ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

или растения наблюдаются случаи острого и хронического отравления, аллер­гических заболеваний. Отмечается также повышение бластомогенной опасно­сти почвы, что связано с повышенным содержанием в ней бензпирена и подоб­ных ему соединений. Обычно это бывает вблизи аэродромов, а также вдоль "коридоров" движения самолетов. Искусственные геохимические провинции с повышенным содержанием канцерогенных веществ в почве наблюдаются так­же вблизи ТЭЦ с малоэффективными золоуловителями, автомагистралей, после лесных пожаров и т. п.

Почва является средой, которая определяет циркуляцию экзогенных хи­мических веществ в системе окружающая среда—человек и может стать источ­ником загрязнения атмосферного воздуха, воды, пищевых продуктов. Почва — это ведущее звено круговорота веществ в природе, среда, в которой непре­рывно протекают разнообразные сложные процессы разрушения и синтеза ор­ганических веществ. Органические вещества, поступающие в почву в естест­венных условиях в виде остатков растений и животных, а также продуктов их жизнедеятельности, разрушаются различными сапрофитными почвенными микроорганизмами: бактериями, актиномицетами, грибами, водорослями, прос­тейшими и др. В присутствии кислорода аэробные микроорганизмы разлагают углеводы до углерода диоксида и воды. Жиры в аэробных условиях расщеп­ляются на глицерин и жирные кислоты, которые распадаються на углерода диоксид и воду. Распад белковых соединений происходит в 2 этапа. На пер­вом этапе — аммонификации — белки распадаются до аминокислот, которые, в свою очередь, разрушаются до аммиака и солей аммония, а также кислот жирного и ароматического рядов. В аэробных условиях параллельно проис­ходит второй этап минерализации азотсодержащих соединений — нитрифика­ции, когда аммиак окисляется до нитритов, а последние — до нитратов. Таким образом, благодаря процессам разрушения органические соединения преоб­разуются в те формы неорганических веществ, в которых они могут стать пи­тательным материалом для растений и снова попадают в круговорот веществ в природе.

Почва является ведущим звеном миграции химических веществ на нашей планете. К тому же в процессы миграции включаются вещества как естествен­ного, так и антропогенного (техногенного) происхождения. Миграция осуще­ствляется по коротким (почва — растение — почва; почва — вода — почва; почва — воздух — почва) и длинным (почва — растение — животное — почва; почва — вода — растение — почва; почва — вода — растение — животное — почва; почва — воздух — вода — растение — почва и др.) миграционным це­почкам. Пищевые цепочки могут быть чрезвычайно сложными. В них может накапливаться, концентрироваться химическое вещество. Например, в резуль­тате использования в сельском хозяйстве в качестве инсектицида ДДТ и его дальнейшей миграции концентрация этого вещества в воде озера Мичиган со­ставляла 2 х 10"⁶ мг/л, в иле — 1,4 х 10"² мг/кг, в тканях креветок — 0,41 мг/кг, в мясе рыб — 6 мг/кг, в тканях чаек — 99 мг/кг. В эти же цепочки миграции включается и человек, который употребляет питьевую воду, пищевые продукты растительного и животного происхождения, дышит атмосферным воздухом.

РАЗДЕЛ III. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Природное аномально высокое или низкое содержание в почве эндоген­ных для нее химических веществ, их миграция из почвы в смежные среды (воду водоемов, атмосферный воздух, растения) и по пищевым цепочкам обусловли­вает образование естественных биогеохимических провинций, возникновение эндемических заболеваний. Экзогенные химические вещества, которые попа­дают в почву случайно (со сточными водами и твердыми отходами, промыш­ленными выбросами в атмосферу, выбросами автотранспорта) или вносят пред­намеренно (химические средства защиты растений, минеральные удобрения, структурообразователи почвы), циркулируют в окружающей среде по таким же миграционным цепочкам. С ними связано образование искусственных биогео­химических провинций.

Следовательно, почва является главным элементом биосферы, где проис­ходят процессы миграции, трансформации и обмена всех химических веществ на нашей планете.

Почва как ведущий элемент биосферы играет важную роль в формиро­вании качества воды источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, к которым относятся в первую очередь подземные воды (грунтовые, межплас­товые напорные и безнапорные), а также поверхностные водоемы (реки, озера, водохранилища). Химический состав воды поверхностных и подземных водо­емов тесно связан с химическим составом почвы (см. с. 60).

Почва влияет на качественный состав атмосферы. Разнообразные по физико-химическим свойствам химические соединения, которыми перенасы­щена почва вследствие техногенного загрязнения, путем испарения поступают в атмосферный воздух, накапливаются в приземном слое в концентрациях, пре­вышающих предельно допустимые, т. е. достигают уровней, опасных для здо­ровья человека. Взаимодействие почвы с атмосферным воздухом — чрезвы­чайно сложный процесс.

Следует заметить, что почва имеет поры, и если она сухая, то они заполне­ны почвенным воздухом. Концентрации газов и паров в почвенном воздухе от­личаются от таковых в атмосфере. Поэтому постоянно происходит диффузия, т. е. перемещение по градиенту концентраций: газообразные вещества, кото­рых много в почвенном воздухе (например, углерода диоксид), поступают в приземный слой атмосферы и, наоборот, газы, парциальное давление которых в атмосфере выше (например, кислород), перемещаются в почву. Кроме того, существует так называемое дыхание почвы, которое связано с одновременным поступлением всей смеси газов и паров, образующих почвенный воздух, в при­земный слой атмосферы при повышении температуры почвы и снижении ба­рометрического давления.

Примером влияния химического состава почвы на качество атмосферного воздуха является природная ртутная биогеохимическая провинция горного Ал­тая, расположенная на территории залегания ртутьсодержащих руд. Почвы этой провинции содержат ртуть в концентрациях от 0,3 до 12,0 мг/кг, хотя в почвах других территорий она колеблется в пределах 0,04—0,12 мг/кг. Уро­вень ртути в атмосферном воздухе провинции составляет 7—13 мкг/м³, что так­же значительно превышает средний фоновый уровень для паров ртути в при-

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

земном слое атмосферы — 0,002 мкг/м³. Содержание ртути в моче жителей этой местности также повышено. К тому же оно возрастало с увеличением продолжительности контакта: среди детей дошкольного возраста составля­ло 0,014 мг/л, среди школьников — 0,021 мг/л, среди взрослых — 0,033 мг/л. Наблюдалось повышение заболеваемости населения (болезни нервной и эндо­кринной систем, мочеполовой системы у мужчин), снижение фертильности.

Еще одним примером влияния почвы на состояние атмосферного воздуха является образование так называемого токсического тумана на сельскохозяй­ственных полях, обработанных пестицидами. Следует отметить, что из почвы, обработанной пестицидами, особенно высоколетучими фосфорорганическими соединениями, постоянно испаряется определенное количество пестицида. Этот процесс длится до достижения динамичного равновесия между пестицидом, который находится в почве, и его парами в приземном слое воздуха. Вслед­ствие этого в приземном слое сухого воздуха формируются определенные кон­центрации пестицидов, которые в отдаленные сроки (через 1—2 нед) после об­работки полей в большинстве случаев невысокие и безопасные для здоровья. Но при определенных метеорологических условиях, которые способствуют об­разованию тумана на полях, концентрации пестицидов в приземном слое воз­духа могут значительно повышаться. Это происходит следующим образом. Вследствие предшествующих дождей почва обильно увлажнена. За ночь тем­пература воздуха снижается. Почва обладает высокой теплоемкостью и лучше удерживает тепло. Поэтому утром почва теплее воздуха. Влага с теплой поверх­ности почвы испаряется и в виде пара попадает в холодный воздух. Происхо­дит ее конденсация с образованием мелкодисперсного водяного тумана (аэро­золя), который при неблагоприятных метеорологических условиях (темпе­ратурная инверсия, малые скорости ветра) некоторое время не рассеивается. На поверхности мельчайших капелек водяного тумана сорбируются молекулы пестицидов, находившиеся в виде пара в приземном слое сухого воздуха. Пло­щадь поверхности капелек водного тумана очень большая. Теперь в воздухе отсутствует паровая фаза пестицида. Это нарушает динамическое равновесие, для достижения которого новая порция пестицида испаряется из почвы в воз­дух и зависит от его физических параметров: водности и дисперсности. Водя­ные частицы тумана имеют малые размеры, но характеризуются большой ве­личиной суммарной поверхности в единице объема, на которой происходит адсорбция паров пестицидов. Вследствие адсорбции молекул пестицидов на поверхности капелек водяного тумана снижается упругость их паров, и для восстановления равновесия с поверхности почвы испаряется дополнительная порция пестицидов до достижения адсорбционного равновесия и равновесной упругости паров. В результате этого концентрация пестицидов в приземном слое атмосферы может превысить ПДК на величину от одного до нескольких порядков. Такие концентрации уже является опасными для здоровья и могут вызвать острые отравления.

Приведенные примеры свидетельствуют о том, что атмосферный воздух, загрязненный химическими веществами, мигрировавшими из почвы, может быть опасным для здоровья людей.

РАЗДЕЛ III. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Почва как фактор передачи возбудителей инфекционных заболеваний и инвазий людей (эпидемиологическое значение почвы). Эпидемиологичес­кое значение почвы состоит в том, что в ней, несмотря на антагонизм почвен­ной сапрофитной микрофлоры, возбудители инфекционных заболеваний могут достаточно продолжительное время сохранять жизнеспособность, вирулент­ность и патогенность. Так, в почве, особенно в ее глубоких слоях, сальмонел­лы брюшного тифа могут выживать до 400 сут. В течение этого времени они могут загрязнять подземные источники водоснабжения и заражать человека. Достаточно длительное время в почве могут сохраняться не только патоген­ные микроорганизмы, но и вирусы (табл. 46).

Особенно долго (20—25 лет) в почве сохраняются споры анаэробных мик­роорганизмов, которые постоянно встречаются в почве населенных мест. К ним относятся возбудители столбняка, газовой гангрены, ботулизма, сибирской яз­вы. Длительное пребывание в почве указанных патогенных микроорганизмов и их спор является причиной возникновения соответствующих инфекционных заболеваний при попадании в рану человека загрязненной почвы, употребле­нии загрязненных пищевых продуктов.

Загрязненная почва может выполнять роль фактора передачи человеку воз­будителей как антропонозных, так и зооантропонозных инфекций. Среди ан-тропонозных — кишечные инфекции бактериальной природы (брюшной тиф, паратифы А и Б, бактериальная и амебная дизентерия, холера, сальмонелле-зы, эшерихиоз), вирусной этиологии (гепатит А, энтеровирусные инфекции — полиомиелит, Коксаки, ECHO) и протозойной природы (амебиаз, лямблиоз). К зооантропонозам, которые могут распространяться через почву, относятся: лептоспироз, в частности безжелтушная форма, водная лихорадка, инфекци­онная желтуха, или болезнь Васильева—Вейля, бруцеллез, туляремия, сибир­ская язва. Через почву могут передаваться также микобактерии туберкулеза. Особенно велика роль почвы в передаче глистных инвазий (аскаридоза, трихо-цефаллеза, дифиллоботриоза, анкилостомидоза, стронгилоидоза). Для указан­ных инфекций и инвазий характерен фекально-оральный механизм передачи, который для кишечных инфекций является ведущим, а для других — одним из возможных.

ТАБЛИЦА 46 Выживаемость некоторых патогенных микроорганизмов в почве

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

Фекально-оральный механизм передачи инфекционных заболеваний через почву — многоэтапный процесс, характеризующийся последовательным чере­дованием трех фаз: выделение возбудителя из организма в почву; пребыва­ние возбудителя в почве; внедрение возбудителя в видово-детерминированный организм биологического хозяина и сводится к следующему. Патогенные мик­роорганизмы или яйца геогельминтов с экскрементами больного человека или носителя инфекции или же больного животного (при зооантропонозных инфек­циях) попадают в почву, в которой какое-то время сохраняют жизнеспособ­ность, патогенные и вирулентные свойства. Находясь в почве, возбудители ин­фекционных заболеваний могут попасть в воду подземных и поверхностных источников, а оттуда в питьевую воду, с которой попадают в организм человека. Кроме того, из почвы возбудители могут попасть на овощи, ягоды и фрукты, на руки. Их распространяют также грызуны, мухи и другие насекомые. Пере­дача инфекции может происходить следующими путями:

Известен случай эпидемии брюшного тифа, охватившей за 36 дней 60% воспитанников детского сада. Инфицированным оказался песок на игровых площадках. Возбудители брюшного тифа попали в организм детей через загря­зненные песком руки. Имеются данные о проникновении возбудителей брюш­ного тифа и дизентерии из загрязненной почвы в грунтовую воду, что привело к вспышкам кишечных инфекций у населения, которое пользовалось водой из колодца.

Следует отметить, что споры сибирской язвы, микобактерии туберкулеза, вирусы полиомиелита, Коксаки и ECHO, возбудители еще некоторых инфек­ций дыхательных путей могут распространяться с почвенной пылью, т. е. во­здушно-пылевым путем, вызывая соответствующие инфекционные заболева­ния. Кроме того, заражение людей сибирской язвой возможно во время не­посредственного контакта с инфицированной почвой (через поврежденную кожу).

Спорообразующие клостридии (Cl. botulinum, Cl. tetani, Cl. perfringens, Cl. histolyticum и др.) попадают в почву преимущественно с экскрементами жи­вотных и людей. Споры клостридии ботулизма обнаруживают не только в куль­тивируемой, но и в необработанной почве. Они выделены в пробах почвы Ка-

РАЗДЕЛ III. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕДКИНЫХ МЕСТ

лифорнии (70% случаев), Северного Кавказа (40%), их находили в прибреж­ной зоне Азовского моря, в иле и морской воде, на поверхности овощей и фрук­тов, в кишечнике здоровых животных, свежей красной рыбы (осетр, белуга и др.), в кишечнике (15—20%) и в тканях (20%) уснувшей рыбы. Нарушение технологии обработки продуктов на предприятиях пищевой промышленности и в домашних условиях, особенно консервов из овощей, мяса и рыбы, а также при копчении и солении рыбы, изготовлении колбасных изделий приводит к размножению палочки ботулизма и накоплению ботулинического токсина. Употребление в пищу таких продуктов приводит к развитию тяжелого заболе­вания с симптомами поражения центральной нервной системы.

Споры возбудителей столбняка и газовой гангрены проникают в организм человека через поврежденную кожу и слизистые оболочки (мелкие, обычно ко­лотые, раны, ссадины, занозы, через некротизированнные ткани при ожогах). Почва и почвенная пыль при столбняке являются одним из факторов передачи инфекции.

Почва играет специфическую роль в распространении геогельминтозов — аскаридоза, трихоцефаллеза, анкилостомидоза, стронгилоидоза. Выделенные в почву (незрелые) яйца Ascaris lumbricoides, Trichiuris trichiura, Ancylostoma duodenale и Stronguloides stercoralis не способны вызвать инвазию. Оптималь­ные условия для развития (дозревания) яиц в почве создаются при температуре от 12 до 38 °С, достаточной влажности и наличии свободного кислорода. В за­висимости от условий дозревание яиц геогельминтов длится от 2—3 нед до 2—3 мес. Лишь после этого они становятся инвазивными, т. е. способными при попадании в организм человека через загрязненные руки, овощи, фрукты и дру­гие продукты питания вызвать болезнь. Яйца геогельминтов, попадая на по­верхность почвы, отмирают, но на глубине от 2,5 до 10 см, защищенные от ин­соляции и высыхания, они сохраняют жизнеспособность, по последним дан­ным, до 7—10 лет.

Эпидемиологическое значение почвы состоит еще и в том, что загрязнен­ная органическими веществами почва является местом обитания и размно­жения грызунов (крыс, мышей), являющихся не только переносчиками, но и источниками многих опасных зооантропонозов — чумы, туляремии, лептос-пироза, бешенства.

Кроме того, в почве живут и размножаются мухи, являющиеся активными переносчиками возбудителей кишечных и других инфекционных заболеваний.

Наконец, в почве может происходить естественное обеззараживание сточ­ных вод и отходов от содержащихся в них патогенных микроорганизмов и гель­минтов.

В последние годы роль почвы в формировании здоровья населения суще­ственно изменилась. Если до второй мировой войны в структуре смертности превалировали инфекционные и паразитарные заболевания, то в наше время на их долю приходится лишь 1—3%. Сегодня в структуре смертности населе­ния доминируют (свыше 70%) злокачественные новообразования и сердечно­сосудистые заболевания. Одним из факторов риска указанной патологии явля­ется загрязнение почвы и сопредельных с ней сред (воды, воздуха, растений)

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

экзогенными химическими веществами, иозросла частота неинфекционных заболеваний, ухудшились показатели физического развития детей. Начиная с 90-х годов XX ст., в воспроизведении населения нашей страны имеет место отрицательный баланс.

Почва является естественной средой для обезвреживания жидких и твердых бытовых и промышленных отходов. Это та система жизнеобес­печения Земли, тот элемент биосферы, в котором происходит детоксикация (обезвреживание, разрушение и превращение в нетоксические соединения) основной массы поступающих в нее экзогенных органических и неорганичес­ких веществ. По словам известного гигиениста XIX ст. Рубнера, почва является "... единственным местом, удовлетворяющим всем требованиям и дарованной самой природой для обезвреживания загрязнений. Но ее детоксикационная способность имеет предел, или порог, экологической адаптационной возмож­ности". При превышении порога экологической адаптационной возможности почвы нарушаются характерные для данного вида почвы величины естествен­ных процессов самоочищения, и она начинает отдавать в растения, атмосфер­ный воздух, поверхностные и подземные воды биологические и химические за­грязнители, которые могут накапливаться в контактирующих с почвой средах в количествах, опасных для здоровья людей, животных и растений.

Попавшие в почву органические вещества (белки, жиры, углеводы расти­
тельных остатков, экскрементов или трупов животных, жидких или твердых
бытовых отходов и пр.) разлагаются вплоть до образования неорганических
веществ (процесс минерализации). Параллельно в почве происходит процесс
синтеза из органических веществ отходов нового сложного органического ве­
щества почвы — гумуса. Описанный процесс называется гумификацией, а оба
биохимических процесса (минерализация и гумификация), направленные на
восстановление природного состояния почвы, — ее самоочищением. Этим те­
рмином обозначают и процесс освобождения почвы от биологических загряз­
нений, хотя в этом случае следует говорить о природных процессах ее обезза­
раживания. Что касается процессов самоочищения почвы от ЭХВ, то правиль­
нее их называть процессами детоксикации почвы, а все процессы вместе —
процессами обезвреживания почвы. г

Процесс самоочищения почвы от чужеродного органического вещества очень сложный и осуществляется главным образом за счет сапрофитных поч­венных микроорганизмов. Проникновение необходимых для существования питательных веществ в микробную клетку происходит за счет осмотического всасывания через мелкие поры в клеточной стенке и цитоплазматической мем­бране. Поры настолько маленькие, что сложные молекулы белков, жиров и уг­леводов через них не проникают. Лишь в случае расщепления сложных веществ до более простых молекул (аминокислот, моносахаридов, жирных кислот) пи­тательные вещества могут поступить в микробную клетку. Для осуществления такого способа питания в процессе эволюции у микроорганизмов выработа­лась способность выделять в окружающую среду гидролитические ферменты, которые подготавливают содержащиеся в ней сложные вещества к усвоению микробной клеткой. Все ферменты микроорганизмов по месту их действия под-

РАЗДЕЛ III. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

разделяют на две группы: экзоферменты, действующие вне клетки, и эндофер-менты, действующие внутри клетки. Экзоферменты участвуют в подготовке питательных веществ к поступлению их в клетку, а эндоферменты способству­ют их усвоению. Характер действия ферментов различен. Эстеразы (липазы), расщепляющие жиры, встречаются во многих плесневых грибах и бактериях. Протеазы, расщепляющие белковые молекулы, выделяются многими гнилост­ными бактериями и т.д.

Углеводы (полисахариды), попавшие в почву с отходами, под действием экзоферментов (карбогидраз) превращаются в ди- и моносахариды, которые всасываются микробной клеткой. В аэробных условиях под действием эндо-ферментов большая часть моносахаридов окисляется в процессе эндогенного дыхания, а незначительная часть используется для синтеза гликогена (см. с. 272).

В анаэробных условиях биохимический процесс распада углеводов про­текает гораздо сложнее и заключается в образовании жирных кислот с после­дующим их распадом до органических спиртов, углерода диоксида, метана, водорода и других газообразных веществ с выделением энергии. При этом микроорганизмы получают энергию. Анаэробное дыхание осуществляется без участия свободного кислорода, но количество энергии, образующееся при этом, гораздо меньше, чем при кислородном дыхании.

Расщепление жиров (см. с. 273) происходит очень медленно, так как они мало подвержены процессам биохимического разрушения. Под действием экзо­ферментов (липаз, эстераз) жиры расщепляются до жирных кислот и глицерина, которые в аэробных условиях разлагаются эндоферментами до углерода диок­сида и воды с выделением энергиии. В анаэробных условиях жирные кислоты и глицерин расщепляются примерно по той же схеме, что и углеводы, до угле­рода диоксида, метана, водорода. Образуются также летучие жирные кислоты с неприятным запахом. Некоторое количество жирных кислот не разрушается, а используется для синтеза липидов микробной клетки.

Расщепление белков также происходит с участием сапрофитных почвен­
ных микроорганизмов, для которых именно белоксодержащие вещества явля­
ются источником азота. Под действием экзоферментов, выделяемых микро­
организмами, сложные белковые молекулы (полипептиды) расщепляются до
альбуминов и пептонов, а затем до аминокислот. Многие бактерии содержат
фермент триптазу, непосредственно расщепляющий белки на аминокислоты,
минуя стадию пептонов. ж

Большая часть аминокислот после поступления в микробную клетку исполь­зуется как пластический и энергетический материал размножающимися сапро­фитными почвенными микроорганизмами. В дальнейшем после отмирания этих микроорганизмов образуется гумус — органическое вещество, входящее в состав почвы. В состав гумуса, кроме протеиновых комплексов, входят орга­нические кислоты, гемицеллюлоза, жиры, образовавшиеся в результате мик­робного синтеза. В гумусе содержится много сапрофитных почвенных микро­организмов, отсутствуют патогенные микроорганизмы, за исключением спо-рообразующих. Несмотря на наличие в гумусе органических соединений, он не загнивает, не выделяет газов с неприятным запахом и не привлекает мух.

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

Гумус может использоваться в качестве органического удобрения, поскольку медленно разлагается, постепенно отдавая растениям питательные вещества. Процесс образования гумуса получил название гумификации.

Часть аминокислот подвергается дезаминированию с образованием аммиа­ка, углерода диоксида и воды. Процесс разрушения белков до аммиака назы­вают аммонификацией. В аэробных условиях аммиак, растворяясь в воде, пре­вращается в аммония гидроксид, который, соединяясь с углекислотой, превра­щается в аммония карбонат.

Кроме того, аммония карбонат образуется и вследствие самоокисления бел­ковых веществ сапрофитных почвенных микроорганизмов.

Азотсодержащие органические соединения попадают в почву не только в виде белков, но и аминокислот, а также продуктов белкового обмена, в част­ности мочевины. Мочевина под влиянием уробактерий и их фермента уреазы гидролизуется с образованием аммиака, который также превращается в аммо­ния карбонат.

Аммония карбонат, образовавшийся как при дезаминировании, так и в про­цессе гибели микроорганизмов и при гидролизе мочевины и других продуктов азотистого обмена, подвергается биохимическому окислению при участии аэробных бактерий. Этот процесс, получивший название нитрификации, осу­ществляется в две фазы: в первую фазу биохимического окисления аммоний­ные соли превращаются в азотистые соединения (нитриты) бактериями рода Вас. nitrosomonas, а во второй — в азотные соединения (нитраты) бактериями рода Вас. nitrobacter.

Азотная кислота в виде минеральных веществ (нитратов) является остаточ­ным продуктом окисления белковых соединений и продуктов их обмена.

Одновременно с процессами окисления в почве происходят и восстанови­тельные процессы, которые получили название денитрификации. Под денитри-фикацией понимают восстановление микроорганизмами нитратов независимо от того, образуются ли при этом нитриты, низшие азота оксиды, аммиак или свободный азот.

Степень восстановительного действия бактерий зависит не только от их биохимических характеристик, но и от состава среды, ее активной реакции (pH) и других условий. Так, в щелочной среде в аэробных условиях восстано­вительный процесс протекает до образования солей азотистой кислоты (нит­ритов); в кислой среде в анаэробных условиях — до аммиака.

Под денитрификацией в более узком значении слова понимают разложе­ние нитратов и нитритов с выделением свободного азота. Если в среде нет кис­лорода или его содержание ограничено, денитрифицирующие бактерии берут его у солей азотной и азотистой кислот и одновременно окисляют безазотные органические соединения, получая при этом энергию. Азот нитратов они так­же используют для построения цитоплазмы. Этот сложный процесс является одновременно восстановительным и окислительным (см. с. 275).

Гигиеническое значение денитрификации весьма важно в связи с тем, что этот процесс при работе сооружений по почвенной очистке может стать преоб­ладающим, когда нарушается воздухопроницаемость почвы, например, в на-

РАЗДЕЛ III. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

чальный период эксплуатации полей орошения. Положительным в этом про­цессе является то, что при дефиците кислорода в воздухе может использоваться кислород нитратов, и этот процесс предотвращает загрязнение ими подземных вод. Часть нитратов, образовавшихся в процессе биохимического окисления органических веществ, усваивается корневой системой растений, а часть дени­трифицируется. Азот нитратов может быть также использован для синтетичес­ких процессов микроорганизмами.

В условиях, способствующих размножению анаэробных микроорганиз­мов, образуются промежуточные продукты распада белков (индол, скатол, мер­каптаны, летучие жирные кислоты, сероуглерод и др.). Для них характерен неприятный сильный запах. Такие условия создаются в результате перегрузки почвы органическими отходами, особенно в случае ее тяжелого механическо­го состава (средние и тяжелые супески, суглинки, глины) и повышенной влаж­ности.

По мере самоочищения почвы от органических загрязнений отмирает и па­тогенная микрофлора, главным образом неспорообразующие микроорганизмы. К факторам, которые способствуют отмиранию патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов, относятся бактериофаги и антибиотики, имеющиеся в почве, солнечная радиация, высыхание почвы. Все вышеизложенное свидетельствует о большом гигиеническом значении процессов самоочищения почвы, которые можно использовать и даже воспроизводить на искусственных сооружениях, предназначенных для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод и обезвре­живания твердых бытовых отходов.

Источники загрязнения почвы, их гигиеническая характеристика

Загрязнителями почвы, согласно определению экспертов ВОЗ, называют химические вещества, биологические организмы (бактерии, вирусы, простей­шие, гельминты) и продукты их жизнедеятельности, которые встречаются в ненадлежащем месте, в ненадлежащее время и в ненадлежащем количестве. Под загрязнением почвы следует понимать лишь то содержание химических и биологических загрязнителей в ней, которое становится опасным для здоро­вья при прямом контакте человека с загрязненной почвой или через контакти­рующие с почвой среды, по экологическим цепочкам: почва — вода — чело­век; почва — атмосферный воздух — человек; почва — растение — человек; почва — растение — животное — человек и др.

Почва может загрязняться в результате: 1) внесения минеральных и орга­нических удобрений; 2) использования пестицидов; 3) поступления промыш­ленных и бытовых отходов различных видов, которые применяют в качестве удобрений и с целью увлажнения, в том числе и внесения в почву отходов животноводческих комплексов (ферм) и индивидуальных хозяйств; 4) попа­дания на ее поверхность химических веществ с атмосферными выбросами промышленных предприятий и автотранспорта, а также радионуклидов вслед-

ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ, ИХ ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ствие аварий на ядерных реакторах; 5) захоронения бытовых и промышленных отходов.

Все загрязнители почвы можно разделить на биологические (вирусы, бак­терии, яйца гельминтов, простейшие) и химические. Химические загрязнители почвы делятся на две большие группы. К первой группе относятся химические вещества, которые вносятся в почву целенаправленно, чаще всего — в сель­ском и лесном хозяйствах: пестициды, минеральные удобрения, структурооб-разователи почвы, стимуляторы роста растений и др. Этот процесс является управляемым. При несоблюдении агрохимических и гигиенических регламен­тов применения (внесении в почву избытка) ЭХВ они становятся загрязните­лями почвы и могут представлять опасность для здоровья людей.

Ко второй группе химических загрязнителей относятся химические ве­щества, поступающие в почву случайно с техногенными (антропогенными) жидкими, твердыми и газообразными отходами. Это вещества, поступающие в почву вместе с бытовыми и промышленными сточными водами и твердыми отходами, атмосферными выбросами промышленных предприятий, выхлопны­ми газами автотранспорта и др.

Степень загрязнения почвы ЭХВ зависит от: 1) уровня их поступления в почву; 2) физико-химических свойств (структуры, растворимости в воде, ле­тучести и др.); 3) местных почвенно-климатических условий; 4) интенсивнос­ти процессов миграции ЭХВ из почвы в атмосферный воздух, открытые водое­мы, подземные воды, растения; 5)возможности трансформации и деградации ЭХВ в результате физико-химических процессов (гидролиз, фотолиз) или дей­ствия биологических агентов (микроорганизмы, в меньшей степени водорос­ли) и их ферментативных систем, способных расщепить молекулы многих ток­сических веществ до безопасных метаболитов.

Опасность загрязнения почвы химическими веществами связана, во-пер­вых, с их токсическими свойствами (острым и хроническим общетоксическим действием, наличием аллергенного, мутагенного, канцерогенного, эмбриоток-сического, тератогенного действия, репродуктивной токсичностью и др.), а во-вторых, с особенностями их поведения в окружающей среде (стабильностью в почве и воде водоемов, миграционной способностью). Все ЭХВ по степени опасности для здоровья населения делят на три класса: 1 -й — высокоопасные; 2-й — умеренно опасные; 3-й — малоопасные.

Класс опасности ЭХВ устанавливают по показателям, приведенным в табл. 47. К 1-му классу относятся мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, бенз(а)пи-рен, стойкие хлорорганические пестициды: ДДТ, гексахлорциклогексан (ГХЦГ), полихлоркамфен (ПХК), полихлорпинен (ПХП) и др. Ко 2-му — бор, кобальт, никель, молибден, хром, гербициды группы 2,4-Д и др. К 3-му — барий, вана­дий, вольфрам, марганец, нерадиоактивный стронций и др.

По мнению большинства ученых, ухудшение здоровья населения, наблю­дающееся за последние десятилетия, связано с негативным влиянием химичес­ких факторов окружающей среды. Анализ причинно-следственных связей сви­детельствует о значительной роли химического загрязнения почвы в ухудше­нии здоровья населения. Это объясняется тем, что почва занимает центральное

РАЗДЕЛ III. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

ТАБЛИЦА 47 Классификация опасности ЭХВ, загрязняющих почву

Схема 2.Пути миграции химических веществ из почвы в организм человека

место в круговороте веществ в биосфере. Кроме того, она является основным депо, где накапливаются стойкие химические вещества в природной среде, а также выступает начальным звеном в их миграции от источника загрязнения до организма человека по коротким и длинным трофическим цепочкам (схема 2).