Гигиеническая оценка почв, очистка населенных мест, отходы

Гигиеническое значение и
оценка почв
Доц. Максименко Людмила
Витальевна
План лекции
•
•
•
•
Почва, ее физико-химические свойства
Косвенное влияние почв на здоровье
Эпидемическое значение почв
Геохимические провинции и и
биогеохимические эндемии
• Антропотехногенное загрязнение почв
Почва, ее физико-химические
свойства
• Почва (Хлопин) - это верхний слой коры, на котором гнездится
органическая жизнь.
• Почва (Докучаев) – это наружный слой горных пород,
измененный под влиянием воды, воздуха и различных
организмов.
• Почва - это верхний рыхлый плодородный слой земли.
• Почва - это особое естественно-историческое природное тело,
возникшее на поверхности суши земного шара в результате
совокупного взаимодействия факторов почвообразования:
климата, горных пород, растений, животных, микроорганизмов и
времени.
•
• Почва - это саморазвивающаяся система, обеспечивающая
круговорот веществ в природе.
Состав почвы
•
•
•
•
•
1. Минеральная часть почвы (90-98%) состоит из подстилающих
материнских горных пород
2. Органическая часть почвы (10-2%) состоит органических остатков
растительного и животного происхождения и гумуса.
Гумус – это органическое вещество почвы, образующееся за счет
разложения органических остатков. Гумус состоит из гуминовых кислот,
фульвокислот, гумина и ульмина.
Соотношение исходной органики и гумуса – показатель плодородия,
санитарно-эпидемиологической безопасности почвы.
Функции гуминовых веществ:
– Аккумулятивная (накопление ХВ и Е),
– Транспортная (формирование геохимических потоков за счет
образования легкорастворимых солей гуминовых кислот с
катионами Ме),
– Регуляторная (структура почвы, водно-физические и химические
свойства, тепловой режим, рН и питательность для живых
организмов,),
– Защитная функция (способность связывать в нерастворимые
комплексы некоторые токсичные или радиоактивные вещества),
– Физиологическая функция (стимуляция прорастания семян,
репродуктивной функции скота…)
Физические свойства и гигиеническое значение почвы
1. Пористость (обратно пропорциональна величине зерен почвы):
крупнозернистые почвы – поры составляют до 25% объема (песок,
гравий), мелкозернистые почвы - 85% (чернозем), 40-45% (глинозем).
2. Капиллярность (способность поднимать влагу): выше у
мелкозернистых почв
3. Гигроскопичность почвы (способность притягивать водяные пары из
воздуха): минимальной гигроскопичностью обладают крупнозернистые
почвы, свободные от загрязнений.
4. Влагоемкость (способность почвы удерживать влагу): высокая
влажность - чернозем, меньше подзолистая и еще меньше песчаная
почва (строительство зданий на сухих почвах, МК (влажность) в
населенных местах и внутри зданий).
5. Почвенный воздух (содержание O2 - 18-19%) в чистой почве – O2 + CO2,
в загрязненной почве - + H2 и CH4) (способность почвы к
самоочищению, к гумификации (а не гниению) органики, состав
микрофлоры по аэробности).
6. Почвенная влага - существует в химически связанном, в жидком и
газообразном состоянии (МК и на выживание м/о в почве).
7. Тепловые свойства (зависят от цветности почв) (МК (температура) на
поверхности, в зданиях, под землей – в погребах, шахтах)
Возбудители инфекционных заболеваний
• 1 - постоянные обитатели почвы (возбудители сибирской язвы,
газовой гангрены, ботулизма, столбняка, актиномикозов; яйца
геогельминтов).
• 2 – временные обитатели почвы (возбудители кишечных
инфекций, тифо-паратифозных заболеваний, дизентерийные
бактерии, холерный вибрион; яйца биогельминтов).
• 3 - возбудители туберкулеза и туляремии могут находится в
почве и постоянно и временно.
• Патогенные вирусы - полиомиелита, кишечной группы
(возбудители серозного менингита ЕСНО, Коксаки).
• Выживаемость микроорганизмов зависит от физических свойств
почвы, климата и микроклимата территории, наличия
биологического субстрата, присутствия антагонистических м/о.
• Бактерицидные факторы:
– Низкие суточные и сезонные средние Т и перепады Т воздуха,
– Низкая влажность,
– Высокая интенсивность солнечного (южные широты) и УФизлучения (высокогорье).
Классификация эндемий
• Природные
• Техногенные
Биогеохимические эндемии
(БГХЭ)
• Известно 92 химических элемента, из них:
• Более 70 – присутствуют в организме человека,
• Около 30 – необходимы для жизни:
11 макроэлементов:
C, H, O, N, Ca, S, P, K, Na, Cl, Mg
Микроэлементы (trace elements):
Эссенциальные: Fe, I, Cu, Zn, Mn, Co, Ni, Mo,
Se, Cr, F, Sn, Si, As, V, Li;
Условно-эссенциальные: Br, B;
Кандидаты на эссенциальность: Cd, Pb, Al, Rb
• Неадекватность поступления химических элементов
суточной потребности ведет к биохимическим нарушениям
в организме - (макро-, микроэлементозам).
• Распространенные на определенной территории
патологические состояния, обусловленные недостатком,
избытком или дисбалансом элементов в почве, называют
БГХЭ.
Классификация БГХЭ
• 1. Зональные - распространенные на больших
территориях с определенным типом почв:
– Образование водорастворимых солей и их высокая
вымываемость из почвы (подзолистые почвы Северного и
Южного полушария - недостаточность йода, кальция,
кобальта, меди…),
– образование неадсорбируемых растениями комплексов
(богатые органикой кислые почвы с высоким содержанием
железа – недостаточность селена).
• 2. Интразональные - распространенные на
ограниченных территориях в связи с
месторождениями руд, минералов, вулканогенных
эманаций (дисбаланс элементов, избыток токсичных
элементов)
Роль подвижных форм
элементов
• Подвижные формы элементов – это химические соединения
элементов в почве, которые легко переходят из почвы в
растения, воду, воздух, что ведет к недостаточному или
избыточному поступлению по пищевым цепям или при дыхании
в организм человека.
• Химические элементы Ti, Zr, Hf, Th, Sn, Pt и многие другие, не
образующие в почвенных условиях легкоподвижных
растворимых соединений, не вызывают образования
геохимических провинций и БГХЭ.
• Молибден образует подвижные формы только на щелочных
почвах, что ведет к развитию эндемии молибденовой подагры
только на этом типе почв.
• Подвижные формы В и Cu образуются только в черноземах
"Взаимодействие минералов", Энслингер, 1983г.
Линии показывают влияние одного элемента на метаболизм другого
в организме.
• 1.Недостаточность:
Примеры БГХЭ
– Эндемический зоб (I) (на подзольных почвах, усугубляющий фактор
– недостаток меди в почве)
– Эндемический кариес (F)
– Болезнь Кешана (эндемическая кардиомиопатия) (Se) (Китай)
• 2. Дисбаланс:
– Болезнь Кашина-Бека (недостаток Ca, избыток Ba и Sr на фоне
недостатка Se) (Восточная Сибирь)
– Эндемическая молибденовая подагра у человека, молибденовый
токсикоз у животных (избыток Мо при недостатке меди) (Армения,
месторождения молибденовых руд)
– 3. Избыточность:
- Селенотоксикоз (Se) (США, при потреблении в пищу селенконцентрирующих растений)
- Отравление сурьмой (Узбекистан, Шерафшан, месторождение
сурьмы)
- Эндемический флюороз (F) (интразонально, часто на
вулканогенных почвах или в районах месторождений F-содержащих
минералов )
- Арсеноз или болезнь "черной стопы" (отравление мышьяком).
Йодная эндемия (недостаточность)
ВОЗ планировала полную ликвидацию йодной недостаточности к 2000 г.
•
•
•
•
•
•
•
•
На 2003 г.. по данным ВОЗ:
Распространенность
йоддефицитных состояний (IDD):
континентальная Европа, Африка,
Южная Америка, Индия, Китай.
Норма потребления йода 150,
беременные 200 мкг в день.
Среднее потребление йода:
Япония: 1500 мкг в день
США: 400-800 мкг в день
Россия: 40-80 мкг в день
(скрытый йодный голод):
выраженные формы в горных и
предгорных районах (Северный
Кавказ, Сибирское плато),
сниженное потребление йода в
Верхнем и Нижнем Поволжье.
Континент
Среди
школьнико
в, %
Среди
всего
населения,
%
Изменения
1993-2003 г
Африка
43,2
42,6
+81,4%
Америка
10,1
9,8
-46,0%
ЮгоВосточная
Азия
39,9
39,8
-18,5%
Европа
59,9
56,9
+80,7%
Средиземн
оморье
55,4
54,1
+60,9
Тихоокеанс
кий регио
26,2
24,0
-32,2%
Всего
36,5%
(285,4 млн.
чел)
35,2%
(1988,7
млн. чел.)
Критерии йодной недостаточности
• Распространенность зоба (пальпация) у > 10% населения.
• Изменение соотношения мужчин и женщин с зобом (индекс
Ленца-Бауэра)
• Объем щитовидной железы (УЗИ) и соотношение в популяции
числа лиц с зобом I-II и III-IV стадии (коэффициент
напряженности)
• Количество узловых форм зоба
• Уровень тиреотропного гормона (ТТГ) у новорожденных
• Концентрация тиреоглобулина
• Медиана йодурии
•
•
•
•
•
+ наличие кретинизма в популяции
+ задержка интеллектуального развития у детей,
+ снижение IQ на 15-20%
+ снижение памяти
+ неврологические нарушения у детей
3 степени эндемии по йоддефициту
Критерии
Легкая степень
эндемии
Средняя степень
эндемии
Тяжелая степень
эндемии
10-30
31-59
Не менее 60
Менее 5
5-15
Более 15
Индекс ЛенцаБауэра
М:Ж
1:6
От 1:5 до 1:4
От 1:3 до 1:1
Коэффициент
напряженности
(I-II) / (III-IV)
21-30
12-20
Менее 12
Частота
распространения
зоба, % населения
Частота узловых
форм зоба, %
Кретинизм в
популяции
-
+
Эпидемиологические данные
• Распространенность ЙДС у детей и
подростков:
• Центральная Россия 15-20%,
• Тамбов, Воронеж
15-40%
• Индия (штат Сиким) 91,1%
• Медиана йодурии (мкг /л мочи):
• Тамбов 52-59
• Воронеж 30-58
• Тюмень 30-52
• Республика Тыва 16
• Индия (штат Сиким) 42.8%
Распространенность некоторых других БГХЭ
•
•
•
•
•
•
•
Молибденовая подагра: выявлена у 36% населения Армении, 60%
живет в зоне риска.
Кариес зубов: пораженность населения России 90-100%.
Флюороз:
1) В Индии 25 млн. чел. (в 200 районах 20 штатов), из них 6 млн. - дети
до 14 лет. В 19 штатах калечащие формы флюороза. 60 млн. чел
прождивает на территориях повышенного риска флюороза.
2) В Средиземноморье флюороз выявлен у 55,29% населения, причем
74,32% среди лиц 25-50 лет, 40,6% - 15-24 лет, 23,4% - 8-14 лет.
Арсеноз: Мьянма, Бангладеш, КНДР, США, Мексика, Аргентина,
Япония.
Мышьяковистый рак кожи зарегистрирован в Аргентине, Канаде, Китае,
Чехословакии, Франции, Германии, Израиле, Японии, Южной Африке,
Швейцарии, Великобритании, США.
Показатели санитарного состояния почв
•
•
•
•
•
•
Санитарно-бактериологические (используются для объектов
повышенного риска):
1). Косвенные - содержание санитарно-показательных организмов
группы кишечной палочки (коли-индекс) и фекальных стрептококков
(индекс энтерококков) - характеризуют интенсивность биологической
нагрузки на почву.
2). Прямые - содержание возбудителей кишечных инфекций,
патогенных энтеробактерий, энтеровирусов - характеризуют
эпидемическую опасность почвы.
Санитарно-химические: санитарное число Н.И.Хлебникова характеризует процесс гумификации и самоочищение почвы.
Санитарно-паразитологический (экстенсивный показатель = доля
положительных проб (%) от общего числа исследованных;
интенсивный - общее содержание возбудителей паразитарных
болезней в 1 кг (или 100 г) почвы). Прямая угроза здоровью населения
- яйца аскарид, власоглавов, токсокар, анкилостомид, личинки
стронгилоидов, онкосферы тениид, цисты лямблий, изоспор,
балантидий, амеб, ооцисты криптоспоридий; опосредованная - яйца
описторхисов и дифилоботриид.
Санитарно-энтомологический: наличие преимагинальных (личинки и
куколки) форм синантропных мух.
Улучшение санитарного состояния почв в НМ.
Профилактика органического загрязнения
• оснащение населенных мест общественными
туалетами, мусоросборниками и урнами и их
своевременная очистка и санация,
• покрытие дорог и пешеходных зон асфальтом
или бетоном и их уборка,
• санитарный контроль состояния почв (в
первую очередь в зонах повышенного риска),
• санация почв (дезинфекция, вспашка и
озеленение)
• ликвидация свалок ТБО, полигонов для
захоронения химических и радиоактивных
отходов.
Критерии гигиенической оценки загрязнения почв
химическими веществами
• Показатели вредности ХВ:
• 1). транслокационный (способность перехода
ХВ в сельскохозяйственные культуры),
• 2) миграционный:
– водно-миграционный (- в воду),
– воздушно-миграционный (- в атмосферный
воздух),
• 3)
общесанитарный
самоочищение почвы).
(влияние
на
Показатели опасности ХВ в почве
Показатель
опасности
Класс опасности
I
II
III
Токсичность, LD50
Мг/кг
<200
200-1000
1000
Персистентность в
почве, мес.
>12
6-12
<12
ПДК в почве,мг/кг
<0.2
0.2-0.5
>0.5
+
+/-
-
Персистентность в
растениях, мес.
не менее 3
1-3
<1
Влияние на
пищевую ценность
с/х продукции
сильное
умеренное
нет
Миграция
Отнесение химических веществ, попадающих в почву из
выбросов, сбросов, отходов к классам опасности
(по ГОСТ 17.4.1.02-83 "Охрана природы. Почвы. Классификация химических
веществ для контроля загрязнения" Госстандарт, M., 1983 г.)
Класс
Химическое вещество
опаснос
ти
I
Мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, селен,
цинк, фтор, бенз(а)пирен
II
Бор, кобальт, никель, молибден, медь,
сурьма, хром
III
Барий, ванадий, вольфрам, марганец,
стронций, ацетофенон
Оценка опасности загрязненной почвы
• 1) Однокомпонентное загрязнение ХВ:
• Неорганическое ХВ
- коэффициент опасности Кi = Сi /ПДКi и и степень его
превышения 1
– класс опасности ХВ
– ПДК ХВ (= минимальное значение допустимого уровня по 1 из 4
показателей вредности)
– Кmax = максимальное значение допустимого уровня по 1 из 4
показателей вредности
• Органическое ХВ
– класс опасности ХВ
– ПДК ХВ
2) Многокомпонентное загрязнение ХВ:
суммарный показатель загрязнения Zc (сумма коэффициентов
концентрации для каждого металла Кci = Сi/ Ci фона региона)
3) Любое загрязнение ХВ:
низкая буферная способность почвы (низкое содержание гумуса,
низкое рН и легкий механический состав почвы).
Перечень ХВ,
обязательный при санитарном контроле химического загрязнения
почвы населенных мест (Россия)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Пестициды (остаточные количества),
Тяжелые металлы,
Нефть и нефтепродукты,
Фенолы летучие,
Сернистые соединения,
Детергенты (анионактивные и катионактивные),
Канцерогенные вещества,
Мышьяк,
Цианиды,
Полихлоридные бифенилы,
Радиоактивные вещества,
Макрохимические удобрения,
Микрохимические удобрения.
Влияние комплексного загрязнения почв на
здоровье населения
Категория
загрязнен
ия почв
Zc
Допустим
ая
< 16
У детей наиболее низкий уровень заболеваемости,
минимальная частота встречаемости функциональных
отклонений и отклонений в физическом развитии
Умеренн
о
опасная
16-32
Увеличение общей заболеваемости
Опасная
32-128 Увеличение общей заболеваемости, числа часто
болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями,
нарушениями функционального состояния сердечнососудистой системы
Чрезвыча
йно
опасная
>128
Изменения показателей здоровья населения в очагах
загрязнения почв
Увеличение заболеваемости детского населения,
нарушение репродуктивной функции женщин
(увеличение токсикоза беременности, числа
преждевременных родов, мертворождаемости,
гипотрофий новорожденных)
Основные химические загрязнения почвы
антропотехногенной природы
•
•
•
тяжелые металлы,
нефтепродукты,
пестициды.
•
Источники загрязнения –
выбросы автотранспорта,
энергетических установок,
промышленных предприятий,
неорганизованные свалки
токсичных отходов,
сельскохозяйственные работы с
применением пестицидов.
•
Опасность загрязнения почв
как фактор риска для здоровья
населения определяется ее
функциональным
использованием.
•
Внесение пестицидов в почву
Накопление химических элементов в почвах в зоне влияния
промышленных предприятий и других источников загрязнения
Источники загрязнения
Коэффициент концентрации (Кс)
(Степень превышения фоновой концентрации)
Более 10
2-10
Твердые бытовые отходы
крупных городов,
используемые в качестве
удобрений
Свинец, кадмий, олово, медь,
серебро, сурьма, цинк
Ртуть
Осадки канализационных
сточных вод
Свинец, кадмий, ванадий, никель,
олово, хром, медь, цинк
Ртуть, серебро
Загрязненные
поливочные воды
Свинец, цинк
Медь
Производство цемента
Ртуть, стронций, цинк
Образование и использование токсичных отходов
потребления (Москва, Москомприрода)
• Максимальная техногенная нагрузка на почву в
районах Москвы: С, С-В, В, Ю-В, Ю.
Классы ОПАСНОСТИ ОТХОДОВ
• I КЛАСС (ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНЫЕ) – Степень воздействия
на окружающую среду ОЧЕНЬ ВЫСОКАЯ: Экологическая
система необратимо нарушена. Период восстановления
отсутствует.
• II КЛАСС (ВЫСОКООПАСНЫЕ) – Степень воздействия на
окружающую среду ВЫСОКАЯ: Экологическая система сильно
нарушена. Период восстановления не менее 30 лет после
полного устранения источника вредного воздействия.
• III КЛАСС (УМЕРЕННО ОПАСНЫЕ) – Степень воздействия на
окружающую среду СРЕДНЯЯ: Экологическая система
нарушена. Период восстановления не менее 10 лет после
снижения вредного воздействия от существующего источника.
• IV КЛАСС (МАЛООПАСНЫЕ) – Степень воздействия на
окружающую среду НИЗКАЯ: Экологическая система
нарушена. Период самовосстановления не менее 3-х лет.
• V КЛАСС (ПРАКТИЧЕСКИ НЕОПАСНЫЕ) - Степень воздействия
на окружающую среду ОЧЕНЬ НИЗКАЯ: Экологическая система
практически не нарушена.
Профилактика
•
•
•
•
•
1. Инфекционных эндемий:
- санитарное благоустройство населенных мест,
- покрытие почвы асфальтом (бетоном) в местах особого загрязнения – дорожки,
площадки…
- дезинфекция, вспашка, озеленение загрязненной почвы (в первую очередь на объектах
повышенного риска – детских учреждений и прогулочных площадках, территориях ЛПУ,
зонах рекреации и пр.)
2. Природных биогеохимических эндемий:
– Внесение подкормок и удобрений, корректирующих минеральный состав почв, в почвы
сельхоз назначения
– Организация обеспечения населения провозными пищевыми продуктами и питьевой
водой
– Применение БАДов и лечебно-профилактических продуктов питания
3. Техногенных эндемий:
- Гигиенические мероприятия: устранение источника загрязнения почвы,
использование очистных сооружений на промышленных предприятиях, соблюдение
правил сбора, транспортировки, захоронения и вторичного использования всех
классов отходов; внедрение технологий вторичного использования отходов (первичная
профилактика);
- Медико-социальные мероприятия: ранняя диагностика с целью выявления
донозологических состояний на профилактических медицинских осмотрах (вторичная
профилактика); своевременное лечение и соцобеспечение больных (третичная
профилактика).
Общие меры профилактики:
- Доказательство эндемической природы заболевания и выявление его причины.
- Официальное признание эндемичности заболевания, разработка программ и их
госфинансирование и реализация на этой основе гигиенических и медико-социальных
мер профилактики
- Постоянный контроль заболеваемости населения (в первую очередь групп риска)
провинций
- Пропаганда ЗОЖ с учетом факторов вредности территории