VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Проблема химического загрязнения окружающей среды имеет как естественнонаучное, так и социальное значение.

Почвы выполняют базисную роль в устойчивом функционировании биосферы, поэтому деградация почв, принявшая глобальные масштабы и ведущая к трансформации их биогеоценотических свойств, нарушает механизмы функционирования экосистем и биосферы в целом.

Важная особенность почвенной среды состоит в поглощении биологических и химических загрязнителей, то есть почва является природным сорбентом. Её геохимическое состояние отражает кумулятивный эффект многолетнего воздействия источников загрязнения. Именно эти особенности почвы обусловливают её значимость для здоровья населения [10]..

Целью наших исследований является анализ методов нормирования содержания химических веществ в почвах и влияние её загрязнения на здоровье населения.

Методы нормирования содержания химических веществ в почвах основаны на выявлении взаимосвязи между содержанием химических элементов в почве и реакцией живых организмов[6].

Во-первых, необходимо указать на биогеохимическое нормирование, основанное на пороговости в реакции живых организмов на изменения состояния окружающей среды.

Каждому биогеохимическому таксону (ландшафту, экотопу) соответствует четкая взаимосвязь и взаимообусловленность пищевых цепей, складывающаяся в течении длительного периода времени. Состояние живых организмов соответствует химическому составу окружающей среды.

В настоящее время определены концентрации химических элементов в почвах, водах, растениях выше и ниже которых нарушаются обменные процессы в живых организмах.

Во-вторых, это санитарно-гигиеническое и экологическое нормирование, базирующиеся на влиянии опасных концентраций химических веществ в окружающей среде на здоровье человека и обеспечении защиты от загрязнителей любого живого организма.

Контакт человека с почвой чаще всего не прямой, а опосредованный. Он происходит по цепочкам: почва-растение-человек; почва-растение-животное-человек; почва-воздух-человек; почва-вода-человек.

Опасность загрязнения почвы определяется эпидемиологической и эндемической значимостью, ролью её как источника вторичного загрязнения контактирующих сред при сверхнормативном химическом загрязнении, санитарно-токсикологической значимостью для здоровья человека.

В-третьих, статистическое нормирование основанное на обобщении информации об уровнях содержания химических элементов в природных средах, которые наиболее часто встречаются в реальных условиях, что позволяет считать эти содержания соответствующими норме.

В настоящее время влияние загрязнённых почв на здоровье человека остаётся менее изученным, несмотря на то,что результаты имеющихся научных исследований свидетельствуют о влиянии химического загрязнения городских почв и пахотных земель на здоровье населения [7].

Загрязнённая почва является важным звеном в механизме передачи многих инфекционных и паразитарных заболеваний, например, дизентерии, ботулизма, сибирской язвы, аскаридоза. При этом антропогенное загрязнение почв снижает активность почвенных микроорганизмов, нарушает процессы самоочищения. Заражение человека может происходить по различным причинам: при земляных работах, при употреблении зараженной пищи и отсутствии гигиены. В Российской Федерации в 2013 году доля инфекционных и паразитарных заболеваний у детей, ассоциированных с загрязнением почв, составила 11,5% (998 случаев на 100 тысяч населения)[9].

Причиной химического загрязнения почв может быть не только антропогенная деятельность человека, но и природные условия местности. В некоторых районах Земли естественное содержание отдельных элементов и их соединений в почвах и водах существенно превышает фоновые значения и обычно приурочено к залежам полезных ископаемых или зонам вулканизма. А.П. Виноградов назвал такое явление биогеохимической провинцией[1]. Позднее было установлено, что внутри провинций могут наблюдатьсямикроэлементозы- заболевания, вызванные недостатком химических элементов: эндемический зоб, акобальтоз, недостаток меди и другие заболевания. Избыток химических элементов приводит к макроэлементозам - флюорозу, а превышение содержания бария и стронция при недостатке кальция - к возникновению уровской болезни.

Антропогенное влияние на почву приводит к образованию техногенных биогеохимических провинций. Одним из наиболее известных примеров такого влияния служит болезнь итай-итай, наблюдавшаяся у жителей японской префектуры Тояма в середине 20-го века[13].

Химическое загрязнение почвы происходит в результате: регулярного загрязнения (выбросы в атмосферу, сбросы сточных вод); многократного и планомерного поступления в почву удобрений; чрезвычайных либо аварийных ситуаций.Наиболее опасным для здоровья человека является загрязнение почв тяжелыми металлами, нефтепродуктами и пестицидами.

Особенно опасно накопление загрязнителей в городских почвах, отличающихся по своим морфологическим и агрохимическим свойствам от естественных ненарушенных почв. В условиях антропогенного загрязнения происходит смещение показателя pH в щелочную сторону, повышается содержание фосфора и органического вещества [2]. В результате почва становится геохимическим барьером для опасных соединений.

Источниками загрязнения тяжелыми металлами в городах являются автотранспорт, ТЭЦ, промышленные предприятия.

В городских условиях проникновение тяжелых металлов в организм человека из почвы происходит аэрогенным путём [5].Вдоль крупных автомагистралей образуются геохимические аномалии с повышенным содержанием цинка, свинца и кадмия, повышается риск развития хронической интоксикации у людей, не имеющих производственного контакта с тяжелыми металлами.Негативное влияние тяжелых металлов на здоровье человека связано с накоплением их в костной ткани (вследствие замещения кальция) и головном мозге, ярко выражен кумулятивный эффект.Исследования показали, что отравление свинцом, цинком приводит к анемии, нарушению развития детей и бесплодию, кадмий и никель обладают канцерогенными свойствами. Ртуть подавляет выработку витамина В₁₂, необходимого для синтеза ДНК.

ПАУ и нефтепродукты, также являющиесяодними из основных загрязнителей, вызывают глубокие изменения химических, физических, микробиологических свойств почвы, существенную перестройка всего почвенного профиля.

Наибольшую опасность среди ПАУ для здоровья человека представляет бензапирен, который образуется при сжигании топлива, нефти и нефтепродуктов. Бензапирен содержится в выбросах предприятий нефтяной и химической промышленности, объектов отопительной системы и автотранспорта. Бензапирен обладает высокой миграционной способностью, он способен переходить из почвы в растения и накапливаться в пищевых цепях,он обладает канцерогенными, мутагенными и тератогенными свойствами. Для бензапирена установлены жесткие нормативы содержания в почве и атмосферном воздухе (ПДК=0,02мг/кг почвы).

Загрязнение почв нефтепродуктами происходит в основном в районах нефтедобычи работы нефтеперерабатывающих предприятий[2]. Эта проблема особенно актуальна для Западно-Сибирского региона, Республики Коми, Татарстана и Башкортостана. При авариях на нефтепроводах и местах нефтедобычи происходят существенные повреждения природных комплексов, при этом сильно затрудняется проведение рекультивации почв.

В городских условиях происходит загрязнение почв минеральными маслами в районе АЗС, автомастерских, автобаз и воинских частей. Проникая в почву, эти вещества снижают биологическую активность почвенных микроорганизмов, отрицательно влияют на способность почв к самоочищению[12].

Загрязнение сельскохозяйственных земель пестицидами и чрезмерное внесение минеральных удобрений является одной из актуальных проблем сельского хозяйства. Потери от вредных организмов в сельском хозяйстве составляют до 30%, при этом некоторые культуры (например, виноград) не удаётся возделывать без применения пестицидов[4].

В настоящее время мировой ассортимент пестицидов насчитывает более 500 препаратов. В Российской Федерации существует Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ[11]. Ассортимент пестицидов постоянно изменяется, появляются новые, менее токсичные препараты.

По данным Минсельхоза России, ежегодно в Российской Федерации применяется около 2,4 млн тонн минеральных удобрений. Средний показатель внесения минеральных удобрений составляет 38 кг/га, внесения пестицидов - 2,8 кг/га. Основная доля применяемых пестицидов относится к фунгицидам [9].

В процессе обработки пестициды попадают не только на защищаемые растения, но и на почву, в результате чего происходит их миграция в возделываемые культуры. Как и тяжелые металлы, пестициды обладают способностью накапливаться в пищевых цепях и увеличивать свою концентрацию по мере их усложнения.

Пестициды могут вызывать острые и хронические отравления, поражая органы и системы, нарушая процесс обмена веществ, усугубляя течение имеющихся ранее заболеваний [4].

В России разработаны 110 ПДК и 71 ОДК веществ в почве. Основные нормативные документы: ГН 2.1.7.2041-06 (ПДК), ГН 2.1.7.2042-06 (ОДК) и ГН 1.2.1323-03 (контроль за содержанием пестицидов). Особенность нормирования почвенной среды заключается в её неоднородности и многокомпонентности. На миграцию и трансформацию химических элементов в почве значительное влияние оказывает тип почвы, мощность гумусового горизонта, климатические условия местности. Поэтому для многих веществ разработаны только ПДК в продуктах питания.

Из всего выше изложенного становится очевидным, что одной из главных задач является развитие и совершенствование системы социально-гигиенического мониторинга. Для снижения риска заболеваемости населения необходимо проводить строгий контроль содержания тяжелых металлов и нефтепродуктов в почвах, проводить рекультивацию нарушенных земель в городах, а также контролировать состав вод, используемых для орошения сельскохозяйственных земель.

Необходимо отметить, что в нашей стране для санитарно-гигиенической оценки почв обычно используют предельно допустимые и ориентировочно допустимые концентрации (ПДК и ОДК) загрязняющих веществ. Уровень загрязнения принято оценивать по кратности превышения ПДК, классу опасности веществ, допустимой повторяемости концентраций заданного уровня. Следует иметь в виду, что санитарно-гигиенические показатели лишь частично отвечают своему назначению, поскольку предельно допустимые концентрации территориально не дифференцированы, не учитываются типы почв, их устойчивость, а также виды землепользования (земли сельскохозяйственного назначения, лесные, городов, промышленности и т.д.), а в пределах города - характер использования земель по категориям. ПДК в России одни и те же, как для почв сельскохозяйственных угодий, так и для почв промышленных зон крупных городов.

В заключении хотелось бы отметить, что гигиеническое обоснование ПДК химических веществ в почве, основанное на 4-х показателях вредности: переходе химических соединений в контактирующие с почвой среды в количествах, не превышающих ПДОК для пищевых продуктов (транслокационный показатель), ПДК для воды водоемов и атмосферного воздуха (миграционный водный и миграционный воздушный показатели), а также не влияющих на самоочищающую способность почвы и почвенный микробоценоз(общесанитарный показатель) не пригодно для разработки нормативов качества городских почв.Для городских условий и почв неприменимы миграционный воздушный и транслокационный показатели, практически неприемлем общесанитарныйпоказатель.

Поэтому, нормирование загрязняющих веществ в городских почвах следует осуществлять на принципиально ином подходе. Следует учитывать реальность достижения концентраций загрязняющих веществ в условиях мегаполиса, меру потенциальной опасности повышенных концентраций, оценку их риска для здоровья населения и окружающей среды. Следует осуществлять прогноз поведения загрязняющих веществ в городском ландшафте, предвидеть возможное развитие неблагоприятных экологических ситуаций, разрабатывать и принимать меры по своевременному их предотвращению.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1.      Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест: учебно-методическое пособие для студентов / Т.К. Черняева, Т.Ф. Баранова. - Н. Новгород: Издательство Нижегородской гос. медицинской академии, 2011. - 92 с.

2.      Горбунов О.В., Бородин А.Л. Геохимия и геофизика биосферы: Учебно-методический комплекс дисциплины, по специальности (направлению): 020803.056. - Биоэкология. - М.: МГУТУ, 2012. - 346 с.

3.      Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2013 году / Правительство Москвы, Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы; [под общ.ред. А.О. Кульбачевского]. - М.: «ЛАРК ЛТД», 2014. - 222 с.

4.      Зинченко В.А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность /Учебное пособие. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: КолосС, 2012. - 247 с.

5.      Мизина Н.Г. Гигиеническая оценка риска для здоровья детского населения при воздействии тяжелых металлов, загрязняющих окружающую среду: (на примере г. Омска): автореф. дис. ... к. м. н.- Кемерово, 2012. - 22 с.

6.      Мотузова Г.В., Карпова Е.А. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия. - М.: Изд-во Московского университета, 2013.- 304 с.

7.      Никитенко М.А. Влияние урбанизации на трансформацию почвенного покрова и условия функционирования древесных растений городов Среднего Предуралья (на примере г. Сарапула и г. Камбарки): Автореф. Дис....канд. биол.н.- Ижевск, 2007. - 24 с.

8.      О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2012 году: Государственный доклад. - М.: Минприроды России, 2013. - 483 с.

9.      О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2013 году: Государственный доклад. - М.: Федеральная служба по надзору с сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2014. - 191 с.

10.  Структура почвенного покрова и основные свойства почв природного парка Воробьевы Горы / Т. Парамонова, Э. Тишкина, С. Краснов, Д. Толстихин // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. - 2010. - № 1. - С. 24-34.

11.  Постановление Правительства РФ от 12 июня 2008 г. N 450 "О Министерстве сельского хозяйства Российской Федерации" (с изменениями и дополнениями) // Рос.газ. - 2008. - 16 августа

12.  Феоктистова И.Д. Оценка экологического состояния почв урбанизированных территорий, загрязнённых нефтепродуктами и тяжелыми металлами (на примере г. Владимира): Автореф. дис...канд.биол.н.- Владимир, 2012. - 22 с.

13.  Экологическая эпидемиология: учебник для высш. учебных заведений / Б.А. Ревич, С.Л. Авалиани, Г.И. Тихонова; Под ред. Б.А. Ревича. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 384 с.

 

Код для цитирования: Скопировать