Гигиена почвы и санитарная очистка населенных мест

 

Почва - самый верхний тончайший слой суши. Состоит из материнской породы (минеральные соединения), мертвого органического вещества, гумуса (перегноя), живых организмов, воздуха и воды. В минеральный состав почвы входят в меньшем или большем количестве практически все элементы Периодической системы Д.И. Менделеева. Это обстоятельство обусловливает изменение минерального состава воды и многих растений, что сказывается на поступлении минеральных веществ в животный организм. Обеспеченность микроэлементами организма человека обусловлена их содержанием в почве, воде и пищевых продуктах, их количественным соотношением и усвояемостью. Большая часть микроэлементов поступает в организм с пищевыми продуктами растительного происхождения. В молоке, молочных и мясных продуктах содержание микроэлементов невысоко.

Почва образовалась под влиянием живых организмов, климатических процессов (выветривания - воздействия ветра и осадков, колебания температуры и др.), сейсмических и механических процессов из материнских (земных) горных пород. 95 % продовольствия человек получает от земель и только 5 % из океана. Почва как неотъемлемая часть экологической системы наряду с солнечным светом, водой, температурой окружающей среды является важнейшим компонентом обитания человека и животных.

Толщина почвенного покрова невелика (например, толщина черноземов на равнинах в среднем 1-1,5 м), хотя с увеличением высоты (по отношению к уровню моря) почвенный покров истончается, а порой и отсутствует, и тем самым материнская порода выходит на земную поверхность. Почва имеет слоистое строение. Самый тонкий поверхностный слой, называемый верхний или пахотный, переходит в слой гумуса (перегноя), далее следуют слои вымывания, слой накопления минеральных солей и подпочва.

Почве принадлежит ведущая роль в круговороте веществ в природе. Она представляет собой огромную естественную лабораторию, в которой непрерывно протекают самые разнообразные и сложные процессы разрушения и синтеза неорганических и органических веществ, фотохимические реакции. Почва может прямо или опосредовано оказывать токсическое, аллергенное, канцерогенное, мутагенное и другое воздействие на организм человека. В частности, вредное воздействие может передаваться по так называемым пищевым цепочкам. Недостаток или избыток микроэлементов в почве вызывает эндемические заболевания.

Почва оказывает огромное влияние на свойства и состав подземных вод и воды открытых водоемов. В почве всегда содержится то или иное количество влаги, поступившей с атмосферными осадками или поднявшейся по капиллярам из нижележащих слоев земли, а также образовавшейся в результате поглощения паров воды из атмосферного воздуха. Из почвенных вод образуются грунтовые воды. Химический и бактериальный состав питьевой воды во многом определяется составом и свойствами почвы.

Почвенный воздух даже чистых почв всегда содержит повышенное, по сравнению с атмосферным, количество углекислого газа (до 8%), содержание кислорода снижается до 14%. При ограниченном доступе воздуха в толще отходов развиваются гнилостные процессы с выделением зловонных газов и паров (сероводород, аммиак, фтористый водород). В свою очередь они способны в соответствующих концентрациях токсически воздействовать на организм человека. Известны случаи отравления почвенным воздухом, например, при рытье колодцев, прокладке подземных сооружений. Почвенный воздух существенно влияет на организм человека в зонах отдыха, населенных мест, жилой зоне.

От температуры почвы в значительной степени зависят температура приземного слоя атмосферы, тепловой режим помещений подвалов и первых этажей зданий. На глубине 1 м почва не имеет температурных суточных колебаний. На уровне 8 м почва сохраняет наиболее низкую температуру в мае, а наиболее высокую в декабре. Это имеет значение для хранения пищевых продуктов в подвальных помещениях, где летом прохладнее, а зимой теплее, чем на поверхности. Температура почвы существенно влияет на жизнедеятельность почвенных организмов и процессы самоочищения.

Внесение в почву огромного количества химических удобрений, пестицидов, промышленных отходов способствует образованию искусственных геохимических провинций с измененными составом и свойствами почвы. Микроэлементное загрязнение окружающей среды представляет наибольшую опасность для индустриально развитых стран. Около промышленных предприятий локализуются техногенные зоны с повышенным содержанием в биосфере свинца, мышьяка, фтора, ртути, кадмия, марганца, никеля и элементов, представляющим реальную опасность прямого и косвенного влияния на организм человека.

Загрязнение почвы - это появление в ней химических соединений, не являющихся ее естественной составной частью и не свойственных почве данного типа или местных разновидностей.

Выбросы промышленных предприятий загрязняют почву в радиусе до 60-100 км. Загрязнение почвы тяжелыми металлами обусловило загрязнение грунтовых вод, а также привело к накоплению этих металлов в растениях и продуктах питания. Овощи и зерновые, выращенные на этой территории, имеют пониженную пищевую ценность, поэтому население получает с местными продуктами питания меньше белков, углеводов, витамина С. Это привело к повышенной заболеваемости полиневритами, заболеваниям печени, кожи и слизистых оболочек.

Загрязнение почвы канцерогенным углеводородом бенз(а)пиреном, который поступает от нефтехимических и коксохимических заводов, повышает риск по онкологическим заболеваниям.

При содержании ртути в почве около 30-40 мг/кг ее количество в овощах (картофель, морковь) достигает 0,4-1,4 мг/кг. Это в 25-87 раз выше содержания ртути в овощах, выросших на незагрязненной почве. Содержания этого металла в организм людей обусловливает снижение иммунореактивности, повышение общей заболеваемости.

Выбросы суперфосфатных заводов загрязняют почву фтором, мышьяком, железом, цинком, медью. Содержание этих элементов в почве и растениях на расстоянии до 5 км в 5-45 раз превышает фоновое. Повышается уровень заболеваемости взрослых и ухудшение со­стояния здоровья детей.

Для оценки влияния выбросов автотранспорта на почву используют результаты химического анализа образцов почвы, отобранных на различных расстояниях в пределах 100 м по обеим сторонам магистрали. Загрязненность почв по мере увеличения расстояния от полотна дороги снижается, но определенное отклонение от этой закономерности свойственно соединениям цинка, максимальное содержание которого нередко регистрируется на некотором расстоянии от проезжей части. Загрязнение почв тяжелыми металлами в придорожной полосе связано с продолжительностью эксплуатации дорог, причем влияние сравнительно новых автомобильных дорог на качество почвы целесообразно определять, прежде всего, по содержанию цинка в образцах. В поверхностном (0-5 см) слое почвы 7-16-метровой придорожной зоны при интенсивности движения до 10000 транспортных единиц в сутки содержится около 600-1000 мг/кг железа, 20 мг/кг цинка, 10 мг/кг свинца, 0,2 мг/кг кадмия.

Большое влияние на состав почвы оказывает широкомасштабная химизация сельского хозяйства. В гигиеническом отношении особое значение имеют пестициды, очень устойчивые к воздействию внешних факторов. Систематическое применение пестицидов ведет к их накоплению в атмосферном воздухе, воде и почве, продуктах растительного и животного происхождения, организме человека. К таким препаратам относятся хлорорганические соединения, в частности ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан). Бесконтрольное применение пестицидов может приводить к значительному загрязнению почвы и обусловливать существенные сдвиги биохимических и микробиологических процессов, приводить к тяжелым нарушениям состояния здоровья людей.

Одной из самых основных, важных и сложных проблем санитарно-коммунального благоустройства населенных мест являются сбор, удаление, обезвреживание отходов, которые накапливаются в результате жизнедеятельности людей. Разработано множество современных технологий уничтожения и переработки отходов, но нет, стопроцентно экологически чистого способа борьбы с этой проблемой.

К наиболее опасным отходам (I-III классов опасности) относятся отходы гальванических производств, которые в 1-м классе опасности составляют 90 % от объема образования, отходы с повышенным содержимым тяжелых металлов, нефтешламы, непригодные пестициды, отработанные эмульсии, фенолы и их соединения и т.п..

Имеющиеся показатели образования токсичных отходов (70-90 млн. тонн в последние годы) на порядок выше, чем в любой стране Европы. Но если перейти на учет лишь I-III классов, которые наиболее опасны по европейскому пониманию, то объем их ежегодного образования в Украине снижается до 2,4-2,5 млн. тонн. Этот параметр близок к показателям европейских стран.

В Украине ежегодно складируется до 1,5 млрд. тонн твёрдых отходов. Всего в стране их скопилось около 30 млрд. тонн, свалки отходов занимают более 150 тыс. га. В мире на каждого жителя планеты в среднем в год приходится 0,12 т отходов потребления, 1,2 т всех продуктов производства (отложенных отходов) и около 14 т отходов переработки сырья. Для человека опасны токсичные отходы, а для природы – все. Даже если твёрдые отходы химически инертны, то площади, занимаемые под свалки, выведены из нормального функционирования наземных природных экосистем.

Большинство свалок не отвечают нормам экологической безопасности, перегружены, не оснащены средствами защиты окружающей природной среды и отрицательно влияют на все его компоненты. В частном секторе, как правило, из-за отсутствия надлежащей системы собирания ТБО, ежегодно образовывается тысячи мелких стихийных свалок, которые не подвергаются достоверному учету. Происходит загрязнение грунтов в местах свалок, подземных вод, которые отрицательно влияет на здоровье людей.

Твёрдые бытовые отходы (ТБО) – это непригодные для дальнейшего использования пищевые продукты, предметы быта, вещи и т.п. Нормы накопления ТБО и их состав зависят от степени благоустройства жилого фонда, этажности, культуры, торговли, степени благосостояния населения, климатических условий и т.п. Для крупных городов нормы накопления обычно выше, чем для средних и мелких. Удельные показатели образования отходов в среднем составляют 220-250 кг/год на душу населения, а в больших городах достигают 330-380 кг/год соответственно и имеют тенденцию к росту.

Процентное соотношение морфологического состава ТБО довольно условно, так как на соотношение влияют сезоны года, климатические факторы, благоустройство жилого фонда и т.п. Особенно велики сезонные колебания содержания пищевых отходов: от 28% весной до более чем 45% летом-осенью. Общая тенденция в изменении морфологического состава – рост содержания бумаги, пластмасс, полиэтиленовых плёнок, фольги и других упаковок.

Отходы представляют не только эпидемиологическую, но и токсикологическую опасность. Более 100 химических соединений может содержаться в бытовом твердом мусоре, среди них ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, таллий, цинк и их соединения, соли, красители, пестициды, лекарства и т.п. Примерно 4 % отходов токсичны. Любые отходы могут изменить органолептические свойства воды, придать зловонный запах.

Все виды отходов подлежат своевременному сбору, удалению, обезвреживанию и переработке (утилизации). В практике организации сбора ТБО применяют валовой и раздельный сбор. Валовой – сбор ТБО без разделения на отдельные составляющие части. Раздельный сбор предусматривает селективную систему сбора отдельных составляющих ТБО. Это позволяет получить довольно чистые вторичные ресурсы и уменьшает количество отходов. Дополнительные затраты на раздельный сбор окупаются за счёт утилизации вторичных ресурсов и уменьшения отходов.

В Украине селективный сбор не получил широкого применения, хотя были попытки собирать отдельно пищевые отходы, стекло и т.д. Сейчас в Одессе открыли множество пунктов по приёму макулатуры, полиэтиленовой плёнки и текстиля. Таким образом, применяется экономическое стимулирование сбора вторсырья.

Утилизация отдельных составляющих ТБО возможна при раздельном сборе ТБО или после отделения отдельных составляющих из общей массы. По санитарным нормам Украины ручная сортировка отходов запрещена. Для механизированного извлечения отдельных составляющих ТБО используют магнитную, пневматическую, электрическую и гидросепарацию.

В Украине методы комплексной сортировки ТБО пока не реализованы. Из ТБО в основном извлекают чёрный металлолом и бумагу. При использовании извлечённых утилизированных фракций производится их мойка, санитарное обезвреживание.

Примерно 20% всех бытовых отходов – ценное сырьё для использования в соответствующих отраслях промышленности. Извлечение ценных составляющих позволяет обеспечить более дешёвый и эффективный способ ликвидации отходов по сравнению с вывозом их на свалки, при использовании вторичных материалов резко сократится добыча природных ресурсов.

ТБО как вторсырье может использоваться как топливо, строительный щебень, который применится для изготовления бетонов, при строительстве фундаментов и других конструкций, а также цветного и пустотелого кирпича. В производстве компоста, высококалорийного корма для животных, пищевых продуктов (получение глюкозы, белков) используют переработанные органические отходы.

 

Гигиеническое регламентирование химических веществ в почве

 

Не всякое поступление экзогенных химических веществ в почву следует рассматривать как опасное для здоровья человека и окружающей среды. В почве допустимо присутствие определенного количества примесей.

В процессе наблюдений за состоянием загрязненной почвы нужно выбирать приоритетные загрязняющие вещества для контроля. Этот выбор определяется, прежде всего, степенью опасности и токсичности загрязнителей и их влиянием на здоровье человека и почвенный биоценоз, а также масштабами выбросов в конкретном районе.

Установление допустимого содержания химического вещества в почве основывается на данных, полученных в экстремальных почвенно-климатических условиях, способствующих максимальной миграции вещества в контактирующие с почвой среды (вода, воздух, растения) и наиболее интенсивному воздействию на процессы самоочищения и почвенный микробиоценоз. Исследования должны проводиться на растениях, которые максимально накапливают изучаемое вещество (фитотест).

Гигиенические нормативы для почвы устанавливаются с учетом лимитирующего показателя вредности - общесанитарного (влияние на способность почвы к самоочищению и ее биологическую активность), миграционно-водного и воздушного (переход вещества из почвы в воду или в воздух), фитоаккумуляционного (переход в растения и накопление в них), органолептического (изменение пищевой ценности продуктов растительного происхождения, органолептических свойств атмосферного воздуха, воды и пищевых продуктов), и санитарно-токсикологического. Последний учитывает возможность поступления веществ, содержащихся в почве, в организм человека одновременно несколькими путями: с пылью, с вдыхаемым атмосферным воздухом, питьевой водой, продуктами питания, через кожные покровы.

В настоящее время утверждены ПДК для 30 химических веществ, ПДК и ориентировочные допустимые количества для 111 пестицидов в почве.