Гигиеническое значение природного химического состава почвы.

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 действие: 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).

К числу мероприятий, предупреждающих возникновение эндемических заболеваний, относятся подкормка почвы и животных недостающими микроэлементами, рационализация питания населения, завоз пищевых продуктов в эндемические местности, добавление йода (или других микроэлементов) к соли или хлебу, замена источников воды, богатой фтором или другими микроэлементами, дефторирование или фторирование воды и т.д.