гигиена. Пособие Почва. Методика гигиенической оценки почвы по данным санитарного обследования и результатам лабораторного исследования
 Скачать 0.63 Mb.
|
Гигиеническая оценка почвы(Краткое изложение теоретического материала)Почва, особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе, состоит из горизонтов, возникающих в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным воздействием воды, воздуха и организмов. Почва является одним из естественных элементов окружающей среды и одновременно среды обитания человека и животных. Располагаясь на границе атмосферы и литосферы, почва испытывает наибольшие воздействия и является наиболее благоприятным для жизни слоем грунта, частью живой оболочки Земли - биосферы. Проводя земляные и сельскохозяйственные работы, человек постоянно подвергается воздействию почвенных факторов, которые в зависимости от условий могут различно влиять на состояние его здоровья. От механического (грануломерического) состава почвы зависит естественное содержание органических веществ в ней, фильтрующая способность, воздухо- и влагопроницаемость, самоочищающая способность, и т.п. Принята следующая классификация почв по Качинскому (табл. 1). Таблица 8
По соотношению указанных фракций можно судить о влаго- и водопроницаемости почвы, воздушном и тепловом режимах, и других свойствах. Так, увеличение фракции с частицами диаметром менее 0,01 мм сопровождается переходом почвы от песчаной к глинистой. При большом содержании указанной фракции (более 75-80%) создается большое сопротивление почвы при фильтрации, она плохо аэрируется, плохо отдает воду. Увеличение фракции размером частиц более 0,01 мм, наоборот, способствует хорошей фильтрации, отдаче воды, почва хорошо аэрируется, в ней интенсивно проходят процессы самоочищения (табл.2). Таблица 9
Гигиеническое значение почвы. Почва состоит из материнской породы (минеральные соединения), мертвого органического вещества; гумуса (перегноя); живых организмов; воздуха и воды. Гумус способствует сохранению воды в почве, поддерживает ее в рыхлом состоянии и определяет основное свойство почвы - плодородие. Почве принадлежит ведущая роль в круговороте веществ в природе. Она представляет собой огромную естественную лабораторию, в которой непрерывно протекают самые разнообразные и сложные процессы разрушения и синтеза неорганических и органических веществ, фотохимические реакции. В почве живут и гибнут патогенные бактерии, вирусы, простейшие и яйца гельминтов. Она является одним из основных путей передачи ряда инфекционных и неинфекционных заболеваний, гельминтозов. Почва может прямо или опосредованно оказывать токсическое, канцерогенное, мутагенное воздействие на организм человека. Недостаток или избыток микроэлементов в почве вызывает эндемические заболевания. С почвой тесно связаны количество и качество продуктов растительного и животного происхождения, т.е. питание человека и животных. Почва существенно влияет на климат местности. Таким образом, почва является: - средой, в которой происходят процессы трансформации и накопления солнечной энергии; - ведущим звеном круговорота веществ в природе, средой, в которой беспрерывно протекают разнообразные сложные процессы разрушения и синтеза органических веществ; - главным элементом биосферы, в котором происходят сложные процессы миграции, трансформации и обмена всех химических веществ как естественного, так и антропогенного (техногенного) происхождения. Миграция осуществляется по коротким (почва - растения - почва, почва - вода - почва, почва - воздух - почва) и длинным (почва - растения - животные - почва, почва – вода – растения - почва, почва - вода - растения - животные - почва, почва - воздух - вода - растения - животные - почва и другие) миграционным цепям; - почва формирует химический состав продуктов питания растительного и животного происхождения; - почва играет важную роль в формировании качества воды поверхностных и подземных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения; - влияет на качественный состав современной атмосферы; - имеет эндемическое значение - аномальный естественный химический состав почвы в эндемических провинциях является причиной возникновения и локального распространения эндемических болезней (геохимических эндемий): эндемического флюороза и кариеса, эндемического зоба, копытной болезни, молибденовой подагры, уровской болезни или болезни Кашина-Бека, болезни Кешана, селеноза, борного энтерита, эндемической нефропатии и т.п.; - является естественной средой для обезвреживания жидких и твердых бытовых и промышленных отходов благодаря процессам самоочищения. Почва имеет большое эпидемиологическое значение. В ней могут находиться и передаваться человеку прямым контактным и непрямым (через пыль, воду, животных, пищевые продукты, напитки) путем возбудители многих инфекционных заболеваний, а также яйца и личинки гельминтов (рис. 1).  Рис. 1. Заболевания, в механизме передачи которых участвует почва (Захарченко М.П., Маймулов В.Г., Шабров А.В., 1997) Патогенные микроорганизмы поступают в почву с физиологическими отправлениями человека и животных, сточными водами, трупами и др. Чистая, незагрязненная почва неблагоприятна для патогенных бесспоровых микроорганизмов. В почве, особенно загрязненной органическими веществами, они длительно сохраняют жизнеспособность. Так, в почве бактерии тифо-паратифозной группы могут находиться до 400 дней, дизентерии - до 100 дней, вирусы полиомиелита, ЕСНО, Коксаки - до 150 дней, яйца аскарид - до 1 года. В течение этого времени возможно проникновение патогенных микроорганизмов в грунтовые и поверхностные воды, соприкасавшиеся с инфицированной почвой. Сроки выживания возбудителей некоторых инфекционных болезней представлены в табл.2 . Таблица 10 Длительность сохранения в почве патогенных микроорганизмов (по Пяткину К.Д.)
Таблица 11  Заразное начало может передаваться при непосредственном контакте (особенно у детей во время игр) с почвой, при питье инфицированной воды, при употреблении загрязненных овощей, через насекомых, главным образом мух, и т.п. Большую роль играет почва в распространении глистных инвазий (аскариды, власоглавы, острицы, свиной и бычий цепни). Из кишечника человека, зараженного этими паразитами, с фекалиями их яйца могут попасть в почву, где они проводят часть своего жизненного цикла и дозревают до инвазионной стадии. Одна самка аскариды может выделить около 240 000 яиц. Яйца свиного и бычьего цепней, попав в корм свиней и крупного рогатого скота, в организме этих животных превращаются в личинки, которые находятся преимущественно в мышцах. Человек, употребляя в пищу недоброкачественную свинину или говядину, заражается этими гельминтами в личиночной стадии. Для профилактики гельминтозных заболеваний необходимо оборудовать благоустроенные выгребные ямы, не допускать загрязнения дворов фекалиями, использовать их для удобрения только после компостирования. Следует подчеркнуть, что спороносные болезнетворные микроорганизмы (возбудители газовой гангрены, сибирской язвы, столбняка, актиномикоза, ботулизма) считаются долговременными и практически постоянными обитателями почвы - их споры сохраняют жизнеспособность в почве десятки лет. Заражение столбняком и газовой гангреной происходит через почву, попавшую в рану при травматических повреждениях кожи и огнестрельных ранениях. Спороносные анаэробы столбняка и газовой гангрены чаще встречаются в садово-огородном пахотном слое почвы, удобренной навозом и загрязненной экскрементами животных. Споры столбняка, попав на раневую поверхность, могут вызвать тяжелейшее заболевание, выделяя сильнодействующий токсин. При газовой гангрене выделяется токсин, который приводит к интоксикации организма и омертвению тканей. Споры сибирской язвы, попав в организм, прорастают и могут вызвать чаще кожную, реже кишечную и легочную форму заболевания. Загрязнение почвой продуктов растительного и животного происхождения может привести к отравлению ботулиническим токсином (ботулизму). В почве постоянно находятся грызуны, заражающие поверхностные и грунтовые воды лептоспирами, клещи - переносчики трансмиссивных инфекций, почва служит средой для развития личинок мух, москитов, слепней, блох. Биогеохимические провинции - территории, характеризующиеся повышенным или пониженным содержанием одного или нескольких химических элементов в почве или в воде, а также в организмах, обитающих на этой территории животных и растений. Резкая недостаточность или избыточность содержания какого-либо химического элемента в среде вызывает в пределах данной биогеохимической провинции эндемии - заболевания растений, животных и человека. Например, при недостаточности йода в пище - простой зоб у животных и людей, повышенное содержание бора в окружающей среде, особенно в растениях - борный энтерит - эндемическое заболевание желудочно-кишечного тракта людей и животных. Встречается в Западной Сибири, в степных районах Омской, Новосибирской, Павлодарской областей, а также Алтайского края. В воде озер этой провинции содержится значительное количество бора. Кроме энтеритов, регистрируются анемии, легочные заболевания. В крови отмечаются повышенные концентрации бора и молибдена, пониженное содержание меди и кобальта. Эндемический флюороз встречается в природных зонах с высоким содержанием фтора в воде. Концентрация фтора в воде выше 1,5 мг/л является потенциально флюорозогенной, особенно в жарком климате. Это юго-восточные районы Украины, некоторые регионы Молдавии, Казахстана, Китая, Индии, Танзании и др. Жители Финляндии, Новой Зеландии, Китая испытывают эндемический недостаток селена в пище. Крупные биогеохимические регионы селенодефицита на территории России установлены в Забайкалье, Читинской, Ярославской областях, Удмуртии и Карелии. При селеновом токсикозе наиболее типичными симптомами являются поражения ногтей и выпадение волос. Кроме того, наблюдаются желтушность, шелушение эпидермиса, дерматиты, повреждения эмали зубов, снижение поступления кальция без изменения усвоения фтора, анемия, нервные расстройства. Источники загрязнения почвы. Все загрязнения почвы можно условно разделить на абиотические (химические) и биотические (биологические). Химические загрязнения делятся на следующие группы: 1. Химические вещества,попадающие в почву в процессе промышленного производства или бытовой деятельности человека. Значимым загрязнителем почвы является горнодобывающая промышленность. Под отвалами пород оказываются погребенными громадные площади плодородной почвы. Вторыми по значению загрязнителями почвы являются энергетические предприятия. На современных тепловых электростанциях (ТЭС) минеральным остатком от сжигания топлива является зола, которая в каменных углях составляет от 6 до 40%. Кроме указанных химических веществ ТЭС выбрасывают более 40 токсических соединений (марганец, молибден, мышьяк, ртуть, литий, бериллий и т.п.). Техногенные биогеохимические провинции. Загрязнение почвы - это появление в ней химических соединений, не являющихся ее естественной составной частью и не свойственных почве данного типа или местных разновидностей. Внесение в почву огромного количества химических удобрений, пестицидов, промышленных отходов способствует образованию искусственных геохимических провинций с измененными составом и свойствами почвы. Около промышленных предприятий образуются техногенные биохимические провинции с повышенным содержанием в биосфере свинца, мышьяка, фтора, ртути, кадмия, марганца, никеля и других элементов, представляющих реальную опасность для организма человека при прямом и косвенном влиянии на него. Пылегазовые выбросы промышленных предприятий загрязняют почву в радиусе до 60-100 км. Содержание в почве этого района свинца, мышьяка, цинка, меди, серы превышает данные контрольных участков в 2,5-200 раз. Загрязнение почвы тяжелыми металлами обусловило загрязнение грунтовых вод в радиусе 5 км от завода с превышением ПДК от 1,2 до 8,3 раза, привело к накоплению этих металлов в растениях и продуктах питания. Овощи и зерновые, выращенные на этой территории, имеют пониженную пищевую ценность, поэтому население получает с местными продуктами питания меньше белков, углеводов, витамина С. Люди, проживающие вблизи данных предприятий, с пищей систематически получают повышенные количества свинца (в среднем 0,7 мг), более 16 мг цинка, 2,3 мг меди и 0,5 мг мышьяка. Это приводит к повышенной заболеваемости невралгиями, цефалгиями, полиневритами, заболеваниям печени, кожи и слизистых оболочек. 2. Химические вещества сельскохозяйственного производства, препараты как природного, так и синтетического происхождения - пестициды, агрохимикаты, минеральные удобрения, структурные образователи почвы, регуляторы роста растений. Большое влияние на состав почвы оказывает широкомасштабная химизация сельского хозяйства. В гигиеническом отношении особое значение имеют пестициды, очень устойчивые к воздействию внешних факторов. Систематическое применение пестицидов ведет к их накоплению в атмосферном воздухе, воде и почве, продуктах растительного и животного происхождения, организме человека. Бесконтрольное применение пестицидов может приводить к значительному загрязнению почвы и обусловливать существенные сдвиги биохимических и микробиологических процессов, приводить к тяжелым нарушениям состояния здоровья людей. 3. Автотранспорт также является одним из источников загрязнения почвы. В поверхностном (0-5 см) слое почвы 7-16-метровой придорожной зоны при интенсивности движения до 10 000 транспортных единиц в сутки содержится около 600-1000 мг/кг железа, 20 мг/кг цинка, 10 мг/кг свинца, 0,2 мг/кг кадмия. Влияние почвы на здоровье населения. В минеральный состав почвы входят в меньшем или большем количестве практически все элементы Периодической системы Д.И. Менделеева. Это обстоятельство обусловливает изменение минерального состава воды и многих растений, что сказывается на поступлении минеральных веществ в животный организм. Обеспеченность микроэлементами организма человека обусловлена их содержанием в почве, воде и пищевых продуктах, их количественным соотношением и усвояемостью. Большая часть микроэлементов поступает в организм с пищевыми продуктами растительного происхождения. В молоке, молочных и мясных продуктах содержание микроэлементов невысоко. Девять микроэлементов (железо, йод, медь, хром, кобальт, молибден, марганец, цинк, селен) являются жизненно необходимыми. При их недостатке возникают функциональные нарушения, устраняемые путем введения в организм этих веществ. К условно-необходимым микроэлементам относят фтор, никель, ванадий, мышьяк, кремний, литий, бор, бром. В группу токсичных микроэлементов входят алюминий, кадмий, свинец, ртуть, бериллий, барий, висмут, таллий и др. Некоторые микроэлементы (металлы и ионы металлов) в определенных концентрациях инертны и безвредны. В связи с этим тантал, платина, серебро, золото часто используют в качестве хирургических имплантатов. Многие микроэлементы могут служить терапевтическими агентами. Некоторые соединения ртути применяют против паразитов; карбоксилаты цинка гибельно действуют на бактерии, вызывающие заболевание «нога атлета»; при маниакальной депрессии в качестве лекарственного средства применяют литий. В значительных концентрациях большинство химических элементов становятся токсичными, причиняют вред, иногда необратимый, ведут к функциональным нарушениям, деформациям, смерти. Самоочищение почвы.Попавшие в почву органические вещества разлагаются до неорганических веществ - это процессы минерализации и нитрификации. Особой формой почвенного преобразования является гумификация, приводящая к образованию гумуса (сложного органического соединения). Все эти преобразования, направленные на восстановление первоначального состояния пахотного слоя земли, называются самоочищением почвы. Самоочищение начинается с того, что попавшие в почву органические вещества вместе с содержащимися в них бактериями, вирусами и яйцами гельминтов частично задерживаются, проходя через почву, и по мере передвижения их количество уменьшается. Под влиянием механической, физико-химической, биологической и биохимической поглотительной способности почвы нечистоты обесцвечиваются, утрачивают зловонный запах, токсичность и другие свойства. Особая гигиеническая роль почвы связана с процессом обеззараживания микроорганизмов, главным образом неспороносных патогенных. Уничтожению бактерий способствуют конкуренция со стороны сапрофитов, действие механического фактора, бактерицидное влияние солнечных лучей, поверхностной энергии электрохимических взаимоотношений. Эффективность обезвреживания зависит от вида бактерий, структуры почвы и т.п. Белки расщепляются до аминокислот, часть которых используется как пластический и энергетический материал размножающимися бактериями (в дальнейшем при их самоокислении образуется карбонат аммония), другая часть подвергается дезаминированию с выделением аммиака (в конечном счете получается гидроксид аммония), воды и углекислоты. Аммоний образует с кислотами почвы соли и далее окисляется в азотистую и азотную кислоты. Нитриты образуются при участии бактерий рода Nitrosomonas, а под влиянием B. nitrobacterнитриты превращаются в нитраты. Одновременно с окислительными процессами в почве происходят и восстановительные, т.е. денитрификация. Разложение органических веществ может происходить аэробно - при участии кислорода, который необходим для жизнедеятельности аэробных бактерий, и анаэробно - без кислорода, с помощью гнилостных бактерий. С гигиенической точки зрения наиболее благоприятно аэробное разложение органических веществ, при котором не образуются дурно пахнущие газы, портящие воздух и воду. Самоочищение почвы имеет большое санитарно-гигиеническое и эпидемиологическое значение. Следует подчеркнуть, что самоочищение почвы не безгранично. Чрезмерное ее загрязнение может вызвать гибель всей полезной микрофлоры. Для комплексной оценки санитарного состояния почвы используют ряд показателей. Одним из важных показателей загрязненности почвы является санитарное число (число Хлебникова), представляющее собой отношение азота гумуса к общему органическому азоту почвы. В процессе самоочищения почвы количество азота гумуса увеличивается, и, следовательно, показатель возрастает, приближаясь к единице. Таблица 12 Оценка чистоты почвы по «санитарному числу» (по Хлебникову Н.И.)
Гигиеническое нормирование химических веществ в почве.Почва - одна из главных составляющих природной среды, которая благодаря своим свойствам (плодородие, самоочищающая способность и др.) обеспечивает человеку питание, работу, здоровую среду обитания. Нарушение этих свойств, вызванное загрязнением, может оказать неблагоприятное влияние на здоровье людей и животных: распространение инфекционных и инвазионных заболеваний, ухудшение качества продуктов питания, воды, атмосферного воздуха. Не всякое поступление преднамеренно вносимых (экзогенных) химических веществ в почву следует рассматривать как опасное для здоровья человека и окружающей среды. В почве допустимо присутствие определенного количества примесей. ПДК экзогенного химического вещества в почве - максимальное количество (в миллиграммах на килограмм пахотного слоя абсолютно сухой почвы), при котором опосредованно при любых путях его миграции по экологическим цепочкам гарантируется отсутствие прямого или косвенного отрицательного воздействия на здоровье человека, его потомство и санитарные условия жизни населения. (Г.И. Сидоренко, Е.И. Гончарук). В качестве временного гигиенического норматива для новых химических веществ, в частности пестицидов, в гигиене почвы на основе расчетных и экспериментальных экспресс-методов используются ориентировочные допустимые количества (ОДК). Оценка степени биологического загрязнения почв В загрязненной почве на фоне уменьшения количества истинных представителей почвенных микробиоценозов (антагонистов патогенной кишечной микрофлоры) и снижения ее биологической активности отмечается увеличение патогенных энтеробактерий, которые более устойчивы к химическому загрязнению почвы, чем представители естественных микроорганизмов. Это является одной из причин необходимости учета эпидемиологической безопасности почвы населенных пунктов. С увеличением химической нагрузки может возрастать эпидемическая опасность почвы. Оценка санитарного состояния почвы проводится по результатам анализов почв на объектах повышенного риска (детские сады, игровые площадки, зоны санитарной охраны и т.п.) и в санитарно-защитных зонах по ряду (санитарно-бактериологическим, санитарно-паразитологическим, санитарно-энтомологическим и др.) показателей (табл.) Коли-титр почвы – минимальное количество почвы в граммах, в которой содержится 1 бактерия кишечной палочки. Титр Cl. perfringens (титр анаэробов) – минимальное количество отходов в граммах, в которых содержится 1 анаэробная клостридия. Микробное число почвы – количество микроорганизмов в 1 гр. почвы, которые выросли на 15% мясо-пептонном агаре при 37°С за 24 часа. Выделяют косвенные показатели, характеризующие интенсивность биологической нагрузки на почву - санитарно-показательные организмы группы кишечной палочки БГКП (коли-индекс) и фекальные стрептококки (индекс энтерококков); и прямые санитарно-бактериологические показатели эпидемической опасности почвы - возбудители кишечных инфекций, патогенных энтеробактерий, энтеровирусов. Почва наиболее часто и интенсивно загрязняется возбудителями кишечных паразитарных заболеваний: гельминтозы, лямблиозы, амебиаз и др. Яйца геогельминтов сохраняют жизнеспособность в почве от 3 до 10 лет, биогельминтов - до 1 года, цисты кишечных патогенных простейших - от нескольких дней до 3-6 мес. Наиболее часто загрязнение почв города возбудителями паразитарных болезней обнаруживается на территории дворов, детских дошкольных и школьных учреждений, улиц около мусоросборников, вокруг туалетов, в местах выгула домашних животных (кошки и собаки), скверах, бульварах, парках и лесопарках. являются личинки и куколки синантропных мух (комнатных, домовых, мясных), которые имеют важное эпидемиологическое значение как механические переносчики возбудителей ряда инфекционных и инвазионных болезней человека (цисты кишечных патогенных простейших, яйца гельминтов и др.). На территории населенных мест в общественных и частных домовладениях, пищевых и торговых предприятиях, пунктах частного и общественного питания, в зоопарке, местах содержания служебных и спортивных животных (лошади, собаки), мясо- и молочных комбинатах и т.п. наиболее вероятными местами выплода мух являются скопления разлагающихся органических веществ (мусоросборники разных типов, уборные, свалки, иловые площадки и др.) и почвы вокруг них на расстоянии до 1 м. Основной санитарно-энтомологический показатель загрязнения почвы - число личинок и куколок мух на единицу площади почвы размером 20 χ 20 см. Наличие личинок и куколок в почве населенных мест является показателем неудовлетворительного санитарного состояния почвы и указывает на плохую очистку территории, неправильный в санитарно-гигиеническом отношении сбор и хранение бытовых отходов и их несвоевременное удаление. Показатели, характеризующие качество почвы Механический состав: В состав почвы входят четыре важнейших компонента: минеральная основа (50–60 % от общего объёма); органическое вещество (до 10 %); воздух (15–25 %); вода (25–35 %). Соотношение их неодинаково не только в разных почвах, но и в различных горизонтах одной и той же почвы, и непрерывно меняется вследствие поступления в почву атмосферных осадков, иногда оросительных и грунтовых вод, а также из-за расхода влаги — почвенного стока, испарения, десукции (высасывание корнями растений) и др. Механический состав почвы представлен в табл. 12. В зависимости от процента содержания в данной почве песка, глины и алеврита (формы кварца (кремнезёма) SiO2 с добавками силикатов (Al4(SiO4)3, Fe4(SiO4)3, Fe2SiO4)) можно классифицировать ее принадлежность к тому или иному классу. Класс, к которому относится почва, можно определить по треугольной диаграмме (рис.). Хорошие почвы содержат примерно одинаковое количество песка и глины; они называются суглинками. Преобладание песка делает почву более рассыпчатой и лёгкой для обработки, с другой стороны — в ней хуже удерживаются вода и питательные вещества. Глинистые почвы плохо дренируются, являются сырыми и клейкими, но зато содержат много питательных веществ и не выщелачиваются. Таблица 13 МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВЫ
 Рис.2 Треугольная диаграмма классов почв | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||