Почва и здоровье человека.

Почва и здоровье человека. Почва — среда обитания многочисленных низших животных и микроорганизмов, в том числе бактерий, плесневых грибков, вирусов и др. Большинство почвенных микроорганизмов — сапрофаги; они живут и размножаются в почве и не приносят вреда животным организмам. Вместе с тем в почве обитают постоянно или временно так называемые патогенные — болезнетворные микроорганизмы, возбудители инфекционных болезней. Некоторые из них (главным образом постоянные обитатели почвы) образуют спору — плотную оболочку, обеспечивающую им высокую устойчивость по отношению к различным неблагоприятным факторам внешней среды; высокой температуре, высыханию, давлению, отсутствию питательных веществ. Попав в благоприятные условия, споры приобретают первоначальную форму.

Группу спорообразующих бактерий принято называть клостридиями. В последние годы накопилось достаточно данных о том, что клостридии не только обладают способностью продолжительное время сохраняться в почве в виде спор, но и размножаться в ней в вегетативный период своего существования.

К патогенным бактериям относятся возбудители таких опасных инфекционных заболеваний, как сибирская язва, газовая гангрена, столбняк, ботулизм и др. Возбудители этих болезней в отдельных почвах способны оставаться жизнеспособными многие десятилетия.

Заражение человека через загрязненную почву может наступить при самых различных обстоятельствах; непосредственно при обработке почвы, уборке урожая, строительных работах и т. п. К числу наиболее опасных болезней человека и животных относится сибирская язва. Возбудитель сибирской язвы — сибиреязвенная палочка, попадая с мочой и испражнениями больных животных в почву, образует вокруг себя спору и в таком состоянии может сохраняться годами, особенно в каштановых и черноземных почвах. Животные, поедая корм, загрязненный этой палочкой, заражаются сибирской язвой. Заражению поверхностных слоев почвы на пастбищах могут способствовать земляные работы в неблагополучной по сибирской язве местности (при мелиоративных работах, строительстве и т. д.). Человек заражается сибирской язвой, как правило, при контакте с больными или павшими животными (при уходе за ними, убое, снятии шкур и т. п.), через продукты и сырье, полученные от больных животных (мясо, шерсть, шкура), а также при непосредственном соприкосновении с почвой.

Особую опасность для человека представляет столбнячная палочка. Согласно обобщенным данным Е. Н. Мишустина и М. И. Перцовской (1954), столбнячная палочка обнаруживается в почве в разных географических районах. Заражение человека происходит через поврежденную кожу или слизистую при контакте с загрязненной почвой. В прошлом особенно часто столбняк регистрировали среди солдат во время военных действий. В мирное время заболеваемость столбняком встречается главным образом среди жителей сельской местности.

В почвах встречается также спороносная палочка — возбудитель ботулизма - тяжелого пищевого отравления. При изучении почв некоторых районов Кавказа, Азовского и Каспийского морей, Приморского края, дальнего Востока и Ленинграда она обнаружена в среднем в 9% проб, у берегов озера Балхаш и в Армянской ССР в 3З% проб. Из почвы она может попасть на овощи, ягоды, фрукты, рыбу, грибы и другие продукты и при благоприятных анаэробных условиях из споры превращается в вегетативную форму, продуцирующую токсин (яд). По силе своего действия на организм человека и животного этот токсин превосходит все другие бактериальные токсины и химические яды. Ботулизм регистрируется во многих странах мира — в США, Канаде, Франции, Японии, России.

Анализ материалов расследования случаев заражения ботулизмом на территории нашей страны показывает, что в основном они связаны с продуктами домашнего приготовления; рыбой соленой и вяленой, грибами, консервированными в герметически закрытых банках, консервами овощными и фруктовыми.

Почва — источник заражения человека газовой гангреной. Это тяжелое заболевание, характеризующее быстро распространяющимся отеком тканей и их омертвением. Она возникает при проникновении спор гангренозной палочки в поврежденные ткани вместе с загрязненной почвой, обрывками одежды, обуви и другими предметами. Газовую гангрену могут вызывать несколько видов клостридий. Чаще в почве встречаются клостридии Перфрингенс типа А. Эти микробы, по данным различных авторов, встречаются в каждом образце почвы. Попадая в рану, они при благоприятных условиях размножаются в тканях и продуцируют токсин, который и вызывает омертвение и другие тяжелые признаки заболевания.

Из числа временных микроорганизмов, обитающих в почве, большую группу составляют возбудители кишечных инфекций (брюшного типа, паратифов, дизентерии, холеры), бруцеллеза, туляремии, чумы, коклюша и др. Они попадают в почву только при определенных условиях (с выделениями больных, с нечистотами и др.). Нельзя сказать, что почва является благоприятной средой для их обитания. В их гибели большую роль наряду с недостатком питательных веществ, не всегда оптимальными влажностью и температурой почвы играет антагонизм между различного рода почвенными микроорганизмами. Не находя подходящих условий для своего развития, патогенные для человека и животных неспороносные бактерии погибают обычно относительно быстро. Однако некоторые из них, особенно в загрязненной почве, сохраняются продолжительное время: возбудители брюшного тифа, паратифов и холеры остаются жизнеспособными от нескольких суток до трех месяцев; бруцеллеза — от нескольких суток до пяти месяцев, туляремии — от нескольких суток до двух месяцев и т. д. Энтеровирусы — возбудители полиомиелита и некоторых кишечных заболеваний вирусного происхождения — выживают в почве от 25 до 170 дней.

Обычно заражение человека кишечными инфекциями происходит через загрязнённые овощи. Однако наибольшую опасность имеет вторичное загрязнение подземных и поверхностных вод. Атмосферные осадки, попадающие на загрязненную почву и проходящие через нее, выносят микрофлору, в том числе и возбудителей заразных болезней, из поверхностных слоев в нижележащие грунтовые воды и загрязняют их. С ливневыми водами возбудители могут попасть в водоемы.

Для человека определенную опасность представляют отдельные виды актиномицетов, вызывающих поверхностные и глубокие микозы, а также микобактерии возбудители туберкулеза, проказы и дифтерии человека. Сроки выживаемости этих микроорганизмов при попадании их в почву значительны: для палочек туберкулеза — от нескольких дней до 15 месяцев, для дифтерийной палочки - от нескольких дней до двух-трех недель.

Почва может служить местом развития, а при определенных условиях и инфицирования мух. Весь цикл развития от яичка до взрослого состояния связан с почвой. Самка мухи откладывает яички обычно в местах гнилостных отбросов и нечистот. Цикл развития до окрыленной мухи происходит в земле и сухих отбросах. В них же в зимний период многие мухи сохраняются как во взрослом состоянии, так и в стадии личинок. Значение мух в распространении кишечных и других инфекций убедительно доказано. Муха переносит заразное начало как на поверхности своего тела, на лапках и хоботе, так и в кишечнике. Многие возбудители кишечных инфекций сохраняются в жизнеспособном состоянии на поверхности тела мухи до двух суток, а в кишечнике еще больше.

Особенно велика роль почвы в распространении гельминтозов — группы паразитарных болезней, вызываемых внедрением в организм человека червей-паразитов — гельминтов. В зависимости от цикла развития гельминты по принятой классификации подразделяются на три вида: геогельминты, биогельминты и контактные гельминты. Соответственно и заболевания, вызываемые этими видами червей, называются геогельминтозами, биогельминтозами и контактными гельминтозами. К первой группе относятся гельминты (аскариды, власоглавы и др.), одна из стадий развития которых проходит в почве (дозревание яиц до инвазионной стадии). Например, взрослые аскариды — круглые черня длиной 15—20 см — живут в тонком кишечнике человека, где их количество может достигать от одного до нескольких десятков. Самки в этот период ежесуточно откладывают в просвет кишечника до 2500 яиц, которые вместе с испражнениями выделяются наружу. Для человека они становятся заразными после того, как в них разовьются личинки, что происходит в почве. Зрелые яйца (с развившейся личинкой) могут попасть в организм человека через загрязненные руки, а чаще при употреблении загрязненных овощей и ягод. К этой группе гельминтов относятся анкилостомозы (кривоголовка двенадцатиперстная и кривоголовка американская). Почва является субстратом, на котором происходит вылупливание из яиц личинок. Заражение человека происходят при активном внедрении личинок через кожу с загрязненной почвой, а также через загрязненную воду, овощи и т. д. Очаги анкилостомоза могут возникать в глубоких шахтах горнорудной и угольной промышленности. Личинки анкилостом собак и кошек, попавшие на кожу человека после развития в почве, вызывают иногда длительно протекающие заболевания — дерматиты.

Ко второй группе гельминтов относятся свиной и бычий цепни (солитеры). Они имеют очень сложный цикл развития. Из кишечника человека яйца гельминтов попадают в почву, оттуда в корм крупного рогатого скота и свиней. В кишечнике этих животных они превращаются в личинки, которые с током крови разносятся во всему телу и поселяются главным образом в мускулатуре. Человек, употребляя без достаточной термической обработки говядину или свинину, заражается личиночной стадией гельминтов.

На здоровье человека может оказывать определенное влияние химический состав почвы. Еще академик В. И. Вернадский обратил внимание на значение для организмов некоторых находящихся в почве микроэлементов. Теперь многочисленными исследованиями в нашей стране и за рубежом твердо установлено, что многие из них оказывают существенное влияние на рост и развитие растений, на состояние и функции организма животных, в том числе и человека.

Биохимические процессы, происходящие в земной коре, и процессы образования и обмена химических элементов в организме взаимосвязаны как отдельные этапы круговорота веществ в природе, как процессы взаимного обмена, обусловливающие жизнь.

В составе организмов обнаружено 47 постоянно присутствующих химических элементов. На них приходится от 0,4 до 0,6% живой массы. К числу достаточно изученных относятся медь, кобальт, цинк, марганец, йод, молибден, селен, фтор, стронций, бор, кадмий, ванадий. Микроэлементы — биогенные химические элементы, играющие роль катализаторов в развитии растений, особенно в процессах усвоения азота и фотосинтезе. Установлено, что при добавлении к кормам животных необходимых микроэлементов у них отмечается усиление роста. Отсутствие того или другого микроэлемента сопровождается специфическими признаками его недостаточности. Так, недостаток меди при некотором избытке молибдена и сульфатов приводит к возникновению эндемической атаксии животных.

Велико значение микроэлементов в организме человека. В состав крови человека входит 24 элемента, женского молока около 30 (медь, цинк, кобальт, кремний, мышьяк и др.). Перечисленное количество биогенных элементов в различных средах человеческого организма нельзя считать окончательно установленным. Микроэлементы входят в состав некоторых важных желез внутренней секреции— щитовидной, поджелудочной, половых и др. Так, цинк входит в состав щитовидной железы, гипофиза, семенников и яичников; кобальт — поджелудочной и щитовидной желез. Имеется основание полагать, что микроэлементы оказывают существенное влияние на функцию эндокринных желез. Микроэлементы входят в состав многих химических комплексов организма, таких, как соединение металлов с белками, различные ферменты, дыхательные пигменты, гормоны и некоторые витамины. Они участвуют в промежуточных процессах обмена веществ.

Микроэлементы поступают в организм человека с растительной и животной пищей, отчасти с водой, по схеме: почва - растение - организм животного. Уровень обеспеченности растительных и животных организмов микроэлементами зависит от содержания их прежде всего в почве. Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит к недостатку или избытку их не только у травоядных, но и плотоядных животных, а также в организме человека. Это влечет за собой ослабление или усиление синтеза биологически активных веществ, в состав которых входят микроэлементы, нарушение процесса промежуточного обмена веществ, возникновение заболеваний. Заболевания, связанные с недостатком или избытком микроэлементов, получили название эндемических. Районы, в которых обнаруживаются отклонения в развитии растений и животных, а также регистрируются эндемические заболевания, связанные с местными геохимическими особенностями, А. П. Виноградов назвал биогеохимическими провинциями.

Низкий уровень йода в почве ведет к низкому содержанию его в растениях и подземных водах, а следовательно, и в пищевом рационе населения. Недостаток йода служит причиной возникновения зобной болезни и кретинизма. Недостаток кальция при избытке стронция в питьевой воде и продуктах питания является, как полагают, причиной уровской болезни (Кашина — Бека). Низкое содержание кобальта в почве - причина возникновения дисфункции обменных процессов у рогатого скота и овец. Недостаток содержания в почве и питьевой воде фтора приводит к кариесу зубов. При содержании фтора в питьевой воде выше 1,2 мг/л у человека и животных зубы поражаются «пятнистой эмалью». При этом заболевании нередко поражается костная система организма (флюароз). В некоторых зарубежных странах в последние годы получило распространение эндемическое заболевание детей раннего возраста — метгемоглобинемия, вызываемая избытком в воде солей азотной кислоты.

Наряду с естественным неравномерным распространением тех или других химических элементов в современных условиях в огромных масштабах происходит и искусственное перераспределение их. Выбросы промышленных предприятий и объектов сельскохозяйственного производства рассеиваясь на значительные расстояния и попадая в почву, создают новые сочетания химических элементов. Из почвы эти вещества в результате различных миграционных процессов могут попадать в организм человека (почва - растения - человек, почва - атмосферный воздух - человек, почва - вода - человек и др.). С промышленными твердыми отходами в почву поступают всевозможные металлы (железо, сталь, медь, алюминий, свинец, и другие химические загрязнения, в том числе микроэлементы, органические и неорганические соединения. Известны так называемые кислые дожди, образующиеся при избытке в воздухе окислов серы, поступающих в атмосферу при сжигании минерального сырья.

Почва обладает способностью накапливать радиоактивные вещества (⁹⁰Sr, ¹⁴С, ¹³⁷Cs и др.) поступающие в нее с радиоактивными отходами ядерных, энергетических и других реакторов, регенерационных установок «горячих» лабораторий, медицинских, научно-исследовательских учреждений, использующих радиоизотопы, а также с атмосферными радиоактивными осадками после ядерных испытаний. Из радиоактивных изотопов наибольшую опасность представляют ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs с длительными периодами полураспада. Радиоактивные вещества включаются в пищевые цепи и поражают живые организмы. Поражение организма может быть как индивидуальным, так и генетическим, представляющим потенциальную опасность для здоровья будущих поколений.

К числу химических соединений, загрязняющих почву, относятся и канцерогенные вещества – канцерогены. В настоящее время под канцерогенами подразумевают химические, физические и биологические вещества, которые играют существенную роль в возникновении опухолевых заболеваний у животных организмов. Наиболее широкое распространение имеют такие канцерогены, как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Наиболее известным и активным представителем является бенз(а)пирен, который принято считать индикатором группы ПАУ.
Основные источники загрязнения почвы канцерогенными веществами—выхлопные газы самолетов, автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, тепловых электростанций, котельных и т. д. В почву канцерогены поступают из атмосферы вместе с крупно- и среднедисперсными пылевыми частицами, при утечке нефти или продуктов ее переработки и др. Канцерогенные вещества обнаруживаются в почве повсеместно, однако интенсивность загрязнения ими колеблется в значительных пределах. Это зависит от мощности источника загрязнения, расстояния от него исследуемой территории, направления ветра и других факторов.

По мере удаления от источника загрязнения уровень канцерогенов в почве уменьшается. Это объясняется тем, что крупнодисперсные пылевые частицы с адсорбированными на них канцерогенами выпадают непосредственно около источника выбросов, а более легкие переносятся на значительное расстояние - нередко до 5 км от источника выброса. На заданной точке может быть суммарное загрязнение почвы от двух и более источников.

Вулканический пепел в зависимости от силы извержения выбрасывается на высоту от 1 до 5 км и более и с потоками воздуха переносится на большие расстояния. Так, в 1883 г. при извержении вулкана Кракатау (Индонезия) мельчайшие вулканические пылинки облетели вокруг Земли два раза.В 1956 г. при извержении вулкана Безымянный на Камчатке высота выброса достигла 45 км, а пепел был разнесен на десятки тысяч километров. В застывшей вулканической массе обнаруживали канцерогенные углеводороды.
В связи с развитием научно-технической революции потенциальная опасность загрязнения почвы имеется и в сельской местности. Химизация сельского хозяйства, как известно, предусматривает применение большого количества различного рода удобрений и пестицидов. Накопление их может оказать отрицательное влияние на свойства почвы. Например, может измениться общая численность микроорганизмов или их отдельных видов, а это повлечет за собой изменение способности почвы к самоочищению, может отразиться на ее плодородии.

7. Основные принципы нормирования
допустимых концентраций вредных для человека агентов в почве.

В связи с интенсивным и всевозрастающим загрязнением химическими веществами почв разработаны предельно допустимые концентрации (ПДК) некоторых вредных веществ в почве. Принципы нормирования вредных веществ в почве значительно отличаются от принципов, положенных в основу нормирования их для водоемов, атмосферного воздуха и пищевых продуктах. Разница обусловлена тем, что прямое поступление вредных веществ через почву в организм человека невелико, ограничено немногими случаями прямого контакта с ней (ручная обработка земли, почвенная пыль, игра детей в песочницах и т. д.). Химические вещества, попавшие в почву, поступают в организм человека главным образом через контактирующие с почвой среды: воду, воздух и растения, по биологическим цепям: почва — растение — человек; почва — растение — животное — человек и т. д. Поэтому при нормировании химических веществ, в почве учитывается не только та опасность, которую представляет почва при непосредственном контакте с ней, но главным образом последствия вторичного загрязнения контактирующих с почвой сред. При этом учитывают и другие факторы, оказывающие влияние в натурных условиях на количественное содержание и поведение химических веществ в почве (тип почвы, механический состав, морфология, микробиоценоз, рН, температура, влажность и т. д.). В табл. 1 приведены ПДК, введенные в действие, для некоторых пестицидов.

Теоретически обоснована также необходимость нормирования таких стабильных химических веществ, как соли тяжелых металлов (свинец, мышьяк, медь, ртуть), а также микроэлементов (молибден, медь, цинк, бор, ванадий и др.), которые применяются как микроудобрения в сельском хозяйстве.

В качестве химического показателя берется так называемое санитарное число — частное от деления количества почвенного белкового азота (в мг на 100 г абсолютно сухой почвы) на количество органического азота (в тех же единицах). В почве, как известно, содержится определенное количество азота, входящего в состав белковых веществ. При внесении в почву загрязнений увеличивается содержание органического азота и, следовательно, изменяется соотношение между ним и белковым азотом.

Таблица 1. Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве

В качестве показателя бактериального загрязнения почвы используют титр кишечной палочки (В. Соli) и титр одного из анаэробов (В. Регfringens). Эти бактерии поступают в почву с фекалиями. Так как анаэроб обладает способностью спорообразования, он сохраняется в почве более продолжительное время, чем кишечная палочка. Наличие в почве анаэроба при отсутствии кишечной палочки свидетельствует о старом фекальном загрязнении.

Санитарно - гельминтологическим показателем состояния почвы является число яиц гельминтов в 1 кг почвы, а санитарно – энтомологическим – наличие личинок и куколок мух в 0,25 м² ее поверхности.

Заключение.

Как показывают социологические исследования, основная цель в жизни любого человека – не достижение максимально возможного уровня безопасности, а обеспечение приемлемого для него уровня жизни. Уровень жизни – это уровень обеспечения безопасности человека и качество его жизни. Уровень обеспечения безопасности определяется количеством доступным для человека материальных благ, необходимых для жизнедеятельности, а также степенью его защищенности от техногенных и природных опасностей.

Окружающий нас мир и наш организм, это единое целое, все выбросы и загрязнения поступающие в среду обитания это урон нашему здоровью. Единству природы и человека должно соответствовать единство знаний о природе и человеке. Но как бы велики ни были наши знания, следует помнить о незнании. Именно им определяются вредные нежелательные последствия человеческой деятельности. Успехи науки не избавляют нас от незнания многих и многих аспектов жизни природы, общества, самих нас.

Если мы будем стараться как можно больше положительного сделать для окружающей среды этим мы продлеваем свою жизнь и оздоровляем свой организм.

И нельзя не согласиться со словами, что все в этом мире взаимосвязано, ничто не исчезает и ничто не появляется ниоткуда. Наш окружающий мир – это наш организм, оберегая окружающую среду – мы оберегаем свое здоровье.

Здоровье – это не только отсутствие болезней, но и физическое, психическое и социальное благополучие человека.

Здоровье – это капитал, данный нам не только природой от рождения, но и теми условиями, в которых мы живем и создаем.

Литература.

1. Егоренков Л.Н. Геоэкология: Учеб. пособие / Л.Н. Егоренков, Б.И. Кочуров. – М.: Финансы и статистика, 2005. – 320с.

2. Лаптев И.П. Охрана атмосферы: Учеб. пособие / И.П. Лаптев. – Томск.: Изд-во Том. ун-та, 1987. – 152 с.

3. Никитин Д.П. Окружающая среда и человек: Учеб. пособие для студентов вузов / Д.П. Никитин, Ю.В. Новиков. – М.: Высш. школа, 1980. – 424с.

4. Экология человека: Учебное пособие. – М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. – 440с.