочность, особенно водоустойчивость.

Преобладающая форма агрегатов является важным диагностическим признаком почвы. Выделяют округло-кубовидную (зернистую, комковатую, глыбистую, пылеватую), призмовидную (столбовидную, призмовидную, призматическую) и плитовидную (плитчатую, чешуйчатую) структуру, а также ряд переходных форм и градаций по размеру. Первый тип характерен для верхних гумусовых горизонтов и обуславливает большую порозность, второй - для иллювиальных, метаморфических горизонтов, третий - для элювиальных.

Техногенная интенсификация производства способствует загрязнению и дегумификации, вторичному засолению, эрозии почвы.

Основными загрязнителями почвы являются пестициды, применяемые для борьбы с сорняками. Ежегодное применение пестицидов в сельском хозяйстве в РФ в период с 1980 по 1991 гг. находилось на одном уровне и составляло примерно 150 тыс. т, а в 1992 г. снизилось до 100 тыс. т.

К регионам со значительным загрязнением почвы следует отнести Московскую и Курганскую области, к регионам со средним загрязнением - Центрально-Чернозёмный район, Приморский край. Северный Кавказ.

Почвы вокруг больших городов и крупных предприятий цветной и чёрной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения, ТЭС на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжёлыми металлами, нефтепродуктами, соединениями свинца, серы и другими токсичными веществами. Среднее содержание свинца в почвах пятикилометровой зоны вокруг ряда обследованных городов РФ находится в пределах 0,4 80 ПДК. Среднее содержание марганца вокруг предприятий чёрной металлургии колеблется в пределах 0,05-6 ПДК.

Загрязнение почв нефтью в местах её добычи, переработки, транспортировки и распределения превышает фоновое в десятки раз. В радиусе 10 км от Владимира в западном и восточном направлениях содержание нефти в почве превышало фоновое значение в 33 раза.

Фтором загрязнены почвы вокруг Братска, Новокузнецка, Красноярска, где максимальное его содержание превышает региональный средний уровень в 4-10 раз.

Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение её качества. Сильное загрязнение почвы тяжёлыми металлами вместе с зонами сернистых загрязнений, образующихся при сжигании каменного угля, приводят к изменению состава микроэлементов и возникновению техногенных пустынь.

Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндемические заболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет к болезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктах питания - к поражению суставов, их деформации, задержке роста.

В почвах подзолистого типа с высоким содержанием железа при его взаимодействии с серой образуется сернистое железо, которое является сильным ядом. В результате в почве уничтожается микрофлора (водоросли, бактерии), что приводит к потере плодородия.

Почва становится мёртвой при содержании в ней 2-3 г свинца на 1 кг грунта (вокруг некоторых предприятий содержание свинца в почве достигает 10-15 г/кг).

В почве всегда присутствуют канцерогенные (химические, физические, биологические) вещества, вызывающие опухолевые заболевания у живых организмов, в т.ч. и раковые. Основными источниками регионального загрязнения почвы канцерогенными веществами являются выхлопы автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, продукты нефтепереработки. Вывоз промышленных и бытовых отходов на свалки ведёт к загрязнению и нерациональному использованию земельных угодий, создаёт реальные угрозы значительных загрязнений атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, росту транспортных расходов и безвозвратной потере ценных материалов и веществ.

1.1 Свойства почвы

Почва является средой и основным условием развития растений. В почве растения укореняются и из нее черпают все необходимые для жизнедеятельности питательные вещества и воду. Увлажняемый слой темного цвета, имеет незначительную толщину в несколько сантиметров, содержит наибольшее число почвенных организмов, в нем идет бурная биологическая деятельность.

Гумусный слой толще; если его толщина достигает 30 см, можно говорить об очень плодородной почве, в нем обитают многочисленные живые организмы, перерабатывающие растительные органические остатки на минеральные составляющие, в результате чего они растворяются грунтовыми водами и всасываются корнями растений. Ниже располагаются минеральный слой и материнские породы.

Пористость (зависит от величины и формы зерен) крупнозернистые почвы содержат мало пор, примерно до 25% на песке или гравии, а на черноземе пористость достигает 85%, на глинистой почве пористость составляет 40-45%.

Капиллярность почвы. Способность почвы поднимать влагу. Капиллярность выше у мелкозернистых почв, а, значит высота поднятия грунтовых вод, скажем, у чернозема выше, чем на песчаной почве. Поэтому строительство благоприятнее на крупнозернистых почвах, меньше сырость, ниже грунтовые воды.

Влагоемкость почвы - то есть способность почвы удерживать влагу: высокую влажность будет иметь чернозем, меньше подзолистая и еще меньше песчаная почва. Это имеет значение для создания оптимального по влажности микроклимата внутри зданий. Считается, что почвы с большой влагоемкостью являются нездоровыми.

Гигроскопичность почвы - это способность притягивать водяные пары из воздуха. Минимальной гигроскопичностью обладают крупнозернистые почвы, свободные от загрязнений.

Почвенный воздух. Он заполняет поры меду частицами почвы, находясь в непосредственном контакте с атмосферным воздухом, отличается по составу от атмосферного. Если в атмосферном воздухе содержание кислорода достигает 21%, то в почвенном воздухе содержание кислорода значительно меньше - 18-19%. В чистой почве содержится в основном кислорода и углекислый газ, в загрязненных почвах добавляется водород и метан. Чем больше кислорода в почвенном воздухе, тем лучше идут в почве процессы самоочищения. Например, в куче мусора, где нет доступа кислорода преобладают процессы гниения, а если отходы обезвреживаются в незагрязненной почве (то есть мало отходов, много чистой почвы) то процессы самоочищения идут до конца, заканчиваясь минерализацией и гумификацией то есть образованием гумуса.

Почвенная влага существует в химически связанном, в жидком и газообразном состоянии. Влага почвы оказывает влияние на микроклимат и на выживание микроорганизмов в почве.

Важной характеристикой почвы является ее способность поглощать солнечное тепло. От этого зависит тепловой режим почвы в целом, что влияет на развитие растений, которое происходит в определенных условиях температурного режима. Изменения температурного режима почвы в сторону повышения или понижения могут отрицательно сказаться на прорастании семян и последующем развитии растений.

1.2 Загрязнение почв

Загрязнение почв - вид антропогенной деградации почв, при которой содержание химических веществ в почвах, подверженных антропогенному воздействию, превышает природный региональный фоновый уровень их содержания в почвах.

Основной критерий загрязнения окружающей среды различными веществами - проявление признаков вредного действия этих веществ в окружающей среде на отдельные виды живых организмов, так как устойчивость отдельных видов последних к химическому воздействию существенно различается. Экологическую опасность представляет то, что в окружающей человека природной среде по сравнению с природными уровнями превышено содержание определенных химических веществ за счет их поступления из антропогенных источников. Эта опасность может реализоваться не только для самых чувствительных видов живых организмов.

Загрязнение экосистемы - один из видов ее деградации, загрязнение почв - один из опаснейших видов деградации почв и экосистемы в целом.

Загрязняющие вещества (загрязнители) - это вещества антропогенного происхождения, поступающие в окружающую среду в количествах, превышающих природный уровень их поступления.

Поверхностные слои почвы легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений - токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных - лишь в течение двух-трех суток. Основные загрязнители почвы:

) пестициды (ядохимикаты);

) минеральные удобрения;

) отходы и отбросы производства;

) газо-дымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

) нефть и нефтепродукты.

Загрязнение почвы пестицидами очень распространенное явление в сельской местности. В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. Только в России используется более 100 индивидуальных пестицидов при общем годовом объеме их производства 100 тыс. т., что вызывает разнообразное загрязнение. Наиболее загрязненными пестицидами районами являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг на 1 га). В России на одного жителя в год приходится около 1 кг пестицидов, во многих других развитых промышленных странах мира эта величина существенно выше. Мировое производство пестицидов постоянно растет. Увеличивается и число их типов. Например, в США их количество достигло 900.

По мнению ученых, подавляющая часть применяемых пестицидов попадает в окружающую среду (воду, воздух), минуя виды-мишени. Пестициды вызывают глубокие изменения всей экосистемы, действуя на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения весьма ограниченного числа видов организмов. В результате наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения. К тому же человек старается использовать значительно больше пестицидов, чем это необходимо, и еще более усугубляет проблему.

Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения, которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов. Но и в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, а в более высоких концентрациях обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Попадая в организм человека, пестициды могут вызвать не только быстрый рост злокачественных новообразований, но и поражать организм генетически, что может представлять серьезную опасность для здоровья будущих поколений. Вот почему применение наиболее опасного из них в нашей стране и в ряде других стран запрещено. Таким образом, можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры. Растительный покров оказался очень чувствительным к действию пестицидов, причем не только в зонах его применения, но и в местах, достаточно удаленных от них, из-за переноса загрязняющих веществ ветром или поверхностным стоком воды. Пестициды способны проникать в растения из загрязненной почвы через корневую систему, накапливаться в биомассе и впоследствии заражать пищевую цепь. При распылении пестицидов наблюдается значительная интоксикация птиц (орнитофауны). Особенно страдают популяции певчих и перелетных дроздов, жаворонков и других воробьиных.

Работами отечественных и зарубежных исследователей неопровержимо доказано, что загрязнение почв пестицидами вызывает не только интоксикацию человека и большого числа видов животных, но и ведет к существенному нарушению воспроизводящих функций и, как следствие, к тяжелым демо-экологическим последствиям. С длительным применением пестицидов связывают также развитие резистентных (устойчивых) рас вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены.

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения. Б. Коммонер (1970) установил, что при самых благоприятных условиях из всего количества азотных удобрений, применяемых в США, поглощается растениями 80%, а в среднем по стране лишь 50%. Это приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия такого нарушения в наибольшей степени проявляются в водной среде, в частности при формировании эвтрофии, которая возникает при смыве с почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов. В последнее время выявлен еще один неблагоприятный аспект неумеренного потребления минеральных удобрений, и в первую очередь нитратов. Оказалось, что большое количество нитратов снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов - закиси азота и метана. Нитраты опасны и для человека. Так, при поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие, в частности возникновение метгемоглобинемии вследствие биологических превращений нитратов в нитриты и другие токсичные соединения азота. Неумеренное потребление минеральных удобрений вызывает в ряде районов и нежелательное подкисление почв.

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В нашей стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более; 50 млн. т. особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, а их способность к самоочищению, как известно, ограничена.

Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газо-дымовые выбросы промышленных предприятий. Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например тяжелые металлы.

Значительное количество свинца содержат почвы, находящиеся в непосредственной близости от автомобильных дорог. Результаты анализа образцов почвы, отобранных на расстоянии нескольких метров от дороги, показывают 30-кратное превышение концентрации свинца по сравнению с его содержанием (20 мкг/г) в почве незагрязненных районов. По данным агрохимической службы России (1997), почти 0,4 млн га в нашей стране оказались загрязненными медью, свинцом, кадмием и др. Еще больше земель были загрязнены радионуклидами и радиоактивными изотопами в результате Чернобыльской катастрофы. Одной из серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в таких нефтедобывающих районах, как Западная Сибирь, Среднее и Нижнее Поволжье и др. Причины загрязнения - аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы и т.д. В результате, например, в отдельных районах Тюменской и Томской областей концентрации нефтяных углеводородов в почвах превышают фоновые значения в 150- 250 раз. На тюменском Севере площади оленьих пастбищ уменьшились на 12,5%, т. е. на 6 млн га, замазученными оказались 30 тыс. га. В Западной Сибири выявлено свыше 20 тыс. га, загрязненных нефтью с толщиной слоя не менее 5 см. Значительную угрозу для здоровья людей представляет загрязнение почв различными патогенами, которые могут проникать в организм человека следующим образом (Розанов, 1984):

во-вторых, через цепь: «животные - почва - человек». Существуют ряд заболеваний животных, которые передаются человеку путем прямого контакта с почвой, загрязненной выделениями инфицированных животных; в-третьих, через цепь: «почва - человек», когда патогенные организмы попадают из нее в организм человека при прямом контакте (столбняк, ботулизм, микозы и др.).

1.3 Контроль над загрязнениями

Наблюдения за уровнями загрязнения почв ведутся на стационарных пунктах и при экспедиционных обследованиях в районах больших городов, промышленных центров, интенсивного сельского хозяйства (в связи с широким использованием ядохимикатов). Мониторинг загрязнения почв в сельскохозяйственных районах включает измерения остаточного количества ДДТ и его метаболитов, гексахлорцикло-гексана, гранозона, метафоза и других пестицидов, тяжелых металлов, полициклических углеводородов, а также определение показателей качества почв. В почвах вблизи промышленно-энергетических объектов и дорог определяется содержание тяжелых металлов, бенз(а)пирена, полихлорбифенилов. Кроме того, во всех зонах проводятся измерения потока указанных загрязняющих веществ из атмосферы (для этого проводится отбор месячных выпадений из воздуха и проб снега). Забота о сохранении почвенного плодородия требует постоянного контроля за состоянием почвы. Контроль за загрязнением нельзя отделять от наблюдений за параметрами, характеризующими плодородие почв и их устойчивость к внешним воздействиям. Иначе никогда не удастся выявить факторы, наиболее опасные для почвенного покрова.

Почва легко ранима. Мы далеко не всегда представляем себе последствия воздействий на нее. А восстанавливать почву и сложно, и дорого. С начала века фонд пахотнопригодных земель на душу населения снизился в нашей стране более чем в два 2 раза.

Необходима вневедомственная служба почвенного мониторинга, перед которой стояли бы две главные задачи: обнаружение неблагоприятных изменений почв и вызывающих их факторов, а также контроль за состоянием почв по сезонам года. Контроль должен производиться по всей площади сельскохозяйственного производства. Значит, нужна аэрокосмическая съемка и развитая сеть наземных контрольных пунктов. Особо надо следить за интенсивно воздействующими на окружающую среду промышленными предприятиями и мелиоративными системами. Обязательно должны быть расширены специальные территории, предназначенные для биосферных заповедников.

Глава 2. Почва и здоровье человека

Здоровье человека в значительной степени определятся той средой, в которой он вынужден жить, и, как оказалось, почве в этом вопросе принадлежит немаловажная роль.

Хорошее и крепкое здоровье человека во многом зависит от структуры и состава почвы. Это обусловлено тем, что именно от почвы зависит качество пищи, а именно состояние флоры и фауны, которые человек потребляет.

Прежде всего, потому, что почва - основное средство сельскохозяйственного производства. По отношению к окружающей среде и человеку почва выполняет еще одну важную роль - протекторную. Обладая способностью поглощать и удерживать в себе различные загрязняющие вещества, в том числе и радионуклиды, связывая их химическим и физическим путем, почва тем самым служит своеобразным фильтром, предотвращающим поступление этих соединений в природные воды, растения и далее по пищевым цепям в животные организмы и человека. Однако возможности почвы в этом отношении небезграничны, а уровень техногенного прессинга все возрастает, поэтому все чаще наблюдаются случаи опасного загрязнения почв и последующего отравления людей.

Людям жизненно важно получать достаточное количество питательных веществ, необходимых для построения и нормального функционирования организма. Следует помнить, что вместе с компонентами пищи человек получает также вещества, которые могут быть как полезными, так и вредными для его развития. Именно поэтому загрязнение почвы в реалиях современного мира является одной из главных экологических проблем, требующих немедленного решения. Почва, загрязненная вредными химическими веществами, оказывает негативное влияние не только на состояние человека, но и всего органического мира.

Ситуация далека от идеальной, в разных уголках мира то и дело возникают проблемы, происходят выбросы вредных веществ, аварии на химических заводах. Почва - благоприятная среда для развития микроорганизмов. В этом заключается ее эпидемиологическое значение и гигиена почвы. В составе почвенной микрофлоры содержатся и патогенные формы, вызывающие тяжелые заболевания, например возбудители столбняка, сибирской язвы, и др. В загрязненной почве происходит развитие и выплод мух и других насекомых - переносчиков возбудителей различных инфекций. Обитающие в почве грызуны заражают ее возбудителями туляремии, лептоспироза и др. Наибольшее количество микроорганизмов и яиц геогельминтов содержится на глубине 1-2 см. Постоянные обитатели почвы - спороносные анаэробы - возбудители газовой гангрены и столбняка.

Гигиену почвы ухудшает то, что в ней годами сохраняются палочки ботулизма и споры сибирской язвы, вызывающие тяжелейшие заболевания. В почве, загрязненной человеческими фекалиями, могут содержаться возбудители кишечных инфекций. Вирусы полиомиелита и микобактерии туберкулеза живут в почве более 3 месяцев. Бактерии тифопаратифозной группы сохраняются от 2-3 недель до нескольких месяцев при благоприятных условиях. Срок выживания в почве яиц геогельминтов (аскарид и власоглава) составляет 7-10 лет. Таким образом, многие важные вопросы медицины и ветеринарии не могут быть решены без учета особенностей почвенного покрова.

Почва, как составляющая часть окружающей среды, оказывает непосредственное влияние на здоровье человека. Поэтому ее загрязнение бытовыми и производственными отходами и химическими веществами может стать причиной многих заболеваний, потому требует почтительного отношения к гигиене почвы.

Рост городов и развитие промышленности приводят к существенному увеличению количества отбросов, которые вызывают загрязнение почвы, которое, в свою очередь влечет за собой загрязнение воздуха и грунтовых вод, обусловленное продуктами разложения органики и жидкой частью отбросов. А чем грязнее почва, тем больше в населенном пункте заболеваний и смертей. Тесная связь между гигиеной почвы и здоровьем жителей не вызывает никакого сомнения. Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит так же к их недостатку у растений, животных и у человека. Заболевания, связанные с недостатком или избытком микроэлементов, получили название эндемических. Например, низкий уровень йода в почве может послужить причиной возникновения заболеваний щитовидной железы или кретинизма. Низкое содержание в почве и питьевой воде фтора приводит к кариесу зубов.

Большую опасность представляют радиоактивные вещества, попадающие в почву. Они способны накапливаться в почвенном покрове. Источником поступления в почву радиоактивных веществ могут быть радиоактивные атмосферные осадки, отходы ядерных энергетических реакторов, лабораторий, научно-исследовательских учреждений, использующие радиоизотопы. Наибольшую опасность из радиоизотопов представляют стронций-90 и цезий-137. Эти вещества с очень длительным периодом полураспада. Радиоактивные вещества способны включаться в пищевые цепи, при этом поражая живые организмы. Поражения организмов может быть как индивидуальными - развитие злокачественных новообразований, так и генетическими, представляющими большую опасность для будущих поколений.

Издавна человек стремился получать максимальное количество урожая и использовал для этого самые разные ухищрения. Однако если в давние времена способы воздействия на почву сводились к хитростям обработки и внесением некоторых органических удобрений, то сегодня методы воздействия на почву вышли на абсолютно другой уровень. Проблемы загрязнения почвы возникают в результате неконтролируемого применения пестицидов и гербицидов. Для выращивания различного рода культур широко используются самые различные ядохимикаты, которые приводят к накоплению ядовитых веществ в слоях почвы. Это не может не сказаться на здоровье человека, поскольку урожай, собранный с растений, выращенных на отравленной земле, также содержит частицы этих ядов. Пестициды защищают растения от различного рода заболеваний и позволяют сохранить их до сбора урожая. Пестициды непосредственно попадают в почву вместе с обработанными семенами и при дальнейшей обработке различных культур. Загрязнение почвы пестицидами носит самый массовый характер. Они могут в течение многих лет находиться в почве, даже если это глинистая почва, при этом, не теряя своих губительных свойств.

Не только пестициды способны повышать уровни загрязнения почв. На сегодняшний день обработка почвы производится различными техническими приспособлениями, что приводит к неумолимому загрязнению почвы элементами тяжелых металлов, таких как свинец, ртуть. Эти вещества могут попасть в почву и вместе с отходами производства.

Современные тенденции таковы, что людям необходимо свести к минимуму использование столь вредных для почвы и организма человека веществ и предпочесть воздействовать на повышение урожайности другими методами. Каждый человек имеет право знать обо всех экологических изменениях, происходящих в местности, где он живет, и во всей стране, знать всё о пище, которую употребляет, о состоянии воды, которую пьёт, а также человек должен осознавать грозящую ему опасность и соответственно действовать. Здоровье - это капитал, данный человеку природой изначально, потеряв который, трудно вернуть обратно.

2.1 Микроэлементы

почва загрязнение санитарный гигиенический

Роль микроэлементов в физиологических и биохимических процессах неизмеримо велика. Почва является источником микроэлементов для растений, животных и людей. Они входят в состав витаминов, ферментов, гормонов. Недостаток или избыточное количество микроэлементов в кормах и продуктах питания приводят к нарушению обмена веществ и возникновению заболеваний у растений, животных и людей.

Основными для жизнедеятельности растений и других живых организмов являются марганец, медь, бор, цинк, молибден, никель, кобальт, фтор, ванадий, йод.

Опытами установлено, что недостаток марганца в почвах с нейтральной или щелочной реакцией приводит к хлорозу растений, снижает их стойкость против заболеваний, вызывает полегание. Недостаток бора приводит к опаданию завязей, развитию бактериоза у льна, загниванию сердцевины у свеклы. Недостаточное содержание меди в торфоболотных почвах замедляет рост растений, приводит к вылеганию зерновых.

С целью обеспечения растений микроэлементами вносят минеральные удобрения, в состав которых входят микроэлементы (марганизированный суперфосфат), или специальные микроудобрения.

Вредные для растений вещества образуются в результате появления высоких концентраций отдельных ионов (AI, Н), обусловливающих кислую реакцию почв, а также при взаимодействии солей с образованием солей (Na2C03, NaCl), обусловливающих щелочность и нарушающих водный и пищевой режимы почвы.

Большое количество натрия приводит к засолению почв, образованию солонцов и солончаков. Натрий усиливает дисперсность почвенных коллоидов, что приводит к ухудшению структуры почвы. Отрицательно влияет на растения и хлор. Хотя этот анион легко вымывается из почвы, внесение его с некоторыми хлорсодержащими минеральными удобрениями отрицательно влияет на качество картофеля, овощных культур, табака.

Для нейтрализации вредных соединений применяют известкование кислых и гипсование щелочных почв, орошение для промывки солей и осушение для аэрации почвы.

Вредны для растений и недоокисленные соединения - метан, сероводород, закисные формы железа и марганца, образующиеся в переувлажненных почвах.

При избыточном внесении азотных удобрений в почве создается избыточное количество нитратов и нитритов, вредных для растений, а следовательно, для животных и людей, которые потребляют эти растения. Нитриты сами по себе токсичны для растений, а избыточное количество нитритов приводит к образованию нитроуреаз, ядовитых для животных и людей.

2.2 Показатели санитарного состояния почвы и их гигиеническое

значение

Санитарное состояние почвы - это совокупность ее физических, физико-химических и биологических свойств, определяющих безопасность почвы в эпидемическом и химическом отношении. Оценка санитарного состояния почвы, уровня ее загрязнения и степени опасности для здоровья людей основывается на результатах лабораторных исследований: санитарно-физических, санитарно-химических, физико-химических, санитарно-микробиологических, санитарно-гельминтологических, санитарно-энтомологических и радиометрических. Комплекс критериев, дающий возможность оценить качество почвы, называют показателями санитарного состояния почвы.

Все показатели санитарного состояния почвы можно разделить на прямые и косвенные (непрямые). Прямые показатели дают возможность непосредственно по результатам лабораторного исследования почвы оценить уровень ее загрязнения и степень опасности для здоровья населения. По косвенным показателям можно сделать выводы о факте существования загрязнения, его давности и продолжительности путем сравнения результатов лабораторного анализа исследуемой почвы с чистой контрольной почвой того же типа (имеющей одинаковый природный состав с опытной), отобранной с незагрязненных территорий.

Большинство санитарно-химических показателей эпидемической безопасности почвы являются косвенными. Непосредственно оценить степень загрязнения и опасности почвы можно лишь по величине санитарного числа Хлебникова. Это отношение содержания азота гумуса к общему органическому азоту, который состоит из азота гумуса и азота чужеродных для почвы органических веществ, загрязняющих почву. Если почва чистая, то санитарное число Хлебникова равно 0,98-1. Другие санитарно-химические показатели исследуемой почвы оценивают путем сравнения с аналогичными показателями контрольной незагрязненной почвы.

О свежем загрязнении свидетельствуют высокое содержание общего органического азота, органического углерода, хлоридов, окисляемость в исследуемой почвы по сравнению с контрольной почвой. Повышенное содержание аммиака, нитритов и нитратов свидетельствует о процессах самоочищения почвы от азотсодержащих органических веществ. Значительное содержание общего органического азота, органического углерода и повышенная окисляемость исследуемой почвы при условии одинакового количества в исследуемой и контрольной почве аммиака, нитритов и нитратов свидетельствует о свежем загрязнении почвы и торможении процессов минерализации.

Если количество общего органического азота и органического углерода в почве опытного участка не превышает их содержания в почве контрольного участка, то исследуемую почву оценивают как чистую. Наличие в такой почве нитратов и хлоридов в повышенных количествах указывает на давнее загрязнение и на завершение процессов минерализации органического вещества.

Санитарно-микробиологические, санитарно-гельминтологические и санитарно-энтомологические показатели эпидемической безопасности, в отличие от санитарно-химических, являются прямыми, т. е. дают возможность непосредственно оценить степень загрязнения и опасности почвы.. Кроме того, по ним можно оценить давность загрязнения. Так, для свежего загрязнения характерны увеличение микробного числа и количества жизнеспособных недеформированных яиц геогельминтов, уменьшение коли-титра и перфрингенс-титра почвы с обязательным превалированием неспорообразующих форм микроорганизмов. Превалирование клостридиальных форм и наличие деформированных яиц аскарид свидетельствуют о давнем загрязнении почвы.

Показатели химической безопасности почвы в большинстве случаев являются прямыми и дают возможность не только оценить степень загрязнения почвы ЭХВ, но и решить проблему адекватной оценки состояния здоровья населения под влиянием загрязняющих почву ЭХВ. Решение этой проблемы приобретает сегодня особую актуальность из-за ухудшения состояния окружающей среды и снижения уровня здоровья населения Украины в последние годы.

Изучение влияния загрязнения почвы ЭХВ на состояние здоровья населения проводится путем специальных эпидемиологических исследований и математико-статистического многофакторного моделирования в системе окружающая среда - здоровье. По санитарному состоянию почвы, еще до изучения показателей, характеризующих здоровье населения, можно с достаточной вероятностью прогнозировать влияние загрязнения почвы на здоровье людей.

Оценка санитарного состояния почвы по уровню загрязнения ЭХВ основывается на определении фактического содержания ЭХВ в почве и его сравнен и и с ПДК. Причем особое внимание уделяют ЭХВ 1 - го и 2 - го классов опасности (чрезвычайно и высокоопасным веществам). Согласно оценочной шкале, к чистым почвам относятся такие, в которых содержание ЭХВ не превышает ПДК, к слабозагрязненным - при содержании ЭХВ в пределах от 1 до 10 ПДК; к загрязненным - при превышении ПДК ЭХВ в 11-100 раз и к очень загрязненным -при превышении ПДК больше чем в 100 раз. По степени загрязнения почвы определяют степень ее опасности для здоровья населения.

Для количественной оценки степени загрязнения почвы ЭХВ можно использовать вместо ПДК показатель БОК для данного климато-ландшафтного региона. Обычно БОК для наиболее распространенных в Украине дерново-подзолистых почв составляет 1/2 ПДК.

В зависимости от содержания в почве ЭХВ 1 -го и 2-го классов опасности можно сделать ориентировочный прогноз относительно ее вероятного влияния на состояние здоровья населения. Зависимость состояния здоровья населения от уровня загрязнения почвы вытекает из двух положений. Во-первых, количество ЭХВ мигрирующих из почвы в атмосферный воздух, даже в экстремальных условиях составляет лишь 20-25% от содержащихся в почве. Во-вторых, минимальные физиологические нарушения в организме человека наблюдаются при содержании ЭХВ в атмосферном воздухе в пределах 2-3 ПДК; существенные - при 4-7 ПДК, а уровни в 8-10 ПДК приводят к повышению заболеваемости соответствующей популяции. При содержании ЭХВ в воздухе до 100 ПДК наблюдаются острые отравления, а при превышении их в 500 раз - летальные исходы. С учетом этого разработана ориентировочная шкала оценки состояния здоровья населения в зависимости от уровней загрязнения почвы ЭХВ.

Необходимо отметить, что на практике загрязнение почвы ЭХВ в концентрациях, вызывающих смертельные отравления, в основном не встречается. Если, например, ПДК гексахлорциклогексана (ГХЦГ) в почве составляет 0,1 мг/кг, то в реальных почвенно-климатических условиях смертельно опасная концентрация этого препарата будет равняться 1000 ПДК, т. е. 100 мг/кг, или 300 кг/га, а норма применения ГХЦГ в аграрной практике составляет всего 3 кг/га.

Иногда при определенных метеорологических условиях (антициклон, приземная температурная инверсия, скорость движения воздуха, приближающаяся к штилю, температура воздуха 20 °С, влажность воздуха 100%, ясная солнечная погода, дожди накануне, интенсивность УФ-радиации 2700 мкВт/мин на 1 см2) в весенне-летний период наблюдались случаи острого и хронического отравления сельскохозяйственных работников на полях при незначительном содержании ЭХВ в почве (не более 4 ПДК, или 8 БОК). Это связывали с действием токсических высоко летучих метаболитов пестицидов - фосгена, дифосгена, хлорциана, хлорида, фторида, цианида водорода и др. Было доказано, что они могут образовываться как в почве при определенных почвенно-климатических условиях вследствие биотрансформации и взаимодействия с компонентами азотных минеральных удобрений, так и в приземном слое атмосферного воздуха вследствие фотохимических превращений. Кроме того, выяснилось, что указанные выше метеорологические условия способствуют образованию токсического тумана на сельскохозяйственных полях, который также является причиной острых отравлений даже при сравнительно невысоком содержании ЭХВ в почве.

Приведенная методика оценки возможного влияния почвы на состояние здоровья населения дает возможность ориентировочно оценивать здоровье жителей определенной зоны наблюдения лишь на основании результатов лабораторного анализа почвы, без специальных исследований состояния здоровья.

Уровни радиоактивного загрязнения почвы в условиях последствия чернобыльской катастрофы оценивают по гигиеническим регламентам, разработанным Национальной комиссией радиационной защиты населения.

Пригодными для проживания населения и сельскохозяйственного производства без ограничений считают: во-первых, территории, почвы которых не содержат искусственных радионуклидов, а естественная радиоактивность почвы находится в пределах 0,5-2 Ku/км2; во-вторых, территории, загрязненные искусственными радионуклидами при условии, что активность почвы не превышает 1 Ku/км2. Почвы, загрязненные искусственными радионуклидами, активность которых составляет от 1 до 5 Ku/км2, признают условно чистыми, пригодными для проживания лишь ограниченной части населения (категория Б согласно классификации норм радиационной безопасности НРБ-97). При таком уровне загрязнения радионуклидами количество пищевых продуктов местного производства не должно превышать границы годового поступления для этой категории населения. Умеренно загрязненные почвы (активность 5-15 Ku/км2) пригодны для проживания населения и сельскохозяйственно¬го производства лишь при условии проведения специальных агрохимических и агромелиоративных работ при контроле за радиоактивностью объектов окружающей среды. При этом доза облучения населения не должна превышать пожизненно допустимой - 35 бэр. Загрязненные почвы (активность 15-40 Ки/км2) можно использовать для проживания населения лишь при условии обеспечения чистыми пищевыми продуктами. Если почвы очень загрязнены (активность 40-100 Ки/км2), проживать населению не рекомендуется.

2.3 Оценивание состояния почвы

При оценке санитарного состояния почвы применяют физико-химические, гельминтологические, бактериологические, энтомологические, радиометрические и другие исследования в зависимости от поставленной цели.

Так, при оценке санитарного состояния естественной почвы земельных участков, отводимых под новые населенные пункты, рекомендуется проводить полный санитарный анализ почвы, который включает определение: механического состава, влажности свежее взятого образца и гигроскопической влажности; содержания солей аммония, нитритов, нитратов, хлоридов; общего, органического и почвенного азота; природного микро- и макроэлементарного состава; вредных химических веществ; общего числа микроорганизмов, колититра, титра анаэробов; содержания яиц гельминтов, личинок и куколок мух. При гигиенической оценке искусственно созданной почвы населенных мест в случае благоприятной эпидемической обстановки рекомендуется проводить исследования по схеме краткого санитарного анализа: определение влажности, хлоридов, окисляемости, санитарного числа, микробного числа, колититра, титра анаэробов, содержания яиц гельминтов, личинок и куколок мух. При неблагоприятной эпидемической ситуации в схему включают изучение почвы на наличие патогенных бактерий и вирусов. Сначала производят санитарное обследование земельного участка.

Паспорт обследуемого участка включает следующие данные: адрес, размер, рельеф, растительный покров; уровень залегания грунтовых вод, название почвы.

Дается характеристика источника загрязнения (характер производства, используемое сырье, объем выбросов, расстояние от жилых зданий, игровых площадок, мест водозабора и т.д.); описывается характер использования участка в год обследования и в предыдущие годы. Эти данные должны быть дополнены сведениями об эпидемической обстановке. Затем проводят отбор проб для лабораторного анализа. Частота отбора зависит от характера источника загрязнения.

Заключение

Почве принадлежит важная роль и в природной среде обитания человека. Прежде всего потому, что почва - основное средство сельскохозяйственного производства, относящееся к категории невозобновимых природных ресурсов. Международные декларации и соглашения по проблемам природопользования ("Всемирная стратегия охраны природы", "Всемирная почвенная хартия", "Основы мировой почвенной политики") утверждают значение почвы как всеобщего достояния человечества, рационально использовать и охранять которое должны все люди Земли. Поэтому вопросы землепользования затрагивают комплекс сложных проблем социально-экономического характера: вопросы земельной собственности, земельного законодательства, земельного права, экономической оценки земель и т.д.

По отношению к окружающей среде и человеку почва выполняет еще одну важную роль - протекторную. Обладая способностью поглощать и удерживать в себе различные загрязняющие вещества, в том числе и радионуклиды, связывая их химическим и физическим путем, почва тем самым служит своеобразным фильтром, предотвращающим поступление этих соединений в природные воды, растения и далее по пищевым цепям в животные организмы и человека. Однако возможности почвы в этом отношении небезграничны, а уровень техногенного прессинга все возрастает, поэтому все чаще наблюдаются случаи опасного загрязнения почв и последующего отравления людей.

Здоровье человека в значительной степени определятся той средой, в которой он вынужден жить, и, как оказалось, почве в этом вопросе принадлежит немаловажная роль. Некоторые заболевания, причины которых ранее были неизвестны, связаны с определенными почвенными условиями: избытком или недостатком химических элементов, нарушением их соотношения. Наиболее широко известными примерами из этой области являются заболевания щитовидной железы (зоб и базедова болезнь), поражения зубной эмали (кариес и флюороз), но их список очень велик и продолжает расширяться. Так, имеются сведения о связи с особенностями почвенного покрова и онкологических заболеваний. Изучение онкологами географического распространения рака желудка показало, что в Тунисе, Египте, Афганистане заболеваемость раком желудка значительно ниже, чем в Англии, Франции, США. Клинические исследования позволили предположить повышенный риск этого заболевания с недостаточным содержанием магния в пище (следовательно, в воде и почвах), а также с нарушением соотношения в почвенном растворе между ионами Са, Mg, Mn. Эта закономерность была подтверждена на примере Ростовской области в совместной работе почвоведов (В.В. Акимцев) и онкологов (З.М. Митлин).

Такие заболевания по предложению А.П. Виноградова были названы эндемическими, а территории с аномальным содержанием химических элементов - эндемическими провинциями. В.В. Ковальский составил карту биогеохимических зон и провинций СССР. На ней он выделил районы распространения ряда заболеваний человека и животных, обусловленных биогеохимическими свойствами почв и вод. Разгадка возникновения эндемических болезней позволила выработать меры нейтрализации этих явлений.

Почвы заселены мириадами микроорганизмов. Некоторые из них выделены из почв и используются для изготовления ценных лечебных препаратов - антибиотиков. В составе почвенной микрофлоры содержатся и патогенные формы, вызывающие тяжелые заболевания, например возбудители столбняка (b. tetani), сибирской язвы (b. antracis), злокачественного отека (b. oedematis maligni) и некоторые др. Некоторые болезни человека и животных связаны с животными, живущими только в определенных почвенных условиях. Например, грызуны и насекомые, живущие в песчаных и супесчаных почвах полупустынь и сухих степей, переносят такие болезни, как туляремия, чума.

Таким образом, многие важные вопросы медицины и ветеринарии не могут быть решены без учета особенностей почвенного покрова. Именно поэтому в 1986 году была организована рабочая группа "Почвы и геомедицина" в рамках Международного общества почвоведов. Это создало предпосылки для выделения особого раздела в почвоведении - медицинского.

Есть еще одна область деятельности человека, где учет свойств почв и почвенного покрова в целом совершенно необходим. Почвы обладают различными инженерно-геологическими свойствами. Долговечность деревянных, металлических и бетонных конструкций, фундаментов зданий и их стен зависит от химического состава почвенно-грунтовых вод и взаимодействия между материалами сооружений и почвой. Строительство дорог, аэродромов также опирается на научные положения почвоведения, так как свойства почв определяют долговечность покрытий этих сооружений.

Санитарная охрана литосферы и почвы - это комплекс мероприятий для предупреждения (первичная профилактика) и нейтрализация, устранение токсических изменений состава и свойств почв (вторичная профилактика), которые могут оказать опосредственное влияние на здоровье человека и условий жизни населения. Предупредительный санитарный надзор предусматривает лицензирование всех видов работ, землепользования, землеустройства. Важным моментом в текущем санитарном надзоре - контроль за правильным применением пестицидов и агрохимикатов, замена на менее токсические препараты, возобновление лесных массивов, зеленых насаждений, соблюдение санитарно-защитных зон, грамотное ведение мелиорации. На уровне Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды - координация всех экономических и социальных вопросов с приоритетом здоровья населения.

1. Маврищев В.В. Основы общей экологии / Учебное пособие. - Минск: Валерия, 2000. - 309 с.

Гигиена. Учебник для ВУЗов / Под общей редакцией акад. РАМН Румянцева Г.И. М.: ГЭОТАР, 2002. - 124 с.

Мазаев В.Т. Коммунальная гигиена. /Учебное пособие. - ГЭОТАР-Медиа. - 2005. - С.290.

Пивоваров Ю.П. Гигиена и основы экологии человека. /Учебник. -ACADEMIA. - Москва. - 2004. - С.493.

Стожаров А.Н. Экологическая медицина. /Учебное пособие. Минск-2002. - С.196.

Химический состав почвы разнообразен, в него, как указывалось выше, входят практически все известные химические элементы в виде минеральных и органических соединений. От химического состава почвы зависит содержание тех или иных минеральных элементов в воде, растительности и пищевых продуктах и, следовательно, обеспеченность ими организма человека. С водой и продуктами животноводства и растениеводства, взращенными на почве, в организм человека поступают такие биогенные макроэлементы , как сера, углерод, азот, фосфор, кальций, натрий, калий, хлор и др., эссенциальные, условно эссенциальные и токсичные микроэлементы , а также ультрамикроэлементы. Эссенциальные микроэлементы жизненно необходимы для организма, к ним относятся железо, йод, медь, хром, кобальт, молибден, марганец, цинк, селен. Полная незаменимость и значение условно эссенциальных микроэлементов для человека и высших животных еще не до конца выяснены. В эту группу входят фтор, никель, ванадий,мышьяк, кремний, литий, бор, бром. Большую группу составляют микроэлементы почвы, оказывающие токсическое д ействие: алюминий, кадмий, свинец, ртуть, бериллий, барий, висмут, таллий и др. Биологическое действие ультрамикроэлементов (индий, теллур, ниобий, золото и до.) изучено недостаточно, возможно, что они также являются необходимыми для жизнедеятельности организма.

Макроэлементы составляют почти 99% массы организма и встречаются в организме в количестве, превышающем 0,01%. Содержание микроэлементов колеблется в пределах – 0,001-0,00001%, ультрамикроэлементов – менее 0,00001%. Роль эссенциальных микроэлементов в организме велика. Они входят в состав многих ферментов, гормонов, витаминов, участвующих в самых различных метаболических процессах, включая синтез и распад углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот, регуляцию окислительно-восстановительных реакций, клеточного дыхания и др. (см. раздел «Минеральные вещества» в главе VIII). Причем, благоприятное действие их проявляется только в определенном промежутке доз, при избыточном же и недостаточном поступлении наблюдаются отрицательные эффекты. Действие токсичных микроэлементов проявляется при превышении определенной пороговой дозы, меньшие уровни не оказывают биологического действия.

Химический состав почв различных территорий неодинаков, так как он обусловливается особенностями геологических и почвообразовательных процессов в этих районах. В связи с этим в одних районах может наблюдаться избыток тех или иных микроэлементов, в других, напротив, недостаток. У населения, проживающего в этих естественных биогеохимических провинциях (см. главыIV и VIII), наблюдаются различные эндемические заболевания, обусловленные недостаточным или избыточным содержанием микроэлементов в почве и, опосредованно, в других объектах окружающей среды. Учение об аномальных биогеохимических провинциях впервые было создано акад. А.П.Виноградовым. Основываясь на трудах В.И.Вернадского, доказавшего тесную связь химического состава организмов с химическим составом земной коры, он установил неравномерность распределения химических элементов в различных районах земного шара и значимость элементного состава биогеохимических провинций в развитии специфической патологии у проживающего на этой территории населения.

К классическим природным эндемиям, связанным с избыточным поступлением микроэлементов в организм человека, относятся селеновый токсикоз, молибденовая подагра, болезнь Кашина-Бека, флюороз, борный энтерит и др.

Селеновый токсикоз , или «щелочная болезнь», наблюдался при употреблении растительных продуктов, полученных на щелочных землях США, Канады, Ирландии, где в растениях накапливалось до 5000 мг/кг селена. У людей возникали отравления, сопровождавшиеся поражением печени, нервной системы, анемией, выпадением волос, дерматитами, повреждениями эмали зубов.

Молибденовая подагра (см. раздел «Минеральные вещества» в главе VIII) является эндемичным заболеванием для некоторых районов Армении. Показано, что повышенное содержание молибдена в почве приводит не только к развитию подагры, но и повышает риск заболевания раком пищевода и нарушений репродуктивной функции.

Бор воздействует на обмен кальция, магния, фосфора и холекальциферола, участвуя в регуляции активности паратгормона. У людей, проживающих в регионах с повышенным содержанием бора (Западная Сибирь, Алтайский край Казахстан), наблюдаются энтериты, а также анемии и легочные заболевания.

Эндемический флюороз встречается в природных зонах с высоким содержанием фтора в воде и характеризуется как поражением зубов и десен (см. главу IV), так и действием на другие органы и системы: костно-суставную, центральную нервную, печень, почки, что объясняется ингибированием им активности ферментов цикла Кребса.

Болезнь Кашина-Бека (см. главуIV) встречается в некоторых районах Забайкалья, Восточной Сибири, Кореи, Китая и протекает в виде остеодеформирующего остеоартроза, особенно межфаланговых (медвежья лапа), тазобедренных суставов и позвоночника. В почвах этих регионов повышено содержание стронция, железа, марганца, цинка, свинца, серебра, фтора на фоне низкого содержания кальция, что позволяет считать это заболевание эндемическим полигипермикроэлементозом. В то же время, повышенное содержание гуминовых кислот в колодезной воде, сочетающееся с низкими концентрациями селена, поддерживает гипотезу и об их роли в развитии уровской болезни.

Среди эндемических заболеваний, связанных с дефицитом микроэлементов, распространенными являются эндемический зоб, гипофтороз (кариес), селеновый гипомикроэлементоз. Низкий уровень йода в почве обусловливает низкое содержание его в растениях и воде, в результате чего рацион становится дефицитным по йоду и приводит к развитию эндемического зоба.(см. главу VIII). Об эндемии можно говорить тогда, когда распространенность зоба в субпопуляции достигает 30% и более у взрослых и 5% у детей и подростков. Выраженная йодная недостаточность сопровождается эндемическим кретинизмом, глухотой и умственной отсталостью. Для предупреждения эндемического зоба достаточно 50 мкг йода в рационе.

Селеновый гипомикроэлементоз – болезнь Кешана наблюдается в селендефицитных районах Китая, Финляндии, Забайкалье, Удмуртии, Карелии. Недостаток селена в пище приводит к развитию ювенильной кардиомиопатии, сопровождающейся фиброзными изменениями миокарда, выраженными аритмиями. В прошлом смертность от болезни Кешана составляла до 80%, в настоящее время, при проведении терапии препаратами селена, снизилась до 13-40% (Г.И.Румянцев,2000). Селенодефицит повышает риск развития атеросклероза, гипертонической болезни, различных эндокринопатий, новообразований, СПИДа увеличивает восприимчивость к вирусным инфекциям и афлатоксинам.

На обширной территории Казахстана встречаются местности с природным повышенным содержанием бора, марганца, хрома, ванадия, свинца, меди, кадмия . Почвы, содержащие много бора, находятся в Западно-Казахстанской, Атырауской, Актюбинской областях, Центральном (в среднем течении р.Сарысу) и Восточном Казахстане. Ванадиевые провинции, в которых содержание ванадия превышает фон в 20 и более раз, имеются в Приишимских степях и горно-лесостепном Алтае (Тарбагатайский, Ульбинский районы) а также в горных черноземах. Природные регионы с высоким содержанием хрома находятся в Прикаспийской низменности, Актюбинской области. Очень много никеля в черноземных почвах Кокчетавской, Северо-Казахстанской и Актюбинской областях, а также в каштановых почвах Тургайской области. Природные полиметаллические (свинец, кадмий, медь) провинции, обусловлены месторождениями полиметаллических руд, находятся в районе г.г. Усть-Каменогорска, Лениногорска, Зыряновска, Шымкента, медные – в районе меднорудных месторождений (г.г. Балхаш, Жезказган, Шемонаиха), железные - в Кустанайской области. Высокие уровни марганца обнаруживаются в почвах Западно-Казахстанской и Актюбинской областей, Павлодарской, Акмолинской и Северо-Казахстанской областей, а также в местах с избыточным увлажнением – лугово-болотных почвах долины р. Сыр-Дарьи, озера Зайсан, Алаколь (в 2,5 раза выше фона).