Биогеохимическое значение почвы.

В 30-х годах ХХ века получило развитие учение о биогеохимических провинциях – обширных территориях, характеризующихся недостатком или избытком в почвах какого-либо химического элемента (или элементов), что приводит к патологическим изменениям в живых организмах.

Биогеохимические провинции могут быть естественными и искусственными (техногенными, антропогенными, т.е. порожденными деятельностью человека). Последние, с гигиенической точки зрения, имеют наибольшее значение. Однако первоначально были изучены природные биогеохимические провинции.

Так, недостаток в почве некоторых районов Китая и Кореи кальция и избыток стронция и бария влечет за собой уровскую болезнь (болезнь Кашина-Бека), поражающую костную систему человека и животных. Недостаток железа в почвах Шотландии приводит к развитию малокровия, избыток молибдена (Англия, Армения) вызывает эндемическую подагру. Поэтому санитарный врач, оценивая состояние здоровья населения, должен знать о наличии или отсутствии таких провинций на курируемой им территории.

В Советском Союзе вопросами биогеохимических провинций занимался ряд научно – исследовательских институтов и лабораторий: почвенный институт им В.В. Докучаева (г. Москва), институт геохимии им. В.И. Вернадского (г. Москва), Латвийская АН, кафедры университетов ряда республик и т.д. Уже в 1958 г. на территории СССР было выделено и нанесено на карту 14 биогеохимических провинций, естественного происхождения.

Кроме естественного избытка микроэлементов в почве, в настоящее время наблюдается ее антропогенное химическое загрязнение, за счет производственных выбросов. Так, во второй половине XX века были установлены искусственные биогеохимические провинции, получившие название антропогенных или техногенных. Как правило, они формируется на протяжении десятков лет в окружении мощных производственных комплексов. Например – техногенные биогеохимические провинции в Восточном и центральном Казахстане, вокруг крупных объектов цветной металлургии (г.г. Усть – Каменогорск, Лениногорск, Зыряновск, Балхаш) и др.

Ученые Казахстана на протяжении многих лет проводили исследования в указанных регионах. Они впервые установили, интенсивное загрязнение объектов окружающей среды, включая почву, тяжелыми металлами и показали накопление последних в биологических субстратах сельскохозяйственных животных и местного населения. На территории Восточно-Казахстанской области, в окружении крупных объектов цветной металлургии, была выделена обширная биогеохимическая провинция со специфическим загрязнением окружающей среды тяжелыми металлами.

Разработки гигиенистов были подкреплены учеными – биологами, показавшими степень накопления металлов в сельскохозяйственных растениях, а также клиницистами, изучившими на объектах региона профессиональную патологию. В областном центре – г. Усть-Каменогорске был создан филиал НИИ гигиены и профессиональных болезней, на основании собранного многолетнего материала защищено большое количество кандидатских и докторских диссертаций по специальности «гигиена», разработаны и внедрены профилактические мероприятия. На основании комплексного изучения биогеохимической провинции в Восточно-Казахстанской области был поднят вопрос о признании ее территории зоной экологического бедствия.

Агрохимикаты.

Начиная с 50-х годов ХХ века, во многих странах мира стали применять пестициды и минеральные удобрения, что явилось важным фактором повышения урожайности в сельском хозяйстве. Вместе с тем, все химические вещества, используемые для биологической защиты растений и удобрения почвы, ядовиты для человека и сельскохозяйственных животных. Поэтому во второй половине ХХ века, в связи с неуклонным наращиванием применения химии в сельском и лесном хозяйстве, в санитарной охране почвы возникла гигиеническая проблема пестицидов и минеральных удобрений, известных в настоящее время под общим названием агрохимикаты.

Использование этих соединений неуклонно возрастает, практически, во всех странах и к 2000 году мировое производство пестицидов достигло 2,9 млн. тонн. Наибольший расход пестицидов наблюдается в США, Японии, Китае, странах Европы, но химизация сельского хозяйства сопряжена не только с интенсивным загрязнением среды, но и прямой угрозой для растительного и животного мира, включая человека.

Суть проблемы заключается в том, что отказаться от использования пестицидов и удобрений человек не может из экономических соображений, так как это сопряжено с потерей большей части возможного урожая. Так, в Индии, в те годы, когда агрохимикаты почти не применялись, урожаи риса составляли не более 17 ц/га, тогда как в Японии, где они в этот период широко использовались – 70 ц/га. Ученые США рассчитали, что если бы в стране не применялись химические средства защиты растений и минеральные удобрения, урожаи многих сельскохозяйственных культур сократились бы более, чем на 50 %.

Вместе с тем, химизация сельского хозяйства влечет за собой загрязнение окружающей среды, так как значительная часть агрохимикатов остается в почве и культурах в виде остаточных количеств, в конечном итоге переходя в продукты питания человека. Пестициды могут сохраняться в почве от нескольких дней и месяцев до нескольких лет. Особенно опасными в этом отношении являются хлорорганические пестициды и агрохимикаты, содержащие металлы: медь, цинк, ртуть и др., которые не только сохраняются в почве годами, но и накапливаются в ней при повторных обработках. Приведу лишь один наглядный пример.

В прежние десятилетия в сельском хозяйстве многих стран нашел широкое применение хлорорганический пестицид ДДТ. В СССР в 1970 г., ввиду очень высокой токсичности его использование было запрещено. Однако до настоящего времени это вещество, по данным химических справочников, сохраняющееся в почве более 15 лет, обнаруживается в некоторых растительных и животных продуктах, а также биосубстратах человека. Например, в Индии, где пестицид не запрещен к использованию, содержание ДДТ в жировой ткани населения самое высокое в мире.

В Казахстане, во время освоения целинных земель, ДДТ применялся очень широко и, зачастую, бесконтрольно. Даже после его запрета пестицид и сейчас обнаруживается в почвах многих районов республики. Это частично объясняется длительностью его сохранения в почве, а также тем, что некоторые более дешевые пестициды, закупаемые в настоящее время Казахстаном в Китае, также содержат в своем составе ДДТ. К сожалению, данный вопрос остается открытым.

Последние годы в южных областях Казахстана неоднократно регистрировались нитратные пищевые отравления, в связи с употреблением овощей, чаще всего арбузов, с высоким содержанием нитратов. Эти отравления обусловлены использованием на полях повышенных, по сравнению рекомендуемыми нормами, количеств азотных удобрений. В республике отмечаются также случаи высокого содержания нитратов в природных водах, причем в концентрациях, значительно превышающих гигиенический регламент (45,0 мг/л). По данным экспертов ВОЗ, для взрослого человека это не грозит метгемоглобинемией, но для детского населения представляет существенную опасность.