«Химические, физические факторы окружающей среды, меры предупреждения вредного влияния на организм»
План
Атмосферный воздух. Экологические и гигиенические проблемы воздушной среды
Гигиеническое и экологическое значение воды
Гигиеническое и экологическое значение почвы
Атмосферный воздух. Экологические и гигиенические проблемы воздушной среды
Продолжает оставаться актуальной проблема углубленного анализа состояния здоровья различных групп населения, изучения зависимости его от факторов окружающей среды и разработки комплекса рекомендаций по усовершенствованию системы социальных и медицинских мероприятий, направленных на укрепление здоровья.
В наше время деятельность человека приобретает масштабы глобальных процессов, приводящих к изменению естественных и биологических циклов на Земле, нормального экологического равновесия, что по принципу обратной связи сказывается на здоровье населения.
Антропогенные загрязнения окружающей среды через атмосферный воздух оказывают на организм человека отрицательное воздействие и вызывают спектр патологических сдвигов: снижение неспецифической резистентности, так называемые экологически зависимые состояния и заболевания; подострые и хронические состояния, проявляющиеся сугубо неспецифическими общеклиническими изменениями; бессимптомные формы, проявляющиеся изменениями конечных показателей развития физических, адаптационных и интеллектуальных возможностей человека; бессимптомные формы с длительным латентным периодом.
Основным критерием оценки изучаемого и нормируемого фактора служит состояние здоровья наблюдаемых контингентов и его изменения при длительном воздействии на организм тех или иных условий.
Определение состояния здоровья наряду с такими традиционными показателями, как виды заболеваемости, включает в себя изучение уровня физического развития, степени полового созревания, функциональных возможностей организма, состояния всех органов и систем. Основой для выявления причинно-следственных связей между здоровьем населения и средой обитания (условиями быта, воспитания и образования, экологическим состоянием территории) служат санитарно-статистические исследования, которые позволяют выявить ведущие медицинские проблемы региона, виды патологии, доминирующей на данной территории и имеющей неблагоприятные тенденции.
Активный процесс урбанизации, развития промышленности и транспорта привел к значительному загрязнению атмосферного воздуха городов, что в свою очередь обусловило рост заболеваемости, снижение возможностей адаптационных систем и физического развития среди населения, особенно детей.
Исследованиями установлено достоверное влияние сернистого ангидрида и двуокиси азота на болезни глаз, взвешенных веществ — на возникновение острого тонзиллита, окиси углерода — на острый бронхит и пневмонию, зависимость аллергических заболеваний кожи от концентрации взвешенных веществ.
Атмосферный воздух представляет собой физическую смесь кислорода (20,95 %), азота (78,08 %), инертного газа (0,94 %), углекислого газа (0,03 %). При гигиенической оценке воздуха учитываются: химический состав, физические константы (температура, влажность, скорость движения воздуха, барометрическое давление), механические примеси (содержание пыли и микроорганизмов). Общая масса воздуха на Земле составляет 5,13x1015 т, в земной атмосфере - 1,18x1015 т кислорода. В покое потребность человека в кислороде составляет 12-17 л/час. Величина насыщения крови кислородом зависит не от процента содержания его в воздухе, а от парциального давления кислорода, т.е. той части общего атмосферного давления, которая приходится на долю кислорода. На уровне моря содержание кислорода в воздухе - 20,9 %, и парциальное
давление кислорода составляет 158,84 мм рт.ст. На высоте 1 000 м над уровнем моря барометрическое давление равно 674 мм рт.ст., а парциальное давление кислорода -141 мм рт.ст. На высоте 3 000 м барометрическое давление равно 525,98 мм рт.ст., и парциальное давление кислорода — 110 мм рт.ст. При парциальном давлении кислорода 140 мм рт.ст. наблюдаются первые признаки кислородного голодания (гипоксии), при 110 мм рт.ст. появляются симптомы горной болезни: головокружение, слабость мышц, одышка, сердцебиение. На высоте 8 000-9 000 м парциальное давление — 55,8-48,3 мм рт.ст., что опасно для жизни. При повышении содержания азота в воздухе снижается парциальное давление кислорода, что может оказывать наркотическое действие, например, у аквалангистов могут наблюдаться такие признаки: возбуждение, запаздывание зрительных, слуховых, обонятельных реакций, ухудшение памяти, нарушение координации движений. При подъеме с глубины азот выделяется из крови в виде пузырьков газа, могут произойти закупорка мелких сосудов, приводящая к отеку тканей, закупорка сосудов головного мозга и сердца со смертельным исходом.
Углекислый газ (СО2
) поступает в атмосферу в результате жизнедеятельности живых организмов, процессов горения, гниения и брожения и за счет сгорания топлива на промышленных предприятиях. СО2
возбуждает дыхательный центр. Повышение концентрации СО2
не безразлично для организма. При 3-4 % СО2
в воздухе у человека наблюдается возбужденное состояние, головная боль, шум в ушах, замедление пульса. 10% -ное содержание СО2
может привести к потере сознания и смерти. В жилых помещениях уровень содержания СО2
не должен превышать 0,1 %, его повышение свидетельствует о недостаточном воздухообмене.
Повышенное атмосферное давление.
В период пребывания в условиях повышенного давления наблюдаются некоторые изменения физиологических показателей и ощущений: урежение пульса и частоты дыхания, уменьшение максимального и повышение минимального артериального давления, возрастание жизненной емкости легких, глуховатый тембр голоса, понижение кожной чувствительности и слуха, ощущение сухости слизистых оболочек, усиление перистальтики кишечника, легкое сжатие живота вследствие сжатия газов в кишечнике.
Пониженное атмосферное давление.
Подъем и пребывание на высоте связаны с влиянием на организм двух основных факторов: пониженного атмосферного давления и обусловленного этим уменьшения парциального давления отдельных газов, в том числе кислорода.
Наиболее частые и ранние симптомы при развитии «высотной» болезни: сонливость, тяжесть в голове, головная боль, нарушение координации движений, психическое возбуждение (эйфория), сменяющееся апатией и депрессией, зрительные расстройства и др. При быстром подъеме на высоту, превышающую 8 км, развиваются явления, патогенетически сходные с кессонной болезнью. Так как давление воздуха резко падает, происходит выделение азота, обычно растворенного в крови при нормальном атмосферном давлении. При этом наблюдаются боли в суставах, костях, зуд кожи и другие признаки декомпрессионной болезни.
Загрязнение атмосферного воздуха —
важная гигиеническая и экологическая проблема.
В составе воздушной среды постоянно обнаруживаются разнообразные химические органические и неорганические соединения, попадающие из различных источников. Все загрязнения атмосферного воздуха можно разделить на три вида: твердые (пыль), жидкие (пары), газообразные.
Твердые загрязнения (пыль) по происхождению можно разделить на несколько категорий:
а) почвенная пыль, которая поднимается в воздух с поверхности земли в результате перемещения воздушных масс. Этому особенно способствует движение транспортных средств;
б) космическая пыль, когда на Землю из космоса оседают некоторые твердые частицы, не имеющие практического значения;
в) твердые выбросы в атмосферу из энергетических установок (промышленных предприятий и отопительных систем);
г) в отдельную категорию выделяют радиоактивную пыль, попадающую в воздух в результате аварийных ситуаций на предприятиях, использующих радионуклиды.
Наибольшее значение имеют пылевые загрязнения, выбрасываемые в воздух энергетическими системами, так как количество их возрастает. Особенно много твердых загрязнений поступает в воздух при сжигании твердого малоценного топлива (угля). При этом в воздух выбрасываются зола, недожог, сажа.
Тепловые электростанции, теплоэлектроцентры, котельные установки выделяют в атмосферный воздух дым, окись углерода, сернистый газ, летучую золу, сажу и др. Задымление этими веществами ведет к ухудшению микроклимата города, увеличению числа туманов, снижению видимости, освещенности, ультрафиолетовой радиации.
Взвешенные частицы дыма, пыли загрязняют кожу, одежду, жилища. Попадая в глаза, они ведут к травмам и воспалительным процессам, раздражают слизистые оболочки дыхательных путей, вызывая кашель. По имеющимся наблюдениям, заболеваемость раком легких возрастает в населенных пунктах, атмосфера которых сильно задымлена. Загрязненный воздух раздражает дыхательные пути и вызывает их хроническое воспаление (бронхиты), создаются благоприятные условия для внедрения инфекций (туберкулез, пневмония).
Выхлопные газы автотранспорта содержат соединения окиси углерода, окислы азота, углеводорода, сажу, аэрозоль свинца и др. Основным источником загрязнения атмосферного воздуха является автотранспорт. Наиболее опасными соединениями выхлопных газов являются окись углерода, окислы азота, альдегиды, углеводороды, канцерогенные соединения, пары свинца, сажа и сернистый ангидрид. В результате фотохимических реакций под влиянием ультрафиолетовых лучей образуются новые продукты — фотооксиданты, обладающие сильными окислительными свойствами. Озон и органические перекиси оказывают общетоксическое и раздражающее действие на слизистые носа, глаз, повреждают растительность, снижают видимость. В черной металлургии выплавка чугуна и стали сопровождается выбросом пыли и различных газов. Выброс пыли в расчете на одну тонну чугуна составляет 4,5 кг, сернистого газа — 2,7 кг, марганца - 0,5 кг.
Металлургические комбинаты являются источниками загрязнения воздуха сернистым газом, пылью и окисью углерода. Коксохимические производства загрязняют атмосферный воздух пылью и смесью летучих соединений. Цветная металлургия является источником загрязнения атмосферного воздуха пылью, газами, мышьяком, свинцом — это придает им особую опасность. В угольной промышленности источником загрязнения являются отвалы пустой породы, которые вследствие самовозгорания выделяют сернистый газ, окись углерода, продукты смолистых веществ. Нефтедобывающая, нефтехимическая и химическая промышленность выделяют в атмосферу большое количество углеводорода, сероводорода и других газов. Источником загрязнения атмосферного воздуха в сельских местностях являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, энергетические и теплосиловые предприятия, пестициды. Помещения для содержания скота и птицы в атмосферный воздух распространяют аммиак, сероводород и другие пахнущие газы.
Химические загрязнители атмосферного воздуха
Сернистый ангидрид.
С его действием связывают частоту острых респираторных заболеваний (ОРЗ), замедление физического развития, сдвиг показателей крови. Максимально-разовая ПДК - 0,5 мг/м3
, среднесуточная ПДК - 0,05 мг/м3
. Класс опасности - 3.
Двуокись азота
образуется вследствие атмосферных выбросов на предприятиях химической промышленности при получении азотной и серной кислот. Действие связывают с учащением заболеваний ВДП, с изменением обмена веществ, со сдвигом показателей крови, уменьшением об щего белка, увеличением активности трансаминаз, ускорением свертывания крови.
Максимально-разовая ПДК - 0,085 мг/м3
. Класс опасности - 2.
Закись азота.
При контакте окислов азота с влажной поверхностью легких образуются азотная и азотистая кислоты, что ведет к развитию отека легких. Одновременно в крови образуются нитраты и нитриты, непосредственно действующие на кровеносные сосуды, расширяя их, вызывая снижение артериального давления (АД). Их воздействие ведет к метгемоглобинемии и кислородной недостаточности.
Взвешенные вещества
(пыль, дым). Источниками загрязнения являются котельные, теплоэлектростанции. Действие их связано с частотой легочных и аллергических заболеваний. Повреждающее действие зависит от дисперсности (размера) частиц, опасными являются 0,25—10 мм. К косвенному действию можно отнести снижение естественного освещения, уменьшение солнечной ультрафиолетовой (УФ) радиации, Среднесуточная ПДК - 0,05 мг/м3
. Класс опасности — 3.
Сероводород
- обладает раздражающим действием на слизистую оболочку верхних дыхательных путей (ВДП), глаз, угнетает функцию тканевых дыхательных ферментов. При хроническом воздействии - риниты, конъюнктивиты, ларинготрахеиты, бронхиты, головные боли, снижение слуха, расстройство пищеварения, анемии, сосудисто-вегетативные нарушения, гнойничковые заболевания кожи, стоматиты, кератиты.
Хронические интоксикации проявляются в снижении аппетита, малокровии, дрожании пальцев, болях в мышцах. Допустимая концентрация в атмосферном воздухе составляет 1,0 мг/м3
.
Образуется вследствие неполного сгорания топлива, работы автотранспорта, при взрывных работах. Обще-токсическое действие на организм характеризуется расстройством дыхания, функций сердечнососудистой системы (ССС). энцефалопатиями, сдвигами показателей крови (увеличивается количество тромбоцитов, ретикулоцитов). Средне суточная ПДК - 1 мг/м3
. Класс опасности - 4. Формальдегид
вызывает аллергическую сенсибилизацию, которая приводит к дерматитам, острым и хроническим респираторным заболеваниям.
При профессиональном контакте - высокий риск рака кожи, простаты, желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).
Довольно высокая канцерогенная активность по отношению к млекопитающим. Аккумулируется в овощах и фруктах, мутагенен для вирусов и бактерий. Предельно допустимая концентрация (ПДК) в атмосферном воздухе - 0,003 мг/м3
.
Сажи
канцерогенны по отношению к коже и ЖКТ.
Типы влияния загрязнения окружающей среды на здоровье
В зависимости от природы и особенностей биологического действия загрязнителя, длительности и интенсивности его воздействия влияние на здоровье условно можно разделить на острое и хроническое.
Острое
действие загрязнителей может проявляться лишь в особых ситуациях: в результате увеличения загрязнения окружающей среды обычными для данного населенного пункта загрязнителями или при временном появлении новых вредных веществ. Периоды повышенного загрязнения окружающей среды могут составлять дни или часы, что определяет степень осреднения материала для характеристики уровня загрязнения. В зависимости от особенностей биологического действия загрязнителя и дозы могут выявляться повышение смертности и общей заболеваемости населения, физиологические и биохимические сдвиги неспецифического характера в организме. Загрязнитель здесь играет роль провоцирующего фактора, так как подобные изменения в здоровье могут наблюдаться и под влиянием многих других факторов.
Типичным примером острого провоцирующего влияния атмосферных загрязнений являются случаи токсических туманов,
возникавших в разное время в городах разных континентов мира. Токсические туманы появляются в периоды температурных инверсий с низкой ветровой активностью, т.е. в условиях, способствующих накоплению промышленных выбросов в приземном слое атмосферы. В периоды токсических туманов регистрировалось увеличение загрязнения, тем более значительное, чем длительнее сохранялись условия для воздушного застоя (3—5 суток). В периоды токсических туманов увеличивалась смертность лиц, страдающих хроническими сердечнососудистыми и легочными заболеваниями, а среди обратившихся за медицинской помощью регистрировались обострения этих заболеваний и появление новых случаев. Вспышки бронхиальной астмы описаны в ряде населенных мест при появлении специфических загрязнений. Можно предположить появление острых случаев аллергических заболеваний при загрязнении воздуха такими биологическими продуктами, как белковая пыль, дрожжи, плесени и продукты их жизнедеятельности. Уровни загрязнения в периоды острых влияний обычно меняются под воздействием метеорологических факторов, поэтому необходимо отдифференцировать возможное неблагоприятное влияние на здоровье смены метеорологических условий. Острое влияние загрязнений окружающей среды на здоровье наблюдается при залповых выбросах или аварийных ситуациях. Оно может происходить на фоне хронического действия более низких уровней загрязнения.
Хроническое действие
загрязнений окружающей среды на здоровье является наиболее частым вариантом неблагоприятного влияния. В области изучения этого типа действия загрязнений накоплен определенный опыт. По характеру действия загрязнений окружающей среды можно выделить два подтипа: хроническое неспецифическое (провоцирующее) влияние загрязнений и хроническое специфическое действие, где загрязнитель играет роль этиологического фактора. Для первого подтипа характерно многообразие проявлений влияния веществ, относящихся к
разным классам и различных по биологическому действию.
К типичным проявлениям специфического действия загрязнителей можно отнести болезни итай-итай, Мина-мата, Юшо, флюороз, бериллиоз, асбестоз. Специфические для воздействия конкретного загрязнителя заболевания выявляются при специальных медицинских осмотрах. Первые случаи болезни итай-итай (в переводе означает «больно-больно») зарегистрированы в 1959 г. среди японского населения в бассейне реки Джанси префектуры Токио. Начальными симптомами этого заболевания были острые мышечные боли типа люмбаго (чаще в мышцах ног). Вторая стадия характеризовалась альбуминурией, снижением массы тела, глаукомой. Для терминальной стадии характерна деформация скелета. Заболевание длится около 12 лет и заканчивается смертью. Болезнь эта связана с воздействием соединения кадмия. Соединения кадмия имеют высокий коэффициент биологической кумуляции, поэтому длительное поступление даже следовых количеств кадмия по пищевой цепочке привело к появлению заболевания.
Первые случаи болезни Минамата были обнаружены среди семей рыбаков острова Кюсю на окраине города Минамата в 1956 г. Заболевание протекает по типу церебрального паралича. У новорожденных это заболевание характеризуется явлениями спастического паралича, слепотой, а в последующем — отсталостью в умственном развитии. Причиной болезни является метилртуть. В район океана, прилегающего к острову Кюсю, спускало сточные воды предприятие по производству ацетальдегида, использовавшее в качестве катализатора металлическую ртуть. Поступление ртути в океан со сточными водами, накопление ее в природном иле, трансформация в результате деятельности микроорганизмов, накопление органических соединений в биоте моря и возврат загрязнения человеку с пищевыми продуктами — такова экологическая цепочка, приводящая к болезни Минамата. Опасность загрязнения окружающей среды ртутью определяется предполагаемым мутагенным действием ее органических соединений: наряду со случаями болезни Минамата у обследованного населения были обнаружены хромосомные аберрации.
Болезнь Юшо («масляное» заболевание) возникла как эпидемическая вспышка в 1968 г. в Японии в результате использования в пищу растительного масла, загрязненного полихлорированными бифенилами (ПХБ). Они использовались в качестве теплоносителя в производстве растительного масла. Характерными симптомами этого заболевания являются потемнение кожи, появление сыпи, особенно в кожных складках, явления блефароконъюнктивита.
Описаны случаи бериллиоза среди населения, не имевшего профессионального контакта с бериллием. Это хроническое заболевание, проявляющееся характерным узелковым процессом в легких. Хорошо известны случаи флюороза среди детского населения, потреблявшего питьевую воду с высоким содержанием фтора или вдыхавшего соединения фтора в связи с загрязнением атмосферного воздуха.
Большое внимание уделяется присутствию в воздухе пыли асбеста и появлению продуктивного узелкового процесса в легких. Можно назвать еще некоторые загрязнители окружающей среды со специфическими проявлениями действия, аэрозоли марганца, кварцсодержащей пыли (зола), соединений мышьяка, свинца и др.
Присутствие в атмосферном воздухе аэрозолей марганца в повышенных концентрациях может увеличить частоту хронических пневмоний детей. Убедительные данные были представлены отечественными учеными о появлении у детей, живущих в условиях загрязнения золой атмосферного воздуха, не свойственных их возрасту пре-силикотических изменений в легких. При хроническом действии соединений мышьяка и свинца возникают нарушения желудочно-кишечного тракта и нервной системы.
Мероприятия по профилактике загрязнений атмосферного воздуха
Существуют четыре группы мероприятий: федеральные законы («Об охране внешней среды», «Об охране атмосферного воздуха»), муниципальные законы и постановления; технологические, планировочные, санитарно-технические.
Основное значение в защите атмосферы от вредных выбросов имеют технологические мероприятия.
Радикальной мерой борьбы с загрязнением атмосферного воздуха является создание замкнутых технологических процессов, при которых отсутствовали бы хвостовые газы, или абгазы. Более реальным для снижения выбросов в атмосферу следует рассматривать внедрение в производство принципа рационального использования природных ресурсов, т.е. извлечение всех полезных компонентов и утилизация отходов. Целью является достижение максимального экономического эффекта и минимума отходов, загрязняющих окружающую среду, в частности атмосферный воздух, почву. Также снижают опасность загрязнения атмосферы следующие мероприятия:
- замена вредных веществ в производстве безвредными или менее вредными. Примером может служить перевод котельных со сжигания угля и мазута на газ;
- очистка сырья от вредных примесей, например, удаление серы из мазута;
- замена сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми. Эффективность такого мероприятия может быть показана на примере перевода мельниц сухого помола в цементной промышленности на мокрый помол, в результате чего ликвидируется выброс пыли в атмосферу;
- замена пламенного нагрева электрическим (с точки зрения выделения вредных веществ);
- герметизация процессов, использование пневмо- и гидротранспорта при транспортировке пылящих материалов;
- замена прерывистых процессов непрерывными. Непрерывность технологического процесса исключает залповые выбросы загрязнений, что весьма характерно для прерывистых процессов.
В группу планировочных
мероприятий входит комплекс приемов, включающих учет «розы ветров», зонирование территории города, организацию санитарно-защитных зон, озеленение населенных мест, планировку жилых районов.
При решении вопросов зонирования территории города большое значение придается «розе ветров» и рельефу местности. Обычно промышленные зоны размещают на хорошо проветриваемых территориях города подветренно по отношению к жилым районам. Учитывают не только среднегодовую «розу ветров», но и сезонные, а также скорости ветров отдельных румбов.
Борьба с природной запыленностью связана с общим благоустройством города. Санитарно-защитные зоны должны быть озеленены. Эти зоны являются защитным барьером от промышленных выбросов. Наличие их позволяет в три раза снизить уровни концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, так как зеленые насаждения способны сорбировать пылевые загрязнения и некоторые газы.
Для озеленения санитарно-защитных зон рекомендован ассортимент газоустойчивых древесно-кустарниковых пород, а также конструкции лесозащитных полос.
Территория санитарно-защитной зоны должна иметь точную границу и правильную планировку.
Известна экранирующая функция здания, в связи с чем получает развитие зонирование застройки кварталов, граничащих с магистральными улицами. Ближайшую к магистрали зону рекомендуется застраивать зданиями коммунально-бытового назначения, следующую — малоэтажными постройками, третью зону — зданиями повышенной этажности, а четвертую - детскими, лечебными учреждениями, т.е. застройкой с повышенными требованиями к качеству воздуха.
Для борьбы с загрязнением воздуха жилых кварталов отработавшими газами автотранспорта имеет значение и тип застройки.
Замкнутые приемы застройки целесообразно применять только в городах, где преобладают ветры больших скоростей (выше 5 м/с).
Также большое значение в снижении загрязнения воздуха населенных мест имеют внутриквартальные зеленые насаждения и озеленения магистральных улиц.
Специальными мерами по защите воздушного бассейна при помощи очистных сооружений являются санитарно-технические
мероприятия.
Очистные сооружения для улавливания пыли условно можно разделить на 4 вида: сухие механические пылеуловители, аппараты фильтрации, электростатические фильтры, аппараты мокрой очистки.
Наибольшее распространение в практике получили сухие механические пылеуловители: пылеосадочные камеры, циклоны, жалюзийные золоуловители. Пылеосадочные камеры эффективны лишь для крупной пыли. Они чаще используются для предохранения газоотходов от выпадающей пыли или как первая ступень очистки выбросов с целью повышения эффективности работы второй, основной ступени. Циклонные пылеуловители работают на принципе центробежного пылеотделения, прямо пропорционально размеру частиц, их массе и обратно пропорционально размеру циклона. Циклоны батарейные (мультициклоны) позволяют очищать газы в широких пределах по объему. Они применяются как самостоятельные очистные сооружения, так и в комбинации с другим газоочистительным оборудованием для удаления основных масс пыли. Эффективность их может достигать 85-90 %.
К этому же классу относятся аппараты, имеющие вращающиеся части. Наиболее эффективны из них дымососы — золоуловители, являющиеся очистителями и вентиляторами. Осаждение пыли в аппаратах фильтрации происходит при прохождении газа через пористые перегородки. Степень очистки газов в них может быть очень высокой для высокодисперсной пыли.
Принцип работы электростатических фильтров основан на способности пылинок приобретать заряд в силовом поле высокого напряжения и осаждаться на электроде противоположного знака. Электрофильтры являются наиболее универсальными аппаратами для очистки газов, получившими широкое распространение. Электрофильтры применяют для улавливания как твердых, так и жидких аэрозолей (эффективность - 99,9 %). По характеру улавливаемого продукта они делятся на «сухие» и «мокрые», по направлению хода газов - горизонтальные и вертикальные.
Наиболее распространенными аппаратами для мокрой очистки газов являются скрубберы, имеющие значительное количество разновидностей как по конструктивному оформлению (полые, насадочные, одноступенчатые, каскадные), так и по методу подачи орошающих жидкостей (форсуночные, переливные). Для очистки промышленных выбросов от вредных газообразных примесей используют процессы абсорбции и адсорбции в различных аппаратах: скрубберах, пенных аппаратах, тарельчатых скрубберах, барботерах и др.
Санитарная охрана атмосферного воздуха
Загрязнение атмосферного воздуха отрицательно сказывается на здоровье населения и санитарных условиях жизни. При безветрии, туманах и температурных инверсиях, когда затрудняется рассеивание выбросов, в воздухе возрастает концентрация примесей, особенно сернистого ангидрида и фотооксидантов, что оказывает острое воздействие на людей, вызывая слезотечение, конъюнктивиты, кашель, бронхиты, а также обострения болезней, хронические обструктивные болезни легких (бронхиальная астма, сердечнососудистые заболевания).
Большая роль в борьбе за охрану атмосферного воздуха принадлежит планировке городов и мероприятиям по их благоустройству. Территория городов должна быть разделена на жилые и промышленные районы с зоной разрыва между ними. Промышленные районы должны располагаться так, чтобы преобладающие ветры дули по направлению от жилых районов на промышленные.
Для борьбы с почвенной пылью в населенных местах их благоустраивают: улицы и площади должны иметь гладкое покрытие, все свободные территории должны озеленяться.
Развитие производства, рост городов и влияние человека на окружающую природную среду требуют повышения внимания к охране атмосферного воздуха. Задачами законодательства РФ являются регулирование общественных отношений в этой области в целях сохранения в чистоте и улучшения состояния атмосферного воздуха, предотвращение и снижение вредных химических, физических, биологических и иных воздействий на атмосферу, вызывающих неблагоприятные последствия для населения, растительного и животного мира, а также укрепление законности в области охраны атмосферного воздуха.
В законе РФ «Об охране атмосферного воздуха» (1982 г.) говорится, что для оценки его состояния устанавливаются нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и вредных физических воздействий на атмосферу.
Предприятия обязаны проводить организационно-хозяйственные, технические и иные мероприятия для обеспечения выполнения условий и требований, предусмотренных в разрешениях на выброс, принимать меры по снижению выбросов загрязняющих веществ, обеспечивать бесперебойную эффективную работу и поддержание в исправном состоянии сооружений, оборудования и аппаратуры для очистки выбросов и контроля за ними, а также осуществлять постоянный учет количества и состава загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу.
Осуществление мероприятий по охране атмосферного воздуха не должно приводить к загрязнению почв, вод и других природных объектов. Предприятия, учреждения и организации, деятельность которых связана с выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, независимо от ввода их в действие, должны быть оснащены сооружениями, оборудованием и аппаратурой для очистки выбросов в атмосферу и средствами контроля за количеством и составом выбрасываемых загрязняющих веществ.
Важнейшими системообразующими проблемами гигиены окружающей среды в настоящее время остаются совершенствование методических подходов к изучению влияний антропогенно измененной среды на здоровье; количественная оценка влияний загрязнения окружающей среды на здоровье населения; прогноз состояния здоровья населения в зависимости от степени загрязнения среды и санитарной ситуации.
В методических рекомендациях «Комплексное определение антропотехногенной нагрузки на водные объекты, почву, атмосферный воздух в районах селитебного освоения» (1996 г.) определены критерии напряженности санитарно-гигиенической ситуации.
Величина гигиенического ранга в сочетании с качественной оценкой эколого-гигиенического неблагополучия положена в основу разработанной классификации критериев степени напряжения санитарно-гигиенической ситуации.
При оценке комплексного действия на организм человека учитываются такие показатели, как суммарное химическое загрязнение атмосферного воздуха, доза шума, суммарная санитарно-химическая характеристика качества воды, суммарное химическое загрязнение почв.
Гигиеническая характеристика химического загрязнения воздушной среды может быть дана по результатам анализа атмосферного воздуха в жилой зоне населенного пункта, а в отдельных случаях может быть получена расчетным путем - на основе данных инвентаризации выбросов промышленных предприятий.
Для определения суммарной нагрузки, получаемой населением в течение суток за счет загрязнения воздушной среды, суммируют Катм
и Кпр
с учетом длительности воздействия загрязнений:
К = (К хТ + К хТ )хТ
где Тх
- время пребывания в зоне поражения, Т2
- время пребывания в условиях производства, Т - общее время суток.
Гигиеническое и экологическое значение воды
В законе РФ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 19 апреля 1991 г. (новая редакция от 30.03.99 г.) в статье 19 говорится, что население должно обеспечиваться в достаточном количестве питьевой водой, отвечающей требованиям санитарных правил. В статье 18 говорится, что качество воды источников должно отвечать санитарным правилам и в целях предупреждения загрязнения источников устанавливаются зоны санитарной охраны.
Действительно, вода является одним из важнейших элементов окружающей среды и имеет физиологическое, санитарно-гигиеническое, хозяйственное и эпидемиологическое значение. Употребление недоброкачественной воды может быть причиной возникновения инфекционных б
Гигиеническое значение питьевой воды.
Известно, что тело человека состоит на 70 % из воды. При потере воды до 10 % отмечаются резкое беспокойство, слабость, тремор конечностей. В экспериментах на животных показано, что потеря до 20 % воды приводит к
гибели. Это объясняется тем, что процессы пищеварения, синтез живого вещества в организме и все обменные реакции происходят только в водной среде.
При обезвоживании организма усиливается процесс распада тканевого белка: нарушается водно-солевой баланс, деятельность органов внутренней секреции, нервной и сердечнососудистой систем, снижается работоспособность, ухудшается самочувствие.
В сутки человек должен употреблять не менее 1,5— 2,5 л жидкости. Без пищи, но с водой, человек способен жить около 2 мес, без воды - несколько дней.
Нормативы водопотребления.
В условиях умеренного климата при отсутствии физической нагрузки человек теряет (и потребляет) 1,5 л воды в сутки. На уровень потребления воды для питья оказывают влияние природные (температура и влажность воздуха, инсоляция, ветер) и социальные (условия труда) факторы. Однако гигиеническое значение воды не исчерпывается лишь ее физиологической ролью. Большое количество ее необходимо для санитарных и хозяйственно-бытовых целей. Использование воды в достаточном количестве способствует развитию гигиенических навыков (уход за телом, поддержание в чистоте предметов обихода и т.д.). В результате чистая кожа лучше выполняет свои физиологические функции, в том числе обладает бактерицидными свойствами, служит барьером от внедрения возбудителей многих инфекционных болезней.
Санитарное состояние лечебно-профилактических учреждений находится в большой зависимости от количества потребляемой воды. Рациональное централизованное водоснабжение является важным условием предупреждения внутрибольничных инфекций. Вода необходима для создания должного режима на предприятиях пищевой промышленности, общественного питания; проведения оздоровительных и физкультурных мероприятий (бассейны); мойки улиц и полива зеленых насаждений и др. Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления для населенных пунктов представлены в таблице.
Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления для населенных пунктов
(по С.Н. Черкинскому, 1975 г.)
| Благоустройство районов жилой застройки | Среднесуточное употребление на 1 жителя, дм3
|
| Застройка зданиями, оборудованным и внутренним водопроводом и канализацией, без ванн | 125-160 |
| То же с ваннами и местными водонагревателями | 160-230 |
| То же с централизованным горячим водоснабжением | 250-350 |
В зонах водопользования из водосборных колонок водопотребление на одного жителя составляет 30—50 литров в сутки.
Эпидемиологическое значение
воды. Нарушение санитарных правил при организации водоснабжения и в процессе эксплуатации водопровода влечет за собой санитарно-эпидемиологическое неблагополучие. Употребление недоброкачественной воды может быть причиной возникновения инфекционных и паразитных заболеваний, связанных с загрязнением водоисточников сточными водами.
Через воду передаются холера, брюшной тиф, сальмонеллез, дизентерия, вирусный гепатит А и другие инфекционные заболевания, а также гельминтозы.
Для того чтобы возможность распространения инфекционных заболеваний через воду стала реальной, необходимо одновременное наличие трех условий. Первое условие — возбудители заболеваний должны попасть в воду источника водоснабжения. Второе условие — патогенные микроорганизмы должны сохранять жизнеспособность в водной среде в течение достаточно длительного времени. Третье условие — возбудители инфекционных заболеваний должны попасть с питьевой водой в организм человека. Знание перечисленных выше условий очень важно при разработке профилактических мероприятий.
Эндемическое значение воды.
Заболевания неинфекционной природы могут быть связаны с особенностями природного химического состава воды и экзогенным антропогенным загрязнением. Химические компоненты в воде могут привести к острым и хроническим нарушениям здоровья.
Экспериментальные исследования на добровольцах и лабораторных животных показали, что вода с повышенной минерализацией влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно-солевое равновесие, в результате чего наступает рассогласование многих метаболических и биохимических процессов в организме.
Жесткость воды, обусловленная суммарным содержанием кальция и магния, обычно рассматривалась в хозяйственно-бытовом аспекте (образование накипи, повышенный расход моющих средств, плохое разваривание мяса и т.д.). Существует предположение об этиологической роли солей, обусловливающих жесткость воды, в развитии мочекаменной болезни.
Высказано предположение, что вода с низким содержанием солей жесткости способствует развитию сердечнососудистых заболеваний.
Повышенное содержание нитратов в воде вызывает токсический цианоз (метгемоглобинемию), который в 1945 г. был отмечен у грудных детей, находящихся на искусственном вскармливании сухими питательными смесями, для разведения которых использовалась холодная вода с повышенным содержанием нитратов. Их вредное действие проявляется тогда, когда в результате диспепсии, дисбактериоза в кишечнике они восстанавливаются в нитриты. Всасывание нитритов приводит к повышению содержания метгемоглобина в крови.
В последние годы внимание гигиенистов привлекают нитрозамины — вещества, образующиеся при взаимодействии нитратов с ароматическими аминами. Нитрозамины являются активными канцерогенами.
Гигиеническое значение микроэлементов определяется их биологической ролью. Наиболее изучено влияние на организм фтора.
При содержании фтора в воде более 1,5 мг/л может развиться флюороз, менее 0,7 мг/л - кариес зубов. Поражение зубов протекает в несколько стадий.
1.Симметричные меловидные пятна на эмали зубов.
2.Пигментация (пятнистость эмали).
3.Тигроидные резцы (поперечная исчерченность зубов).
4.Безболезненное разрушение зубов.
5.Системный флюороз зубов и скелета. Уродства развития скелета у детей, кретинизм.
Чрезмерное содержание в воде молибдена приводит к увеличению активности ксантиноксидазы, сульфгидридных групп и щелочной фосфотазы, увеличению мочевой кислоты в крови и моче, патоморфологическим изменениям внутренних органов.
При низком поступлении в организм йода развивается эндемический зоб, внешне проявляющийся в увеличении размеров щитовидной железы.
Ртуть - токсичный элемент, наличие ее в воде приводит к болезни Минамата, для которой характерно поражение центральной нервной системы.
Гигиенические требования к качеству питьевой воды, а также правила контроля воды, производимой и подаваемой централизованными системами питьевого водоснабжения населенных мест, изложены в СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды
1.Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношениях, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.
2.Качество питьевой воды должно соответствовать гигиеническим нормативам перед ее поступлением в распределительную сеть, а также в точках водозабора.
3.Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется ее соответствием нормативам, представленным в таблице.
Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется ее соответствием нормативам по:
1) обобщенным показателям и содержанию вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах на территории РФ, а также веществ антропогенного происхождения, получивших глобальное распространение (табл. 1);
содержанию вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения (табл. 2);
Безопасность питьевой воды по эпидемиологическим показателям
| Показатели | Единицы измерения | Нормативы |
| Термотолерантные колиформные бактерии | Число бактерий в 100 мл | Отсутствие |
| Общие колиформные бактерии | Число бактерий в 100 мл | Отсутствие |
| Общее микробное число | Число образующих колонии бактерий в 1 мл | Не более 50 |
| Колифаги | Число бляшкообразующих единиц в 100 мл | Отсутствие |
| Споры сульфитредуцирующих клостридий | Число спор в 20 мл | Отсутствие |
| Цисты лямблий | Число цист в 50 л | Отсутствие |
3) содержанию вредных химических веществ, поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельности человека.
Благоприятные органолептические свойства воды определяются ее соответствием нормативам (табл. 3).
Радиационная безопасность питьевой воды определяется ее соответствием нормативам, представленным в таблице 4.
ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения» (извлечения)
Правила выбора и оценка пригодности для питьевого водоснабжения.
1. Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения с учетом их санитарной надежности выбирают в следующем порядке:
—межпластовые напорные воды;
—межпластовые безнапорные воды; грунтовые воды, искусственно наполняемые, и подрусловые подземные воды;
—поверхностные воды (реки, водохранилища, озера).
2.Состав воды пресноводных, подземных и поверхностных источников водоснабжения должен соответствовать следующим требованиям:
—сухой остаток — не более 1000 мг/л, концентрации хлоридов и сульфатов - не более 350 и 500 мг/л соответственно, общая жесткость — не более 7 моль/л, концентрации химических веществ не должны превышать ПДК.
3.Источник водоснабжения и водозаборные сооружения должны быть защищены путем организации зоны санитарной охраны (ЗСО).
4.Выбор источника производится на основе следующих данных: при подземном источнике - анализов качества воды, гидрогеологической характеристики, санитарной характеристики местности, существующих и потенциальных источников загрязнения, балансового запаса подземных вод.
Примерная схема водозабора из подземного водоисточника:
колодец —> насосная станция первого подъема —» резервуар —> насосная станция второго подъема -> водонапорная башня —> водонапорная сеть.
При поверхностном источнике — наличие анализов качества воды, гидрологических данных, расходов воды, санитарной характеристики бассейна, развития промышленности, наличия источников бытового, промышленного и сельскохозяйственного загрязнения.
Схема водозабора из поверхностного водоисточника:
водоем —>
заборные трубы и береговой колодец —> насосная станция первого подъема —» очистные сооружения -» резервуары -> насосная станция второго подъема —> трубопровод -->
водонапорная башня -> разводящая сеть.
5. Для оценки качества воды в месте предполагаемого водозабора должны быть представлены анализы проб, отбираемых ежемесячно не менее чем за последние 3 года.
Оценка экологического неблагополучия водоисточников централизованного водоснабжения проводится по показателю суммарного химического загрязнения воды (Кводы
).
квояы
= с/пдк, + с2
/пдк2
+ с3
/пдк3
+ ... < 1,
где С:
, 3
— фактическая концентрация качества; ПДК12
3
— соответственно предельно допустимые концентрации веществ.
ПДК химического вещества в воде — это максимальная концентрация, которая не оказывает прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья настоящего и последующего поколений, при воздействии на человека в течение всей жизни и не ухудшает гигиенические условия водопользования населения.
Установление ПДК химических веществ в воде водных объектов осуществляется на основании трех критериев вредности: органолептического — способности ухудшать органолептические свойства воды; санитарно-токсилогического — оказывать вредные действия на организм человека, в том числе вызывать отдаленные последствия; общесанитарного — оказывать неблагоприятное воздействие на санитарный режим водоемов. Исследования каждого химического вещества обязательно включают установление предельно допустимых концентраций по всем трем указанным признакам в отдельности с последующим выделением из них наименьшей величины. Эта концентрация применяется как ПДК содержания химического вещества в воде водного объекта, при этом признак, по которому установлена ПДК, называется лимитирующим.
Источниками централизованного водоснабжения служат поверхностные и подземные воды. К поверхностным водам относятся: реки, озера, водохранилища, для которых характерны низкая минерализация, большое количество взвешенных веществ, сброс сточных вод, высокий уровень микробного загрязнения, цветение, изменение качества воды в зависимости от сезона.
К подземным источникам водоснабжения относят:
1) грунтовые воды - глубина их залегания от 1,5-2 м до нескольких десятков метров. Они прозрачны, имеют невысокую цветность, количество растворенных солей невелико. При мелкозернистых породах (начиная с глубины 5-6 м) вода почти не содержит микроорганизмов.
Гигиеническое и экологическое значение почвы
В истории гигиены самыми древними профилактическими мероприятиями по охране здоровья людей были мероприятия, направленные на охрану почвы. В то время люди ходили босиком, спали на земле или в земляных укрытиях, дышали почвенным воздухом, пили почвенную воду и, наконец, питались продуктами, выращенными на почве.
Минерально-органическая оболочка нашей планеты, распространяющаяся от ее поверхности до магмы, носит название литосферы и состоит из двух частей: материнской породы (магма), разрушенной физическими, физико-химическими процессами до появления жизни на Земле, и более поверхностной части литосферы (почва или грунт), сформированной после появления жизни на нашей планете в результате влияния на нее климата, растительности и почвенных организмов. Встречается также термин «земля», являющийся синонимом термина «грунт» в инженерно-строительной деятельности человека и синонимом термина «почва» в сельскохозяйственном и лесном производстве.
Почва является неотъемлемым звеном кругооборота веществ в природе. Известны так называемые «биогеохимические провинции», характеризующиеся избытком или недостатком в природе одного или нескольких микроэлементов и связанных с этим эндемий и эпизоотии (флюороз, зобная болезнь, метгемоглобинемия и др.)- Эталоном почвы в Российской Федерации по содержанию микроэлементов считается черноземная почва центрального заповедника Курской области.
Загрязненная почва может участвовать в механизме передачи многих заболеваний. Заражение человека микроорганизмами, влияние ксенобиотиков, содержащихся в почве, может происходить через грунтовую воду, пыль, грызунов, мух, овощи, при ранениях и непосредствен ком контакте во время сельскохозяйственных и земляных работ.
Достаточно загрязняется почва вредными промышленными веществами, такими, как хром, ртуть, медь, цинк, мышьяк, свинец, нефтепродукты, никель, вольфрам, олово и др.
Широкое использование в сельском и лесном хозяйствах ядохимикатов ведет к загрязнению ими почвы, грунтовых вод и растений, в том числе сельскохозяйственных культур. Особую опасность представляют препараты ДДТ, гексахлоран, хлородан, токсофен, севин, гранозан и др. Почва воспринимает и передает по пищевой цепочке также радиоактивные вещества из глобальных атмосферных осадков, от специальных объектов и при аварийных ситуациях на атомных электростанциях.
Гигиеническая диагностика почвы в практике учреждений медико-гигиенического профиля требуется в первую очередь при выборе земельных участков для строительства жилых и общественных объектов, водопроводных линий, мест для сооружений обезвреживания и утилизации бытовых отходов, а также при гигиенической диагностике состояния территории населенных мест. Она включает в себя санитарно-топографическое обследование участка, физико-механический анализ, санитарно-бактериологическое, вирусологическое, гельминтологическое, энтомологическое, санитарно-токсикологическое и радиометрическое исследования.
На территории России встречается более 90 видов почв. Однако наиболее часто встречается 7 типов: тундровые, дерново-подзолистые, серые лесные, черноземы, каштановые, сероземы, красноземы. Наибольшую площадь занимают дерново-подзолистые почвы.
Гигиенисты условно делят все почвы по их назначению на 3 вида:
1)естественная почва вне населенных мест;
2)искусственно созданная почва населенных мест, смешанная с отходами жизнедеятельности населения и отходами промышленности
3) искусственные покрытия почвы: асфальтовые, щебеночные, бетонированные и др.
С гигиенической точки зрения важна классификация почв по механическому составу, от которого зависят такие ее свойства, как фильтрующая способность, воздухопроницаемость и т.д.
Из всех слоев почвы для гигиенистов в первую очередь представляет интерес поверхностный, пахотный слой (горизонт). Это, в среднем, слой почвы толщиной 25 см, который обрабатывается при выращивании растений. Гигиеническое значение этого слоя обусловлено тем, что именно из него загрязнители почвы могут поступать в сельскохозяйственные растения, поверхностные водоемы, в атмосферный воздух и др.
Кроме поверхностного слоя, важное значение имеют слои почвы, залегающие до грунтовых вод, в которых происходит обезвреживание органических отбросов и сточных вод, формирование качества грунтовых вод и почвенного воздуха; в этих слоях прокладывают канализационные и водопроводные сети и закладываются фундаменты жилых и промышленных зданий.
Слои почвы, в которых происходит формирование почвенных вод, получили название зон Гофмана. Всего их пять:
- зона испарения;
- зона фильтрации:
- зона капиллярного поднятия;
- водоносный горизонт;
- водоупорный слой.
Толщина слоя зоны испарения в средней полосе Европы не более 1 м. Этот слой очень богат органическими веществами, в нем же гнездятся корни растений. Вода, пройдя зону испарения, фильтруется через нижерасположенный слой почвы — зону фильтрации (прохождения). Это мощный пласт почвы. В каждом кубическом метре этого слоя почвы может быть задержано 150—350 л воды. В этом слое могут быть задержаны все атмосферные осадки, выпавшие на эту площадь в течение года. После того, как начинается верховодка, зона прохождения заполняется количеством воды, превышающим ее поглотительную способность, избыток воды будет фильтроваться в нижерасположенные слои до тех пор, пока не встретит водоупорный слой, практически не пропускающий воду. Таким водонепроницаемым слоем может быть изверженная порода (например, гранит, известняки, жирная глика). Фильтрующая вода на этом слое задерживается, скапливается и образует зону почвенных или грунтовых вод, или так называемый водоносный горизонт. Из него часть воды будет подниматься вверх, вследствие капиллярности, до высоты, определяемой величиной пор этого почвенного слоя. Образуется зона капиллярности поднятия почвенных вод.
Почва обладает определенными свойствами.
1.Пористость — суммарный объем пор в почве в единице объема, выраженный в процентах. Чем выше пористость, тем ниже фильтрационная способность почвы. Пористость песчаной почвы составляет 40 %, торфяной 82 %.В однородной почве поры тем больше, чем крупнее зернистость. Самые крупные поры имеются в каменистой почве, очень мелкие — в глинистой, самые мелкие — в торфяной.
Кроме естественной пористости почвы, в ней могут встречаться каналы и трещины, искусственно образуемые животными и человеком. При пористости почвы 60-65 % в ней создаются оптимальные условия для процессов самоочищения от биологических и химических загрязнений. При более высокой пористости процессы самоочищения почвы ухудшаются. Почва такого типа оценивается как неудовлетворительная.
2.Воздухопроницаемость почвы — способность почвы пропускать воздух через свою толщу. Проходимость почвы для воздуха определяется только величиной ее пор и не зависит от их общего объема или пористости. Воздухопроницаемость почвы увеличивается с ростом барометрического давления и уменьшается с увеличением толщины слоя почвы и ее влажности.
Движение почвенного воздуха и обмен его с атмосферном воздухом происходят постоянно под влиянием разрушающих их температур, колебаний атмосферного давления и уровня почвенных вод. Проходимость почвы для воздуха и связанное с этим обогащение ее кислородом имеют большое гигиеническое значение, связанное с биохимическими процессами окисления, протекающими в почве и освобождающими ее от органических загрязнений.
Здоровая почва должна быть крупнозернистой и сухой, так как сырые и мелкозернистые почвы очень плохо вентилируются, а следовательно, в них плохо проходят процессы самоочищения.
3.Водопроницаемость, или фильтрационная способность почвы, — это способность почвы впитывать и пропускать воду, поступающую с поверхности. Впитывание характеризует первую фазу водопроницаемости, когда свободные поры последовательно заполняются водой. При избытке влаги впитывание ее продолжается до полного насыщения почвы. Вторая фаза - фильтрация - характеризуется движением воды в почвенных порах под действием сил тяжести при полном насыщении почвы водой. Водопроницаемость почвы оказывает решающее влияние на образование почвенных вод и накопление их запасов в недрах Земли. Это имеет непосредственное отношение к снабжению населения водой из подземных источников.
4. Влагоемкость почвы - это количество воды, которое почва способна удержать в своих недрах сорбционными и капиллярными силами. Влагоемкость обусловливается силой поверхностного сцепления (адсорбция), возникающего между огромной поверхностью почвенных, зерен и омывающей их фильтрующейся водой. Влагоемкость тем больше, чем меньше величина пор почвы и тем больше их объем.
Наибольшей влагоемкостью обладают торфяники (до 500—700 %). Величина влагоемкости выражается в процентах к весу сухой почвы. Гигиеническое значение влагоемкости почвы связано с тем, что большая влагоемкость вызывает отсырение почвы и находящихся на ней зданий, уменьшает проходимость почвы для воздуха и воды и мешает очищению сточных вод. Такие почвы относятся к нездоровым, сырым, и холодным.
5.Капиллярность почвы - это способность почвы поднимать по капиллярам воду из нижних горизонтов. Крупнозернистые почвы поднимают воду быстрее, но не на большую высоту. Большая капиллярность почвы может быть причиной сырости зданий.
Состав почвы
Еще в глубокой древности Гиппократ различал почвы «здоровые» и «нездоровые». Здоровыми считались местности возвышенные, сухие и солнечные. К нездоровым относили низкорасположенные, холодные, затопленные, сырые, с частыми туманами.
Каждая почва состоит из минеральных, органических и органоминеральных комплексов соединений, а также почвенных растворов, воздуха и почвенных микроорганизмов. Для гигиенической оценки степени загрязнения почвы в качестве контроля очень важно знать ее естественный состав.
Минеральные, или неорганические, вещества почвы на 60-80 % представлены кристаллическим кремнеземом или кварцем. Значительное место в минералогическом составе почвы занимают алюмосиликаты.
Содержание химических веществ в почве можно оценивать в кларках, под которыми понимают среднее содержание химического вещества в эталонных (незагрязненных) почвах. Кроме кремнезема и алюмосиликатов, в минеральный состав почвы входят практически все элементы таблицы Д.И. Менделеева. Но наибольший интерес представляют фтор, йод, марганец, селен и др., так как их повышенное или пониженное содержание в почве влияет на формирование естественных геохимических провинций, играющих роль в возникновении эндемических заболеваний (флюороз, кариес, эндемический зоб и др.). Гигиеническая оценка степени загрязнения почвы неорганическими соединениями основана на сравнении количественного содержания данного элемента в почве с его ПДК: для ртути - 2Д мг/кг, хрома - 0,05 мг/кг, свинца -20 мг/кг, марганца - 1500 мг/кг, мышьяка — 45 мг/кг.
Органические вещества почвы представлены как собственно органическими (гуминовые кислоты, фульвокислоты и др.), синтезированными почвенными микроорганизмами, носящими название гумуса, так и чужеродными для почвы органическими веществами, поступившими в почву извне.
В форме гумусовых веществ сосредоточены огромные запасы углерода. Увеличение в 2—3 раза содержания углерода органических соединений свидетельствует о возможном загрязнении почвы. Отношение углерода гумуса к углероду растительного происхождения носит название коэффициента гумификации.
О степени загрязнения почвы также свидетельствует содержание органического азота и величина санитарного числа, или числа Н.И. Хлебникова, как отношение азота гумуса к общему органическому азоту.
В чистой почве санитарное число близко к 1. Чем меньше санитарное число, тем грязнее почва.
Санитарно-бактериологическое исследование почвы состоит из определения в ней общего количества микроорганизмов на 1 г, числа термофилов на 1 г, колититра, титра-перфрингенс, а в некоторых случаях также присутствия стафилококка, протея и патогенных микробов. Весьма чувствительным в отношении свежего фекального загрязнения является обнаружение в почве жизнеспособных яиц гельминтов (в 1 кг), Основной санитарно-энтомологический показатель загрязнения почвы - число личинок и куколок мух на единицу площади почвы (0,25 м-).
Гигиеническую диагностику почвы можно проводить по показателям химического состава почвенного воздуха и по так называемым комплексным параметрам.
Повышенное содержание органического азота и углерода без увеличения количества азота аммиака, низкий колититр и большое количество яиц гельминтов свидетельствуют о свежем фекальном загрязнении почвы при отсутствии минерализации органических веществ. Подобная ситуация, но с появлением азота аммиака, указывает на начавшийся процесс минерализации. Одновременное присутствие органического азота и углерода, азота аммиака, нитритов, нитратов и хлоридов говорит о длительном загрязнении почвы и наличии интенсивной минерализации, органических продуктов. Обнаружение азота нитратов, хлоридов и низкий титр-перфрингенс характеризуют давнее загрязнение почвы без присоединения свежего. Большое содержание азота гумуса и приближение числа Н.И. Хлебникова к единице — достоверный признак интенсивной гумификации.
Гигиеническое значение почвенной влаги состоит в том, что все химические вещества, а также биологические загрязнители почвы (яйца гельминтов, простейшие бактерии, вирусы) могут передвигаться в ней только с почвенной влагой. Кроме того, все химические и биологические процессы, протекающие в почве, в том числе и самоочищение ее от органических соединений, осуществляются в водных растворах.
Гигиеническое значение почвы заключается в том, что это огромная, естественная лаборатория, в которой происходят процессы синтеза и разрушения органических веществ, фотохимические процессы, образование органических и неорганических веществ, гибель многих бактерий, вирусов, простейших и яиц гельминтов. Почва используется для очистки и обезвреживания стоков, нечистот, мусора, оказывает влияние на климат, развитие растительности и др.
Таким образом, почва оказывает огромное влияние на здоровье населения, имеет большое гигиеническое значение и является: 1) главным фактором формирования естественных и искусственных провинций, играющих ведущую роль в возникновении и профилактике эндемических заболеваний; 2) средой, обеспечивающей циркуляцию в системе «внешняя среда — человек» химических и радиоактивных веществ, а также экзогенных химических веществ, поступающих в почву с выбросами промышленных предприятий, автотранспорта, со сточными водами и т.д., и в связи с этим фактором, влияющим на здоровье населения; 3) одним из источников химического и биологического загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, а также растений, используемых человеком для питания; 4) фактором передачи инфекционных заболеваний; 5) естественной, наиболее подходящей для обезвреживания жидких и твердых отходов.
Эндемическое значение почвы
Почва является элементом биосферы Земли, который формирует химический состав потребляемых человеком продуктов питания, питьевой воды и отчасти атмосферного воздуха.
Растения, выращенные на щелочных почвах, с высоким содержанием селена, могут явиться причиной возникновения «щелочной болезни» скота (селеновый токсикоз), отравлений людей. Установлена связь между уровнем мышьяка в почвах и случаями заболеваний раком желудка, между содержанием молибдена и случаями заболеваний молибденовой подагрой и раком пищевода.
В настоящее время, кроме естественных эндемичных по тому или иному химическому элементу почвенных регионов, появились искусственные биогеохимические районы и провинции в результате хозяйственной деятельности человека и внесения отходов — в почву непосредственно или опосредованно попадает огромное количество химических веществ. Все загрязнители почвы можно разделить на химические и биологические (вирусы, бактерии, простейшие, яйца гельминтов).
Химические загрязнители делятся на две группы:
1)химические вещества, вносимые в почву планомерно, целенаправленно, организованно (минеральные удобрения, стимуляторы роста растений, пестициды и др.);
2)химические вещества, попадающие в почву случайно с техногенными жидкими, твердыми и газообразными отходами (бытовые и промышленные отходы, выхлопные газы и т.д.). Опасность соединений, как первой, так и второй групп определяется их токсичностью, мутагенным, аллергенным и другими видами воздействия, опасными для здоровья человека.
Так, например, загрязнение почвы фтором за счет промышленных выбросов приводит к возникновению некроза листьев у винограда и абрикосовых деревьев, а затем развитию флюороза у людей, питающихся плодами растений. Наблюдается также возникновение болезней почек, печени, желудочно-кишечного тракта, отмечается неблагоприятное влияние на функцию кроветворения у детей. При повышенном содержании ртути наблюдается увеличение частоты заболеваний нервной и эндокринной систем, мочеполовых органов у мужчин, снижение фертильности (способности производить потомство); в результате поступления свинца из почвы в организм человека наблюдаются изменения со стороны кроветворной и репродуктивной систем, а также злокачественные новообразования.
Почва как фактор передачи инфекционных заболеваний
В чистой, незагрязненной почве обитает не так много возбудителей инфекций. В основном это возбудители раневых инфекций (столбняк, газовая гангрена), ботулизма, сибирской язвы. Это спорообразующие микроорганизмы, которые длительно (20-25 лет) сохраняются в почве. Загрязненная почва может выполнять роль фактора передачи человеку таких инфекций, как дизентерия, брюшной тиф, лямблиоз, лептоспирозы, вирусный гепатит и др., сроки выживания возбудителей которых могут колебаться до нескольких месяцев.
Почва играет специфическую роль в передаче гельминтов (власоглав, аскариды, анкилостомы). Яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность в почве до 7—10 лет.
Почва, загрязненная органическими веществами, служит местом обитания грызунов, являющихся источниками таких опасных инфекций, как бешенство, чума, туляремия и др.
Загрязненная почва является благоприятным местом развития мух (особенно синантропной «комнатной» мухи), которые являются активными переносчиками возбудителей кишечных инфекций и других инфекционных заболеваний.