Гигиена с основами экологии человека : учебник - Архангельский В.И. и др.; под ред. П.И. Мельниченко. 2010. - 752 с.: ил.
|
|
ГЛАВА 8 ГИГИЕНА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ И ЖИЛИЩ
Научно-техническая революция второй половины ХХ века вызвала во всем мире рост производительных сил и концентрацию населения в городах (урбанизация).
Под термином «урбанизация» понимают глобальный процесс, обусловленный развитием производительных сил и форм социального общения, который вызывает глубокие преобразования населенных мест на основе роста индустрии, увеличения количества транспорта, ускорения жилищного строительства и распространения городского образа жизни на самые удаленные уголки страны.
Бурный рост городов сочетается с одновременным повышением их общественной роли. Урбанизация охватывает не только социальную и демографическую структуру населения, но и его расселение, образ жизни.
В условиях городской среды формируется урбоэкосистема, т.е. городская среда, состоящая из фрагментов природной экосистемы, окруженных домами, промышленными зонами, автодорогами, транспортными системами. Урбоэкосистема снижает рекреационную ценность природы, нарушает биокруговорот, сокращает разнообразие биосистем по составу и видам, снижает самоочищение природных вод и почвогрунтов, нарушает микробный баланс в природных средах. Изменение качества среды обитания населения в городских условиях ведет к снижению комфортности жизни.
Поэтому при планировке населенных мест учитываются особенности природного ландшафта и микроклиматических условий территории, загрязненности поверхностных вод, почвы, растительности, атмосферного воздуха, состояние сбора и удаления атмосферных осадков, талых вод и твердых отходов. Учитывается гигиеническая характеристика источников шума, электромагнитного фона, а также объектов, выделяющих вредные вещества в окружающую среду.
8.1. ОСОБЕННОСТИ ПЛАНИРОВКИ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ
По функциональному использованию городские территории разделяют на следующие зоны:
• селитебную - для размещения жилых районов, общественных центров (административных, научных, учебных, медицинских, спортивных и др.), зеленых насаждений общего пользования;
• промышленную - для размещения промышленных предприятий и связанных с ними объектов;
• коммунально-складскую - для размещения баз и складов, гаражей, трамвайных депо, троллейбусных и автобусных парков и т.п.;
• внешнего транспорта - для размещения транспортных устройств и сооружений пассажирских и грузовых станций, портов, пристаней и пр.
Имеет большое значение расположение этих зон с учетом организации санитарно-защитных зон и разрывов между селитебной зоной и другими. На территориях, прилегающих к городам, следует предусматривать организацию пригородных зон, используемых в качестве резерва для последующего развития городов и размещения объектов их хозяйственного обслуживания. Должны быть предусмотрены также зеленые зоны, служащие для организации отдыха населения, улучшения микроклимата и состояния воздушного бассейна.
Зеленая зона называется также лесопарковой и предназначается в основном для размещения загородных парков и садов, питомников, домов отдыха, пансионатов и оздоровительных лагерей.
Благоприятным условиям в селитебной зоне способствуют различные системы застройки квартала, который является частью жилой зоны, огражденной внутригородскими проездами.
Различают периметральную, строчную и групповую застройку квартала. Различные типы застройки в определенных климатических районах позволяют снижать скорость движения воздуха или, наоборот, повышать ее в случае необходимости, а также регулировать поступление прямых солнечных лучей в помещение, способствовать снижению уровня транспортного шума и вибрации.
Периметральная застройка - это сплошная застройка квартала без отступов от тротуаров внутрь квартала. При небольшой ширине улицы создает неблагоприятные условия для проветривания, инсоляции жилищ и организации зон отдыха и озеленения. Строчная застройка квартала лишена этих недостатков. За последние годы наиболее распространенной стала групповая или свободная застройка жилой зоны.
В крупных городах основным структурным элементом селитебной зоны стал микрорайон. В пределах его размещаются жилые
здания, учреждения и предприятия бытового обслуживания населения, дошкольные учреждения, школы, аптеки, продовольственные магазины, озелененные участки для отдыха и занятий спортом, хозяйственные площадки, гаражи и стоянки для индивидуального автотранспорта.
Гигиенические требования к застройке микрорайона предусматривают:
• создание благоприятных условий микроклимата, инсоляции и защиты от перегрева, аэрации или снижения подвижности воздуха на территории и в помещениях жилых и общественных зданий;
• защиту от транспортного шума, внутримикрорайонного загрязнения атмосферного воздуха выхлопными газами транспорта;
• организацию полноценного обслуживания жителей учреждениями культурно-бытового назначения и коммунальными объектами;
• благоустройство и озеленение территории;
• централизованное водоснабжение, канализацию и удаление бытовых отходов.
На селитебной территории городов формируются жилые районы, состоящие из 3-8 микрорайонов и общественного центра с учреждениями и предприятиями обслуживания. К учреждениям жилого района относятся поликлиники, диспансеры, спортивные залы и бассейны, кинотеатры, библиотеки, а также крупные продовольственные магазины, магазины непродовольственных товаров, предприятия общественного питания, связи и т.п. В жилом районе предусматривается сад с площадками для отдыха и спорта.
Жилой район площадью от 80 до 250 га представляет собой самостоятельно функционирующую градостроительную единицу. Показателем эффективности использования селитебной территории является так называемая плотность жилого фонда, или количество квадратных метров общей площади квартир, построенных на 1 га территории жилого района и микрорайона. Нормативы плотности жилого фонда устанавливаются строительными нормами в зависимости от этажности застройки и климатогеографических особенностей местности. В последнее время в градостроительстве намечается тенденция к повышению плотности жилого фонда. Если при пятиэтажной застройке на одного жителя приходится 27,3 кв. м территории микрорайона, то при девятиэтажной застройке - 21,6 кв. м.
8.2. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННЫХ
КРУПНЫХ ГОРОДОВ
Особенностью современных городов является создание крупных производственных зон многоотраслевого характера, где размещаются промышленные, коммунальные, транспортные и складские объекты.
Например, площадь московских промышленных зон колеблется от 40 до 850 га (с числом объектов от 9 до 180). Общий периметр всех промзон составляет около 500 км, из них на протяжении более 200 км зоны граничат с жилыми кварталами, 30 км - с Москвой-рекой, 50 км - с зелеными массивами, остальные 170 км - с техническими зонами, ЛЭП, крупными транспортными магистралями и производственными зонами.
Большинство промышленных предприятий Москвы относится к 4-му и 5-му классам вредности, однако имеется большое число объектов, весьма опасных в санитарном отношении: ТЭЦ, металлургические заводы с литейным производством, объекты нефтепереработки. Даже предприятия легкой промышленности, сравнительно безвредные еще 15-20 лет назад, становятся в последнее время источниками загрязнения окружающей среды.
Химизация производств, внедрение клеевых способов крепления деталей и др. сближают легкую промышленность с химической. Например, на обувных фабриках, располагаемых, как правило, в жилых районах, широко используются различные растворители, лаки, краски. Предприятия текстильной промышленности выбрасывают в воздух аммиак, хлор, различные кислоты и щелочи. Стройиндустрия, обязательная принадлежность любого города, загрязняет атмосферу пылью и углеводородами. Обслуживающая жителей «малая промышленность», например, фабрики-химчистки, загрязняют воздух перхлорэтиленом и различными органическими веществами.
Гигиеническая оценка экологической ситуации в Российской Федерации показала, что более 40% экосистем на территории страны характеризуются загрязненностью очень высокой, высокой и средней степени. Наиболее неблагоприятны регионы ЦентральноЕвропейский, Западно-Кольский, Поволжский, Прикаспийский, Уральский, Кузбасский, Южно-Байкальский и Амуро-Уссурийский. В этих регионах проживает около 54 млн человек, что составляет треть населения России.
Источниками загрязнения атмосферного воздуха городов в индустриальных странах являются автотранспорт, промышленные предприятия, тепловые электростанции. В результате сжигания на тепловых электростанциях угля и нефти в воздушный бассейн выбрасывается до 74% всей массы поступающего в атмосферу диоксида серы и около половины оксидов азота. Диоксид серы, поступающий в атмосферу, выпадает на землю с дождями. Большое количество пыли и вредных газов выделяется при различных технологических процессах (выпуск чугуна, стали, шлака из доменных и сталеплавильных печей, дробление и обжиг серного колчедана и т.д.).
Среди источников загрязнения воздушной среды крупных городов автотранспорт занимает ведущее место. В 150 российских городах автомобильные выбросы превалируют над промышленными (Москва - 88%, Санкт-Петербург - 71%, Томск - 79%, Краснодар - 76%).
Выхлопные газы автомобилей представляют собой смесь примерно 200 соединений. В них наряду с углеводородами (не полностью сгоревшие компоненты топлива), оксидами азота, оксидом углерода и диоксидом серы содержатся альдегиды, акролеин, формальдегид, а также гексен и пентен, сажа, смолистые вещества, ароматические углеводороды, в частности бенз(а)пирен. Весьма опасной составной частью выхлопных газов автомашин являются соединения органического свинца, образующиеся в результате добавления к бензину антидетонатора тетраэтилсвинца (ТЭС).
На полях дождевая вода просачивается в почву, а в городе стекает в ливневую канализацию и, следовательно, не отнимает тепло в результате испарения. В течение ночи отдача тепла в городе происходит медленнее, чем на открытой местности. Повышению температуры воздуха в городе способствует также тепло жилых домов, заводов, других зданий. Трубопроводы теплофикационной системы выделяют в окружающую среду до 15-20% тепла, проходящего по ним. Среднегодовая температура воздуха в городах в связи с этим выше, чем в малонаселенной местности, примерно на 1,5 °С. Число холодных и морозных дней в городе значительно меньше.
Высокие температуры воздуха в летние солнечные дни в городе могут вызвать неприятное ощущение дискомфорта, которое усиливается из-за тепла, излучаемого окружающими зданиями. Разница температуры воздуха в городе и окрестностях вызывает его циркуляцию, в результате которой более холодный воздух окрестностей проникает в город, смягчая ощущение духоты.
В городе часто возникают туманы, что объясняется загрязненностью атмосферы. Туман затрудняет работу аэропортов, расположенных вблизи крупных населенных пунктов: из года в год увеличивается число дней закрытия аэропортов. За последние 80 лет частота возникновения тумана в городах увеличилась в 2 раза. Более высокая температура воздуха в городе способствует образованию шаровидной облачности, что приводит к увеличению осадков. Количество дождей увеличивается от окраин города к его центру в зависимости от преобладающего направления ветра. Отмечается неблагоприятное влияние атмосферных выбросов на здания, способствующее разрушению бетонных конструкций, ускорению коррозии металлических покрытий и ограждений.
Загрязнение воздуха оказывает неблагоприятное эстетическое воздействие. Население жалуется на быстрое загрязнение стекол, мебели, гибель комнатных растений, неприятный запах воздуха, невозможность проветривания жилищ и т.д.
Для современного города актуальна проблема шума. Неуклонное усиление шума, особенно в больших городах, подтверждено результатами многочисленных исследований: отмечено, уровень шума с 1936 по 1954 г. возрос примерно на 50% и каждые последующие 20 лет он увеличивается на эту же величину.
Основным источником шума в городах является уличное движение, 6% приходится на производственные предприятия, 5% - на самолеты. Бытовые источники шума составляют менее 10%.
Шум влияет прежде всего на слуховой анализатор. Полная потеря слуха, как известно, является профессиональным заболеванием, связанным с участием в «шумных» технологических процессах. В последние годы у населения крупных городов отмечается снижение слуха, что, к сожалению, считается почти физиологическим явлением.
Орган слуха выполняет, кроме основной, еще и защитную функцию: филогенетически этот орган настроен на шумы, оповещающие об опасности. Сигнал тревоги в виде шума неизбежно приводит к резкой реакции организма. В результате повышается артериальное давление, увеличивается частота пульса и дыхания, напряженность мускулатуры, страдает выделительная функция пищеварительной системы. Сумма этих реакций расценивается как признак общей «оборонительной» реакции, что приводит к повышенной раздражительности, активным вегетативным реакциям, возникающим без участия сознания.
Уличный шум нарушает сон, снижает работоспособность, способствует развитию неврозов. Шум современного крупного города в значительной степени определяет состояние здоровья и работоспособности горожанина.
Материалы ВОЗ свидетельствуют, что в индустриальных странах каждый 4-й житель крупного города страдает нарушением сна и пользуется снотворными.
Широко известен социальный и экономический ущерб, наносимый «шумовым» загрязнением населению крупных городов. Шум по степени экологической значимости для населения занимает 2-е место после химического загрязнения окружающей среды. Около 30% населения городов относятся к категории лиц, обеспокоенных шумом, что подтверждает высокую эколого-гигиеническую значимость шума как фактора городской среды.
70% жителей примагистральных районов города предъявляют жалобы на шумовой дискомфорт, увеличиваются жалобы на ухудшение здоровья (боли в сердце, колебания артериального давления, нарушения сна, головные боли, снижение работоспособности, повышенную утомляемость). Это подтверждается объективными показателями здоровья населения в акустически напряженных районах. Заболеваемость гипертонической болезнью, ишемической болезнью, болезнями органов чувств и нервной системы превышает уровень заболеваемости у населения тихих районов и имеет прямую корреляционную связь указанных заболеваний с уровнем шума на территории жилой зоны.
За последние годы установлена зависимость эффективности труда с шумовой обстановкой в городе. У работников, занятых высокоточными работами, отмечаются быстрое утомление и увеличение числа ошибок в работе.
С увеличением пассажиропотоков, расширением транспортных магистралей, модернизацией автопарка шумовая обстановка в городах усложняется. Проблемы городского шума требуют комплексного решения с участием технологических, административных, медицинских служб города.
Электромагнитное загрязнение в крупных городах. Человечество живет в среде, пронизанной электромагнитными полями. Электромагнитное излучение имеет как природное, так и антропогенное происхождение.
Природные электромагнитные поля - это магнитное поле Земли и космическое излучение, которые воздействуют на нас постоянно.
Антропогенные ЭМП имеют повсеместное распространение в связи с внедрением новой техники, работающей в самых разных частотных диапазонах и режимах. Это приводит как к возрастанию уровня ЭМП, так и значительному росту облучаемого контингента населения. Особого внимания заслуживает значительное распространение телевизоров, компьютеров, увеличение воздушных линий электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, интенсивное расширение средств радиосвязи, радиовещания, РЛС, транспорта на электрической тяге, использование бытовой и офисной техники, включая сотовые телефоны.
Отмечаются особенности воздействия ЭМП. Оно может быть непрерывным или прерывистым, общим и местным, комбинированным от нескольких источников в сочетании с другими неблагоприятными факторами окружающей среды. При этом следует отметить, что опасны как электрическая, так и магнитная составляющая ЭМП.
В соответствии с международной классификацией антропогенные источники ЭМП делят на 2 группы:
• 1-я группа - источники, генерирующие крайне низкие и сверхнизкие частоты от 0 Гц до 3 кГц;
• 2-я группа - источники, генерирующие излучение в радиочастотном диапазоне от 3 кГц до 300 ГГц, включая микроволны (СВЧ-излучение) в диапазоне от 300 МГц до 300 ГГц.
К первой группе относятся все системы производства, передачи и распределения электроэнергии (воздушные линии электропередач, трансформаторные подстанции, электростанции, системы электропроводки, различные кабельные системы, домашняя и офисная техника), а также транспорт на электроприводе.
Вторая группа источников отличается большим разнообразием как по назначению, так и по режимам излучения. Основную массу составляют источники ЭМИ, имеющие целью передачу и получение информации, также сюда входит различное технологическое оборудование, использующее СВЧ-излучение, переменные и импульсные магнитные поля; медицинские терапевтические и диагностические установки, бытовое оборудование (СВЧ-печи), средства визуального отображения информации на электронно-лучевых трубках (мониторы ПК, телевизоры); сотовые телефоны.
Постоянными источниками ЭМП антропогенного происхождения являются также линии электропередач, имеющие воздушную проводку. Их протяженность в нашей стране составляет свыше 4,5 млн км. Напряженность ЭМП с частотой 50 Гц под линией зави-
сит от напряжения, нагрузки, высоты подвески, расстояния между проводами и других факторов.
Электрификация населенных мест и жилья способствует интенсивному распространению различных видов радиопередающих объектов, которые являются постоянными источниками электромагнитных полей.
Документ под названием «Санитарные правила и нормы защиты населения г. Москвы от электромагнитных полей радиопередающих объектов» устанавливает для населения предельно допустимой уровень ЭМИ в диапазоне 30-300 Мгц следующим образом: напряженность переменного электрического поля, создаваемого радиотехническими объектами, не должна превышать 2 В/м для жилых зданий любого вида, детских, образовательных учреждений и других помещений, предназначенных для круглосуточного пребывания людей.
Существует мнение, что каждый житель города, спускаясь в метро, подвергается неблагоприятному воздействию магнитного поля, так как подземные тоннели выложены кабелями, по которым проходит ток большой силы. С целью безопасности в метро все электрические кабели экранированы бронированной защитной оболочкой, а величина магнитных полей токоведущих рельсов невелика.
Излучателями электромагнитных полей являются также бытовые приборы, связанные с нагреванием (электрочайники, утюги, холодильники, телевизоры, плиты СВЧ, электроплиты), сотовые и радиотелефоны, компьютеры, электропроводка различного назначения.
Широкое распространение персональных компьютеров увеличивает зону распространения электромагнитных излучений в большом диапазоне на население.
Результаты обследований на рабочем месте пользователей ПК показали, что уровни ЭМП достаточно высоки, а распределение полей сложно и неравномерно. Опасными в этом смысле являются рабочие места вблизи боковых и задних стенок видеодисплейных терминалов.
В настоящее время в России получила широкое распространение сотовая связь. Сотовая связь состоит из сети базовых станций и ручных персональных радиотелефонов. Базовые станции расположены на расстоянии от 1 до 15 км друг от друга, образуя так называемые соты посредством радиорелейной связи.
За последнее время в средствах массовой информации появились сообщения об опасности для здоровья при пользовании сотовыми телефонами.
Сотовые телефоны работают в диапазоне электромагнитных волн 400-1800 МГц, которые воздействуют непосредственно на мозг. В научной литературе имеются сообщения о том, что у пользователей сотовых телефонов отмечаются жалобы на головные боли, расстройства сна. Достоверная связь между фактом использования сотового телефона и заболеваниями ЦНС пока не установлена.
Ученые выделяют 3 вида патологического воздействия сотового телефона на организм: термическое, канцерогенное и мутагенное. Термическое воздействие приводит к повышению температуры тканей головного мозга, что является фактором риска. Очень спорным является утверждение, что сотовый телефон может быть причиной образования опухолей мозга, хотя исследования на мышах этот факт подтверждают. В связи с быстрым распространением систем сотовой связи по всему земному шару даже небольшой процент риска возникновения рака за счет пользования сотовыми телефонами неблагоприятен для человека.
Эффект действия электромагнитного поля на организм еще окончательно не выяснен, особенно при длительном воздействии малоинтенсивных излучений. Известно, что действие электромагнитного поля зависит от степени поглощения и отражения, глубины проникновения, продолжительности и напряженности поля.
Россия была первой страной, где проводились исследования воздействия электромагнитных излучений на нервную систему. В 1966 г. в монографии профессора Ю. Холодова «Влияние электромагнитных и магнитных полей на центральную нервную систему» отмечалось неблагоприятное воздействие излучения на мозг. При этом отмечалось ослабление памяти, психофизиологических реакций человека, ухудшение условно-рефлекторной деятельности. Многочисленными исследованиями были выявлены изменения биоэлектрической активности мозга. Отмечено, что параметры электромагнитных полей ультранизкого диапазона соответствуют физиологическим ритмам человека (сердечным, мозговым, частоте дыхания) и, следовательно, обладают высокой биологической активностью за счет взаимодействия собственно энергетических полей человека с техногенными. Происходит разрушение биоэнергетической оболочки клеток, изменение их биохимического статуса, нарушение гемостаза, ослабление иммунных функций организма.
Кроме нервной системы, к действию ЭМИ также весьма чувствительны эндокринная, иммунная и половая системы. Периодические воздействия ЭМИ могут привести к стойким изменениям гормональ-
ного статуса. В последние годы установлено развитие процессов аутоиммунитета при воздействии ЭМИ, когда в облученном организме образуются антитела, обладающие повреждающим действием как на клетки организма, так и на развитие плода. Имеется информация об отрицательном воздействии ЭМИ на генетические структуры.
Клинические наблюдения подтверждают усиление вредного влияния ЭМП на ослабленный организм, особенно на людей, имеющих хронические соматические и аллергические заболевания, на детей раннего возраста и беременных.
Медико-биологические исследования последних лет позволяют сделать вывод, что воздействия ЭМИ являются потенциально более опасными для населения, чем ионизирующее излучение, по следующим причинам:
• ЭМИ воздействуют практически на все население и его уровень непрерывно растет;
• недостаточно изучен механизм биологического действия ЭМИ;
• защитные и профилактические мероприятия в связи с действием ЭМП недостаточно разработаны, население не знает о характере воздействия ЭМИ и недооценивает его опасность.
Это позволяет говорить о возникновении нового и специфического вида воздействия на организм, что требует разработки профилактических мероприятий по защите населения от неблагоприятного влияния «полевого фактора».
Масштабы электромагнитного загрязнения среды за последние годы стали настолько значительными, что ВОЗ включила эту проблему в число наиболее актуальных для человечества. На основании обобщения экспериментальных и гигиенических исследований были разработаны предельно допустимые уровни электромагнитных излучений различных диапазонов в условиях населенных мест и правил защиты населения от их воздействий.
8.3. ОСОБЕННОСТИ ПЛАНИРОВКИ
СЕЛЬСКИХ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ
Урбанизация как мировой исторический процесс определила глубокие структурные преобразования не только городов, но и сельских районов. Это касается в первую очередь жилищного строительства, технической оснащенности, распространения городского образа жизни.
Новая деревня имеет благоустроенное жилье, хозяйственные постройки, электростанции, школы, учреждения культурного назначения.
Благоустройство села должно осуществляться в соответствии с требованиями гигиенической науки. Планировка и застройка сельских населенных пунктов определяются природными условиями, спецификой труда в сельском хозяйстве, работой на приусадебных участках и др.
Наиболее целесообразен компактный тип планировки села с выраженным делением на жилые кварталы с несколькими параллельными и перпендикулярными улицами. Линейное расположение зданий вдоль транспортной магистрали менее желательно.
Планировка сельского населенного пункта должна предусматривать разделение его территории на 2 зоны - хозяйственно-производственную и жилую. Выделяется общественный центр, где размещаются административные и культурные учреждения.
Рациональная планировка населенных пунктов способствует защите населения от шума, пыли, газов, связанных с передвижением механизированного транспорта, работой ремонтных мастерских, складских помещений.
В производственной зоне, где располагаются животноводческие постройки, птицефермы и навозохранилища, могут образоваться места выплода мух и грызунов. Возможно заражение почвы яйцами гельминтов и возбудителями опасных для людей зоонозов.
Производственные объекты размещают с подветренной стороны по отношению к жилым кварталам и ниже по рельефу. Между ними располагаются озелененные незастроенные участки - санитарнозащитные зоны шириной от 150 до 300 м.
Жилая зона, включающая в себя усадьбы сельских жителей, общественные центры, культурно-бытовые, детские, медицинские учреждения, должна располагаться на наиболее благоприятной территории. Планировка ее существенно отличается от планировки городского жилого района. Каждый сельский двор имеет приусадебный участок площадью не менее 0,25 га. В результате плотность застройки составляет 5-6%, а заселенность - не более 20-25 человек на 1 га.
Первичным элементом жилой зоны является сельская усадьба, от планировки и санитарного состояния которой в итоге зависят гигиеническое благополучие всего населенного пункта и здоровье сельских жителей. Непременным условием гигиенического благополучия сельского населенного пункта является рациональная организация водо-
снабжения и удаления нечистот и навоза. В настоящее время почти во всех крупных сельских поселках имеются водопроводные сооружения, в мелких пока существует децентрализованное водоснабжение. Там, где используются шахтные колодцы, важно соблюдать санитарные требования, предъявляемые к источникам местного водоснабжения.
8.4. СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ ГОРОДСКОГО И СЕЛЬСКОГО НАСЕЛЕНИЯ
Различия между городскими и сельскими жителями в образе жизни, двигательной активности, питания и труде сказываются на состоянии здоровья. На человека в большом городе воздействует сложная система социальных и экологических факторов, формирующих все возрастающий темп жизни. Это не может отразиться на психике городского жителя, причем такое влияние на переселившихся в город сельских жителей значительно более ощутимо. Горожанин постоянно ощущает нехватку времени при увеличении информационной нагрузки. Современный большой город с бетоном, железом, асфальтом, загрязненным воздухом и шумом не всегда предоставляет своим жителям условия для полноценного отдыха.
Практика показывает, что наиболее существенную роль в перспективном преобразовании городской среды и оздоровлении условий жизни играет система общегосударственных мероприятий, направленных на улучшение размещения производительных сил, сдерживание роста крупных городов, защиту атмосферного воздуха, водоемов и почвы от загрязнения. Для современного крупного города характерны не только перенаселенность, большая плотность расселения жителей, но и старение населения.
Заболеваемость в различных возрастных группах в крупных городах значительно выше, чем в аналогичных в сельской местности. Так, ринофарингитами горожане болеют в 2,8-12, фарингитами - в 3,1-9,1, ларингитами и трахеитами - в 1,2-6,9, бронхитами - в 2,6 раза чаще, чем сельские жители.
Наиболее высокой чувствительностью к токсическим воздействиям денатурированного воздуха, загрязненных воды, почвы и пищевых продуктов обладают дети раннего возраста, люди пожилого возраста и лица, ослабленные перенесенными заболеваниями различной этиологии.
Статистические данные свидетельствуют о том, что у жителей современных городов бронхиальная астма возникает в 2 раза чаще, чем у тех, кто живет в сельской местности, а у жителей многоэтажных домов - в 2 раза чаще, чем у тех, кто живет в городской черте, но в районах индивидуальной застройки, где плотность населения значительно ниже. Аналогичные данные приводятся и по другим заболеваниям. Социологические и токсикологические исследования дают основания утверждать, что заболеваемость городского населения является прямым следствием отрицательных воздействий антропогенных факторов окружающей среды. Показано, что изменения микроэлементного состава жидкостей и биосубстратов в теле городского человека начинаются раньше, чем в окружающей среде достигается критический уровень токсиканта.
Увеличение числа заболеваний легких и снижение дыхательных функций в детском возрасте в результате загрязнения атмосферного воздуха приводят к тому, что жители городов составляют группы «высокого риска» в отношении легочной патологии. Во время токсичных туманов больные с легочной или сердечно-сосудистой патологией оказывались первыми жертвами. В некоторых городах США зарегистрированы «эпидемические» заболевания бронхиальной астмой населения в связи с интенсивным загрязнением атмосферного воздуха.
Отмечается прямая зависимость между уровнем загрязнения окружающей среды и увеличением частоты возникновения болезней органов дыхания, пищеварения, кожи, эндокринных и аллергических заболеваний, возрастанием числа осложнений беременности, врожденной патологии, нарушений репродуктивной сферы.
Количество дополнительных случаев смерти в год в российских городах за счет неблагоприятной экологии составляет 2-4% от общей смертности. В Москве этот вклад увеличивается до 7%, а в наиболее загрязненных городах страны может достигать 12%. В среднем число недожитых лет за счет загрязнения только атмосферного воздуха может составлять от 1,8 года до 4 лет.
Окружающая среда влияет не только на распространенность, но и на тяжесть течения, а также на средний возраст развития таких распространенных форм патологии, как гипертоническая болезнь, сахарный диабет, бронхиальная астма, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки. В ряде случаев показатель тяжести течения заболеваний может быть более чувствительным к неблагоприятному воздействию окружающей среды, чем показатель распространенности болезней.
Урбанизация определяет характер и ряда других заболеваний. Она ведет к возрастанию (в 1,5-2 раза) числа психозов, неврозов, расстройств личности, сосудистых поражений головного мозга. С условиями жизни в городах связаны и особенности распространения инфекционных заболеваний. Установлена зависимость масштабов вспышек гриппа в России от частоты внутригородских контактов населения и в какой-то мере от размеров города. В крупных городах особую опасность приобретает туберкулезная инфекция.
8.5. ОСНОВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОЗДОРОВЛЕНИЮ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В ГОРОДЕ И СЕЛЕ
На оздоровление условий жизни в крупных городах направлены планировочные, технические, санитарно-технические и организационные мероприятия.
Планировочные мероприятия имеют исключительно важное значение, поскольку рациональное размещение промышленных и бытовых предприятий по отношению к жилой (селитебной) зоне с соблюдением размеров санитарно-защитной зоны способствует ограничению влияния вредных выбросов на здоровье населения. Рациональная планировка современных городов может в значительной степени обеспечить их санитарное благополучие даже при еще недостаточной технической очистке выбросов.
Технические и санитарно-технические мероприятия, направленные на улавливание, очистку и переработку загрязняющих веществ, играют исключительно важную роль в оздоровлении окружающей среды. Ведущее место занимают внедрение прогрессивных технологий, утилизация и возвращение в производство значительного количества ценных продуктов, сырья и материалов. Внедрение прогрессивной технологии обеспечивает создание безотходного или малоотходного производства, при котором резко уменьшается количество выбросов и стоков.
Во многих отраслях народного хозяйства внедрена технология производства по замкнутому циклу, при которой все образующиеся отходы полностью перерабатываются или используются на последующих стадиях.
Организационные мероприятия основываются на санитарном законодательстве и предусматривают прежде всего государственный
санитарно-эпидемиологический надзор и контроль за охраной окружающей среды.
Большое значение имеет проведение лабораторного контроля за состоянием атмосферного воздуха городов, а именно: определение на стационарных точках диффузного загрязнения атмосферного воздуха, зональное распространение выбросов.
Создание комфортных условий жизни в городах возможно только путем совместного решения проблем с привлечением санитарногигиенических, административных, технических и законодательных мер воздействия. В настоящее время сформулировано понятие «комфортная жилая среда», т.е. такая среда, в которой человек сохраняет свое здоровье, чувствует себя психически уравновешенным, находится в безопасных условиях жизни, все физиологические системы организма функционируют нормально, при этом создаются условия для осуществления здорового образа жизни.
8.6. ГИГИЕНА ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ
Хорошее жилье - естественная потребность человека. Это материальная предпосылка, обеспечивающая человеку благоприятную среду обитания, которая способствует сохранению его здоровья, активному участию в производственной и общественной деятельности.
В зону обитания человека в современном городе входит собственно жилье, объекты культурно-бытового обслуживания (магазины, аптеки, поликлиники, кинотеатры, предприятия бытового обслуживания), постоянные пути следования населения от места жительства на работу и обратно, а также внутригородские перемещения различного назначения. Как правило, миграционные пути более значительны у молодежи и ограничены у детей и лиц старшего возраста.
Взаимозависимость внутрижилищной и внутригородской среды определяет необходимость рассматривать систему «человек - жилая ячейка - здание, микрорайон, жилой район города» в едином комплексе.
Городская среда должна создавать благоприятные условия для жизнедеятельности человека, что достигается различными архитектурно-планировочными приемами, техническим оборудованием и социально-бытовой организацией жилья.
Качество среды жилых зданий регламентируется строительными нормами и правилами и рядом санитарно-гигиенических нормативов для отдельных факторов окружающей среды.
Существует несколько типов домов: одноквартирные одноэтажные, одноквартирные двухэтажные (коттеджи), многоквартирные малоэтажные, многоэтажные, высотные. Наиболее привлекательны с гигиенической точки зрения одноэтажные или двухэтажные дома, рассчитанные на одну семью. Такая застройка обеспечивает хорошую инсоляцию и воздухообмен, благоприятный микроклимат, возможность пользования садом-огородом, отдыхом на открытом воздухе, но требует значительных средств на устройство дорог, прокладку сетей водопровода, канализации, энерго- и газоснабжения.
Коттеджи наиболее распространены в зарубежном строительстве. Просторный холл на первом этаже и внутренняя лестница позволяют рационально разместить помещения. На первом этаже обычно расположены столовая, гостиная, кухня, на втором - спальни и детские комнаты. Благодаря этим преимуществам коттеджное строительство пользуется заслуженным вниманием и в России.
Многоквартирные малоэтажные дома (2-3 этажа) наиболее часто строят в небольших городах и поселках городского типа. Плотность заселения небольшая - 300-350 человек на 1 га. На каждой лестничной площадке размещают по 2 квартиры, что обеспечивает двустороннюю ориентацию квартир по странам света и возможность сквозного проветривания. Однако такая застройка влечет за собой неэкономное использование городских земель и удорожает санитарно-техническое оснащенность зданий.
В большинстве городов России возводятся 4-5-этажные дома, но с 1962-1963 гг. в крупных городах началось массовое строительство домов повышенной этажности (9-16 этажей) из крупнопанельных конструкций и готовых элементов заводского изготовления. Это обусловлено экономическими соображениями: снижением затрат на инженерную подготовку территории, прокладку подземных коммуникаций, рациональным использованием земли, которой становится все меньше вблизи больших городов. В домах повышенной этажности необходимы пассажирские и грузовые лифты и мусоропроводы.
Вместе с тем сооружение домов повышенной этажности влечет за собой увеличение плотности застройки на 20-30% по сравнению с плотностью застройки 5-этажными домами, что увеличивает нагрузку на предприятия культурно-бытового назначения, детские учреждения, школы, лечебно-профилактические учреждения, ухудшает озеленение внутриквартальных территорий.
Все большее распространение получают высотные дома в 24-30 этажей, в том числе дома с квартирами люкс с просторными холлами, большими комнатами на 2 уровнях, лоджиями и балконами. По экономическим соображениям эти дома строятся с многоквартирными секциями, на каждую лестничную площадку выходят 4 квартиры и более. В зависимости от конфигурации домов возводят рядовые, торцовые и угловые секции. Многоэтажные и высотные дома создают сложные архитектурно-планировочные и санитарно-строительные задачи в смысле создания благоприятного химического и бактериологического состава воздушной среды, микроклимата, системы горячего водоснабжения, вертикального транспорта, удаления бытовых отходов.
Скоростные лифты в домах секционного типа создают вертикальные воздушные потоки (поршневой эффект). Холодный воздух с первых этажей по мере нагревания поднимается кверху, от этажа к этажу загрязняясь микроорганизмами, пылью, влагой и газообразными антропотоксинами. Воздух верхних этажей более загрязнен, чем нижних, особенно в зимнее время года и межсезонье, что способствует распространению воздушных инфекций. Это требует организации эффективной вентиляции в высотных домах.
За последние годы в городах появились дома башенного и гостиничного типа, выполненные из бетона с ленточным остеклением, т.е. широкими окнами, занимающими все пространство фасадной панели дома. Такие дома имеют секции на 5-6 квартир, часто односторонней планировки, что создает дискомфортный микроклимат и недостаточное проветривание. В домах гостиничного типа имеется коридорная застройка с жилыми секциями на 6-8 квартир, которые предназначены для одиноких и малосемейных граждан. На нижних этажах таких домов располагаются торговые предприятия, рестораны, учреждения бытового обслуживания.
Жилая секция объединяет группу квартир на одной лестничной клетке. Правильное расположение квартир в типовой секции должно обеспечивать сквозное или угловое проветривание помещений.
Для обеспечения хороших условий инсоляции помещений дома строят с учетом широтной и меридиональной ориентации. При широтной ориентации один из фасадов дома выходит на неблагоприятную сторону горизонта для инсоляции, поэтому однокомнатные квартиры нецелесообразны. При меридиональной ориентации часть комнат в многокомнатной квартире будет иметь благоприятную инсоляцию.
Дома коридорного типа имеют в квартирах минимальный набор вспомогательных помещений и, как правило, неблагоприятные условия для сквозного проветривания. Квартиры располагаются вдоль 2 противоположных фасадов зданий. Чаще всего такие дома предназначены для бездетных семей и одиноких граждан.
Лестничная клетка является не только элементом связи этажей, но и резервуаром воздуха для жилой секции, поэтому она должна иметь системы отопления и вентиляции. Лестницы в многоэтажных домах должны быть пологими при учете обычной длины шага взрослого человека.
До последнего времени активно используются общежития - жилые помещения для одиноких граждан, не имеющих домашнего хозяйства, предназначенные для временного проживания на определенный период жизни. Общежитие состоит из большого количества отдельных жилых комнат, объединенных общим коридором в блоки. Каждая комната рассчитана на проживание 2-3 человек, и лишь в комнатах, предназначенных для кратковременного проживания, возможно размещение 4 человек.
Жилые комнаты в общежитии не должны быть проходными. Они имеют выход непосредственно или через шлюз-переднюю в коридор. В шлюзах оборудуются шкафы для хранения домашней одежды, белья, обуви, а также вешалки для верхней одежды. В блоке, в соответствии с санитарными требованиями, кроме жилых комнат размещаются санитарный узел (туалет, душевая, умывальник), кухня, комната для занятий и комната отдыха.
В общежитии имеются также помещения для культурно-бытового и медицинского обслуживания. Состав и площадь помещений, обеспечивающих благоприятные условия проживания, определяются санитарными нормативами.
Гигиенические требования к жилищу касаются создания:
• благоприятных пространственных параметров квартиры (размер жилой площади на 1 человека, высота помещений, подсобные помещения, приквартирные открытые помещения);
• оптимального микроклимата с учетом сезонов года и климатических районов страны;
• достаточного естественного и искусственного освещения, включая инсоляцию помещений;
• благоприятного состояния воздушной среды в помещении по количественным и качественным параметрам (величина воздуш-
ного куба на 1 человека, содержание в воздухе антропотоксинов и токсичных веществ, микроорганизмов, пыли);
• благоприятных условий для занятий умственным трудом, отдыха и сна людей с низким шумовым фоном от городского транспорта, незначительного уличного и квартирного шума;
• комфортных условий для выполнения хозяйственно-бытовых функций семьи и воспитания детей;
Основным элементом жилища является жилая ячейка, или квартира, которая рассматривается либо как автономная единица (индивидуальный одноквартирный дом), либо как элемент жилого дома, и предназначается для 1 семьи.
В состав квартиры входят помещения 3 назначений: жилые (спальни, общая комната, кабинет), подсобные (передняя-холл, кухня, ванная-душевая, туалет, кладовые), открытые (лоджии, балконы, веранды). Такая планировка квартиры создает правильное гигиеническое содержание помещений.
Особое значение имеют спальни, так как в них люди проводят треть суток. Для детей спальни являются местом отдыха и занятий, поэтому они не должны проектироваться проходными; эти комнаты ориентируют на южные румбы.
Общая комната является местом сбора всех членов семьи, может быть проходной и ориентирована на любой румб. Кабинет должен быть изолирован, желательно расположен вблизи передней, ориентация по странам света не имеет существенного значения.
Из вспомогательных помещений наибольшее функциональное значение имеет кухня, возможна ее ориентация на северные румбы. Важна изоляция кухни от жилых комнат, особенно в газифицированных квартирах. Ее размеры определяются минимальным набором кухонного оборудования и мебели и пространством, необходимым для пользования плитой, свободного перемещения людей. Минимальный размер кухни с газовой плитой должен составлять около 7 м2. В случае использования кухни в качестве столовой ее размер должен увеличиваться до 12 м2.
В этих случаях при высоте потолка 2,5-2,7 м воздушный куб позволяет обеспечить удовлетворительный воздухообмен и снизить загрязненность воздуха продуктами горения газа и кухонными запахами.
Передняя является своеобразным воздушным буфером между холодной лестничной площадкой и теплой квартирой. В данном
помещении хранится верхняя одежда и обувь, в ней размещаются встроенные шкафы и антресоли, поэтому просторная передняя освобождает жилые комнаты от хранения сезонной одежды и обуви. Размер передней не должен быть менее 4,5-6 м2. В домах последних серий размеры передней увеличивают до 12-15 м2, превращая ее в холл, что гигиенически оправдано.
Ванная комната является обязательной принадлежностью современной квартиры. В состав оборудования входят ванна, умывальник, полотенцесушитель, в квартирах улучшенной планировки имеются биде и стиральная машина-автомат с сушителем для белья. Площадь ванной комнаты определяется размером и набором оборудования. Ванна обычного типа занимает площадь 1 м2, укороченная или сидячая ванна - 0,3-0,6 м2. Площадь ванной комнаты зависит от вида водоподогрева. При горячем водоснабжении она может быть меньше, чем при подогреве воды газовой колонкой, поэтому площадь ванной комнаты составляет от 2,5 до 12 м2.
Туалеты оборудованы унитазом, в домах улучшенной планировки в них размещены умывальник и биде. Минимальная площадь туалета не превышает 1,5 м2.
Для хранения сезонных вещей и предметов домашнего обихода отводятся кладовые в виде отдельных помещений (чуланов), встроенных шкафов и антресолей. Они освобождают жилые комнаты от временно ненужных вещей и одежды. Площадь таких помещений может колебаться от 1,5 до 6 м2.
Важное эстетическое и оздоровительное значение имеют открытые помещения - балконы, лоджии, веранды. Летом их микроклимат более благоприятен, чем микроклимат смежных с ними жилых помещений. Систематическое пользование открытыми помещениями благоприятно сказывается на самочувствии людей, особенно пожилых и детей.
Балконы и лоджии лучше устраивать по периметру общих комнат, особенно южной ориентации, так как они защищают жилые комнаты от перегрева. Остекление лоджий при южной ориентации ухудшает микроклимат, дает тепличный эффект. В северных широтах лоджии ухудшают естественную освещенность квартир, особенно при остеклении.
Озеленение балконов и лоджий, создание своеобразного зеленого оазиса положительно влияют на самочувствие людей.
Гигиеническая оценка квартиры включает не только набор помещений, но и учет планировки, условий аэрации, проветривания, организации отопления и естественной освещенности.
Планировка квартиры может быть односторонней и двусторонней. С гигиенической точки зрения наиболее благоприятна двусторонняя планировка, когда помещения располагаются с противоположных сторон дома на фасадной и дворовой части. При этом обеспечивается сквозное проветривание, что снижает концентрацию в воздухе квартиры двуокиси углерода, антропотоксинов, пыли и микроорганизмов в 3-5 раз. Подвижность воздуха при этом составляет 0,3-0,5 м/с против 0,05-0,1 м/с в квартирах односторонней планировки.
С 1960-х гг. началось интенсивное жилищное строительство домов с малометражными квартирами. Такие дома строились индустриальным методом из типовых железобетонных элементов в 5, 7, 9 этажей. Главная задача такого строительства заключалось в быстром расселении людей из коммунальных квартир, предоставлении каждой семье отдельной квартиры. В этот период появились малые кухни, совмещенные санитарные узлы, укороченные ванны, низкие потолки, альковы в жилых комнатах. Появились квартиры типа «студия», т.е. одно просторное помещение, где без перегородок и дверей размещаются передняя, жилая комната, кухня. Отдельное помещение имеет санитарный узел.
Состояние воздушной среды жилых помещений. Жилище - сложная система природной и искусственно созданной среды, где сочетаются воздействия на человека факторов физической, химической и биологической природы. К факторам физической природы относятся микроклимат, инсоляция и освещенность, излучения, шум, вибрация техногенного происхождения.
Химические факторы включают экзогенные загрязнители атмосферного воздуха и загрязнители эндогенного происхождения, к которым относятся антропотоксины, а также продукты сгорания бытового газа, полимерные загрязнители, аэрозоли синтетических моющих средств и препаратов бытовой химии, табачный и кухонный дым.
К биологическим факторам относится бактериальное загрязнение воздуха, которое формируется как пылебактериальная взвесь.
В конечном итоге газовый состав воздуха жилых помещений определяется газовым составом приточного атмосферного воздуха и веществами-загрязнителями, выделяющимися внутри помещений. Вклад атмосферного воздуха в суммарную химическую нагрузку составляет 20-36%.
Показателем чистоты воздуха закрытых помещений считается углекислый газ, так как его содержание отражает химический состав
и физические свойства воздушной среды. Оптимальное содержание углекислого газа в воздухе помещений составляет 0,1%. Вместе с тем малые концентрации углекислого газа не всегда свидетельствует о чистоте воздуха. Они могут оставаться низкими при значительном загрязнении воздуха пылью, бактериями и вредными химическими веществами, выделяющимися из синтетических отделочных материалов. Для комплексной оценки загрязнения воздуха в помещении, кроме определения содержания углекислого газа, используют интегральный показатель по органическим соединениям воздуха - окисляемость воздуха, а также учитывается ПДК химических веществ различного происхождения.
Наиболее важным элементом санитарного благоустройства жилища является воздушный куб, т.е. объем воздуха на 1 человека. В основу расчета этой величины принята ПДК углекислоты в воздухе помещений, равная 1%о (0,1%). Человек в состоянии покоя в час выделяет 22,6 л углекислоты, для поддержания допустимого уровня углекислоты в воздухе необходимо подавать в час на 1 человека 37,7 м3 воздуха, что диктуется гигиеническими соображениями. Большая насыщенность современных жилищ полимерными материалами, являющимися источниками токсического загрязнения воздуха, заставляет увеличивать объем воздуха на 1 человека до 60 м3/ч, иногда до 200 м3.
Величина воздушного куба определяется площадью и высотой помещения. Нельзя компенсировать снижение высоты помещения увеличением площади. Это положение подтверждается расчетами минимальной высоты помещения для стандартного человека (рост - 1,7 м), толщина слоя «испорченного» воздуха, застаивающегося под потолком и плохо удаляемого из помещения, равна 0,75 м. Для улучшения условий аэрации в помещении между головой человека и слоем «испорченного воздуха» необходима прослойка величиной 0,3-0,5 м. Сумма этих показателей составит высоту помещения: 1,7 + 0,75 + (0,3 - 0,5) = 2,75 - 2,95 м.
В настоящее время нормативы высоты помещения различны, определяются типом жилья, климатическими условиями и колеблются от 2,6 до 3,5 м. За последние годы неуклонно повышаются нормативы высоты помещения на человека до 3,5 м.
Благоприятный микроклимат обеспечивается также санитарнотехническими средствами: отоплением и вентиляцией.
Микроклимат жилища оценивается по температурному режиму, т.е перепадам температуры по горизонтали и вертикали помещения,
которые не должны превышать 2 °С на 1 м высоты и 2 °С от окна к противоположной стороне. Перепады температуры комнатного воздуха и температуры внутренней стены не должны превышать 2-3 °С во избежание радиационного охлаждения человека от стен помещения. Нормативы температуры воздуха помещения определяются климатическими условиями и составляют 20-23 °С для холодного, 20-22 °С - для умеренного и 23-25 °С - для жаркого климата. Относительная влажность воздуха составляет 40-60%, ее увеличение до 80% говорит о плохой гидроизоляции строительных материалов и сырости в помещении. Для комфортного теплоощущения подвижность воздуха не должна превышать 0,1-0,25 м/с.
Поддержание нормального микроклимата жилища в холодное время года обеспечивается отоплением, включающим генератор тепла, теплопроводы и нагревательные приборы. Существует местное и центральное отопление.
Местное отопление дровами, газом, углем менее экономично и гигиенически не оправдано из-за неравномерности температуры и загрязненности воздуха помещения.
Центральные системы отопления этих недостатков не имеют. В жилых помещениях используется водяное отопление низкого давления, оно обеспечивает равномерное нагревание воздуха конвективным путем при температуре радиаторов не выше 70 °С. Как правило, радиаторы устанавливаются в приоконной зоне, что способствует усилению конвекционных потоков воздуха, хорошо перемещающихся в объеме помещения.
Примером радиационного отопления является так называемое панельное отопление, когда нагревательным прибором является панель (стена), потолок или пол помещения. При такой системе отопления преобладает теплоотдача излучением, в помещении уменьшается отрицательное радиационное охлаждение от наружных стен помещения.
Наиболее благоприятные физиологические реакции и теплоощущения у людей наблюдаются при температуре стенных панелей 40-45 °С, потолка - 28-30 °С, пола - 25-27 °С; при этом температура воздуха в помещении может быть снижена до 17,5 °С. В таком помещении при открытой форточке можно чувствовать себя комфортно даже в прохладное время года.
Важную роль в создании благоприятных условий воздухообмена играет вентиляция жилых помещений. Правильно организованная вентиляция является важным элементом борьбы с сыростью поме-
щений, способствует созданию благоприятной воздушной среды, препятствует распространению возбудителей воздушно-капельных инфекций. Естественная вентиляция осуществляется за счет разницы температуры воздуха внутри и вне помещения и за счет так называемого ветрового напора, т.е. давления ветра на наружные стены здания. Инфильтрация воздуха происходит через поры строительного материала и неплотности здания, при этом кратность воздухообмена составляет 1-1,5 в час. Сквозное проветривание обеспечивает более интенсивный воздухообмен.
В современных квартирах осуществляется комбинированная система вентиляции, т.е. в кухонно-санитарном блоке организована искусственная вытяжная вентиляция, а в жилых комнатах - приточная. При таком распределении воздушных потоков в квартире преобладает вытяжка воздуха из туалета, ванной комнаты, кухни при поступлении наружного воздуха через форточку в жилые комнаты, что обеспечивает эффективный воздухообмен и благоприятный состав воздушной среды.
Недостаточная вентиляция в газифицированных квартирах приводит к накоплению токсичных продуктов горения газа (оксид углерода, сернистый газ, канцерогенные вещества и др.) в воздухе, повышению температуры и влажности воздуха, увеличению содержания тяжелых ионов. В связи с этим большое значение имеет замена газовых горелок открытого типа на беспламенные керамические горелки или газовых плит - на электрические.
При гигиенической оценке квартиры учитывается естественная освещенность, которая определяется ориентацией здания по сторонам света, этажностью, степенью затемненности здания, размерами и конфигурацией окон, плотностью застройки квартала. Учитывается оформление фасада, наличие лоджий, балконов, загрязненность стекол и др.
Естественная освещенность осуществляется прямым, рассеянным и отраженным солнечным светом. В большинстве домов естественную освещенность обеспечивают фасадные окна (боковая освещенность); за последние годы появились квартиры мансардного типа с верхним освещением через световые фонари и верхние проемы.
Наибольшее гигиеническое значение имеет инсоляция, т.е. освещение помещения солнечными лучами, что оказывает оздоровляющее влияние на организм и бактерицидное действие на микрофлору. Санитарными нормами определяется инсоляция по трем типам инсоляционного режима в зависимости от ориентации помещения
по сторонам света, времени инсоляции в часах, процента инсолируемой площади пола, нагревания помещения в килокалориях на квадратный метр в час.
При широтной ориентации дома нормативная продолжительность инсоляции должна соблюдаться хотя бы в одной из жилых комнат квартиры двусторонней планировки. При меридиональной ориентации здания обеспечивается инсоляция всех жилых помещений.
Искусственное освещение в жилищах обеспечивают общая и комбинированная (при наличии местной) системы освещения, что создает достаточность и равномерность освещения, а также отсутствие блескости и слепящего действия.
8.7. ГИГИЕНА ПОЧВЫ И САНИТАРНАЯ ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ
Почва, особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе, состоит из горизонтов, возникающих в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным воздействием воды, воздуха и организмов.
Почва является одним из естественных элементов окружающей среды и одновременно среды обитания человека и животных. Располагаясь на границе атмосферы и литосферы, почва испытывает наибольшие воздействия и является наиболее благоприятным для жизни слоем грунта, частью живой оболочки Земли - биосферы. Проводя земляные и сельскохозяйственные работы, человек постоянно подвергается воздействию почвенных факторов, которые в зависимости от условий могут различно влиять на состояние его здоровья.
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. В почве живут и гибнут патогенные бактерии, вирусы, простейшие и яйца гельминтов. Она является одним из основных путей передачи ряда инфекционных и неинфекционных заболеваний, гельминтозов. Почва может прямо или опосредованно оказывать токсическое, канцерогенное, мутагенное воздействие на организм человека. Недостаток или избыток микроэлементов в почве вызывает эндемические заболевания. С почвой
тесно связаны количество и качество продуктов растительного и животного происхождения, т.е. питание человека и животных. Почва существенно влияет на климат местности.
Опасность загрязнения почв определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и прямо или опосредованно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы самоочищения.
Гигиеническое значение состава и свойств почвы. Почва состоит из материнской породы (минеральные соединения), мертвого органического вещества; гумуса (перегноя); живых организмов; воздуха и воды.
Нижний слой почвы - материнская порода состоит в основном из глины, песка, извести, включающих соли кальция, магния, алюминия и другие макро- и микроэлементы. Минералогический и химический состав почвы определяет первоначальное содержание в ней элементов питания для растений и, в итоге, характер почвенного биоценоза и влияния почвы на организм человека.
Подпочва, второй слой почвы, содержит неорганические соединения, которые образовались в результате разложения органических веществ.
В верхнем (пахотном) слое почвы происходит основной круговорот органических веществ. Бактерии, плесневые грибы, актиномицеты, одноклеточные растения и животные и т.п. участвуют в процессе образования почвы. Весь органический материал из различных трофических уровней утилизируется и распадается здесь сначала до гумуса, а затем до неорганических соединений.
Гумус состоит из лигнина, клетчатки, протеиновых комплексов и других органических соединений. Гуминовые кислоты, которые входят в состав гумуса, представляют собой высокомолекулярные соединения, образовавшиеся из продуктов распада лигнина, клетчатки, белков, жиров и углеводов. Гумус способствует сохранению воды в почве, поддерживает ее в рыхлом состоянии и определяет основное свойство почвы - плодородие.
Влияние почвы на здоровье населения. Микроэлементозы. Химический состав почвы весьма сложен, в ней есть минеральные (неорганические) и органические вещества. Минеральные соединения (90-99%) включают соли кремния, кальция, магния, алюминия и др. В основном это песок, глина, известь и ил. Значительное место в минеральном составе почвы занимают при-
родные глины (алюмосиликаты), способные к ионному обмену. Благодаря этому из почвенного раствора могут поглощаться ионы некоторых металлов, а также катионы органических оснований, в том числе такие, как диэтиламин, триэтиламин, гидразин, анилин, ксилидин.
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.
Все живые существа на 99% состоят из 12 наиболее распространенных химических веществ, входящих в число первых 20 элементов Периодической системы Д.И. Менделеева. Это основные, или структурные, элементы, присутствие которых в живой материи связано в первую очередь с их значительным содержанием в биосфере. Из 92 встречающихся в природе элементов 81 обнаружен в организме человека (схема 8.1).
Схема 8.1. Место микроэлементов (обведены жирной чертой) в Периодической системе Д.И. Менделеева. Буквой М обозначены микроэлементы, избыток или недостаток которых имеет практическое значение для здоровья человека (Микроэлементозы человека, 1991)
Девять микроэлементов (железо, йод, медь, хром, кобальт, молибден, марганец, цинк, селен) являются эссенциальными (жизненно необходимыми). При их недостатке возникают функциональные нарушения, устраняемые путем введения в организм этих веществ.
К условно-эссенциальным микроэлементам относят фтор, никель, ванадий, мышьяк, кремний, литий, бор, бром.
В группу токсичных микроэлементов входят алюминий, кадмий, свинец, ртуть, бериллий, барий, висмут, таллий и др. (см. также гл. 6 и 7).
Следует отметить, что потребность - свойство, зависящее от организма, и ее следует отличать от стимуляции. Известно множество примеров, когда в качестве стимуляторов выступают как необходимые, так и условно-эссенциальные микроэлементы. Так, например, кобальт стимулирует костный мозг к продуцированию эритроцитов. Прием солей кобальта при анемии уменьшает способность щитовидной железы аккумулировать йод, что, в свою очередь, может привести к зобной болезни.
В некоторых странах в пиво добавляют соли двухвалентного кобальта в количестве 10-4% для стабилизации пены, чтобы погасить действие остаточных детергентов. Кобальт показал кардиотоксичность у страстных любителей пива, потребляющих его более 3 л в день. Этиловый спирт повышает чувствительность организма к кобальтовой интоксикации, в свою очередь, двуокись серы, которая содержится в пиве, разрушает витамин Bp а дефицит этого витамина усугубляет кардиотоксичность кобальта.
Некоторые микроэлементы (металлы и ионы металлов) в определенных концентрациях инертны и безвредны. В связи с этим тантал, платина, серебро, золото часто используют в качестве хирургических имплантатов. Многие микроэлементы могут служить терапевтическими агентами. Некоторые соединения ртути применяют против паразитов; карбоксилаты цинка гибельно действуют на бактерии, вызывающие заболевание «нога атлета»; при маниакальной депрессии в качестве лекарственного средства применяют литий.
В значительных концентрациях большинство химических элементов становятся токсичными, причиняют вред, иногда необратимый, ведут к функциональным нарушениям, деформациям, смерти. Врачам необходимо знать критические, пороговые и подпороговые дозы микроэлементов.
Молибден является частичным антагонистом меди в биологических системах. Цинк и сероводород потенцируют токсичность
молибдена, а медь и неорганический сульфат ее уменьшают. Молибден активирует ряд ферментов. В настоящее время известно 15 молибденсодержащих ферментов, 3 из которых встречаются в животном организме. Это альдегидооксидаза, ксантиноксидаза и сульфитоксидаза.
Ксантиноксидаза является важным ферментом обмена пуринов, который катализирует реакцию, завершающую образование мочевой кислоты в организме человека и животных. При генетическом дефекте ксантиноксидазы и нарушении реабсорбции ксантина в почечных канальцах возникает ксантинурия с выделением с мочой очень большого количества ксантина и тенденцией к образованию ксантиновых камней.
Сульфитоксидаза превращает в организме человека сульфит в сульфат. Недостаток данного молибденосодержащего фермента характеризуется выраженными аномалиями мозга, умственной отсталостью, эктопией хрусталика и повышенным выделением с мочой сульфитов, S-сульфоцистеина и тиосульфата при заметном снижении количества сульфатов. Тяжелые патофизиологические нарушения свидетельствуют о незаменимости молибдена для организма человека.
Избыток молибдена в пище может привести к возникновению подагры. Предполагается, что повышенный синтез ксантиноксидазы и интенсификация пуринового обмена ведут к накоплению избыточных количеств мочевой кислоты, с выделением которых не справляются почки. В результате мочевая кислота и ее соли откладываются в сухожилиях и суставах. Это заболевание, получившее название «эндемическая молибденовая подагра», сопровождается и соответствующими биохимическими изменениями в крови. Встречается в ГорноАнкаванском районе Армении.
Следует отметить, что избыток молибдена способствует нарушению синтеза витамина B12 и повышению активности фосфатазы.
Бор. Физиологическая функция бора заключается в регуляции активности паратгормона и через него обмена кальция, магния, фосфора и холекальциферола. В организме человека содержится около 20 мг бора.
Распространенные представления о химической инертности этого микроэлемента нуждаются в сопоставлении с данными медицинских наблюдений. В частности, широко используемая в медицине борная кислота, ошибочно считавшаяся безвредной, легко всасывается и депонируется в мозге, печени, жировой ткани.
Острая интоксикация соединениями бора, в частности дибораном, вызывает острый бороз с симптомами литейной лихорадки: чувством сдавления грудной клетки, кашлем, тошнотой, ознобом. Еще более токсичен пентаборан, вызывающий поражение ЦНС (возбуждение, тремор, судороги, миоз), а также снижение артериального давления, аритмию, сердечную недостаточность, нарушения дыхания, функции печени, почек. Острая интоксикация декабораном вызывает беспокойство, угнетение дыхания, нарушение координации, судороги, брадикардию, гипотензию, помутнение роговицы. При хронической интоксикации отмечают выраженное нейротоксическое действие, некроз и ожирение печени, гематурию, изменение почечных канальцев.
Бром - представитель группы галогенов, его содержание в земной коре - около 1,6х10-4%. Соединения брома встречаются в воде некоторых соленых озер, в морской воде его концентрация составляет 0,005%. Наиболее богаты бромом бобовые растения (горох, фасоль, чечевица).
Бром хорошо всасывается в кишечнике и достаточно равномерно распределяется в органах и тканях, но его наибольшие концентрации определяются в щитовидной железе и почках.
Бром выделяется из организма с мочой сравнительно медленно в течение нескольких недель, в зависимости от содержания хлоридов. Так, при малом количестве хлоридов бром аккумулируется, его экскреция с мочой снижается. Повышенное поступление хлоридов с пищей сопровождается ускоренным выделением брома.
Физиологическая роль брома в организме связана с его избирательным усиливающим влиянием на тормозные процессы в нейронах коры головного мозга.
В производственных условиях, при острых отравлениях, в случае вдыхания паров брома, превышающих ПДК, наблюдаются кашель, носовые кровотечения, головокружение, головные боли, иногда рвота, понос, миалгии. При хроническом поступлении брома появляется аллергическая или кореподобная сыпь, слизистая оболочка рта принимает коричневую окраску, возможны конъюнктивит, бронхоспазм с осиплостью голоса. Высокие концентрации этого микроэлемента в воздухе могут привести к химическому ожогу легких и смертельному исходу. При контакте жидкого брома с кожными покровами наблюдается ожог с последующей пигментацией и образованием плохо заживающих язв.
Бромизм - хроническое отравление бромом и его соединениями (катаральный ринит, бронхит, конъюнктивит, энтерит). Неврологические симптомы бромизма - сонливость, атаксия, снижение
болевой чувствительности, слуха, зрения, ослабление памяти; психотические нарушения в форме делирия со зрительными, слуховыми, тактильными и вкусовыми галлюцинациями.
Бромодерма - специфическое поражение кожи при длительном приеме препаратов брома, особенно бромида калия, у лиц с повышенной чувствительностью к этому галогену.
Врожденная бромодерма встречается у грудных детей, матери которых принимали бромиды во время беременности.
Литий. Содержание лития в почвах РФ колеблется от 1,4 до 9,9 ммоль/кг, в морской воде равно 14,4 мкмоль/л. На почвах, обогащенных этим микроэлементом, произрастает «литиевая» флора, содержащая в десятки раз больше лития, чем другие совместно растущие растения. Это представители пасленовых (табак, дереза), лютиковых (василистник). Морские животные, в том числе рыбы, концентрируют литий в своих органах и тканях.
Ионы лития всасываются в желудочно-кишечном тракте, с мочой выводится 95%, с калом - около 1%, с потом - до 5% этого элемента.
Литий специфически накапливается в тиреоцитах и вызывает у человека увеличение щитовидной железы. Ионы лития угнетают подвижность и метаболизм сперматозоидов.
Биологическое действие лития включает физиологические, фармакодинамические и токсические явления. Первые обнаруживаются при концентрациях лития в плазме крови от 0,14 до 1,4 мкмоль/л, вторые - при 1 ммоль/л, третьи - при удвоении этой концентрации.
Более 30 лет литий используется для лечения маниакально-депрессивного психоза. Терапевтические дозы лития на психически здоровых людей не влияют. Лечебный эффект, по-видимому, связан с изменением обмена биогенных аминов в ЦНС. Под влиянием лития высвобождение норадреналина и серотонина уменьшается, усиливаются захват норадреналина нейронами и его внутриклеточное дезаминирование. Для лечения применяют карбонат лития в дозах около 2,5 г/сут. При этом концентрация лития в плазме крови может составить 1,5 ммоль/л и более. Следует подчеркнуть, что при концентрациях 1,6 ммоль/л возможны токсические явления по типу угнетения функции почек и нарушений ЦНС. Противопоказанием к терапии являются тяжелые нарушения сердечного ритма.
В профессиональной патологии известны случаи острых отравлений аэрозолями лития в виде трахеитов, бронхитов, интерстициальных (межуточных) пневмоний, диффузного пневмосклероза.
Хроническая интоксикация выражается симптомами нейротоксического действия элемента. Наблюдаются общая слабость, сонливость, головокружение, тремор, боли при глотании, утрата аппетита. Частота сердечных сокращений снижена, мышечная возбудимость, болевая и осязательная чувствительность кожи повышены. Попадание лития на кожу и слизистые оболочки способно вызвать ожоги.
Никель в биологических системах встречается почти исключительно в двухвалентной форме. В теле человека содержится около 10 мг никеля, а его уровень в плазме крови колеблется в довольно узких пределах, что свидетельствует о гомеостазе и, возможно, о незаменимости никеля.
В последние годы биологический эффект микроэлемента интенсивно исследуют в связи с глобальным загрязнением окружающей среды. Значительная часть растворимых соединений никеля поглощается как фотосинтезирующими организмами Мирового океана, так и морскими животными. В биологическую миграцию вовлекаются сотни тысяч тонн никеля. Потребление продуктов животного и растительного происхождения приводит к повышенному поступлению никеля в организм человека.
Никель поступает в организм также в результате локальных техногенных геохимических аномалий, формирующихся вблизи предприятий по его переработке.
Никельдефицитные состояния у человека не описаны, хотя принципиально возможны. В частности, группы риска могут составлять больные с нарушением всасывания микроэлемента слизистой оболочкой желудочно-кишечного тракта при хронических гастроэнтероколитах с симптомами мальабсорбции.
Высокие концентрации никеля в виде пыли могут вызвать раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, носовые кровотечения, гиперемию зева, пневмокониоз. Вдыхание паров и соединений никеля может привести к острым приступам литейной лихорадки. Наиболее тяжелой формой профессиональной патологии, обусловленной токсическим действием никеля, является рак легкого.
Ванадий является ультраследовым элементом с последней определяемой концентрацией в сыворотке крови человека, равной 5х10-9 моль, которая оптимальна для роста фибробластов в тканевых культурах. Этот микроэлемент может быть незаменимым, но его значение для высших животных еще не установлено.
Ванадий используется главным образом при производстве стали. Наиболее частый контакт человека с ванадием происходит на работах по его извлечению из руд, а также при контакте с золой нефтяного топлива в бойлерных. Этот микроэлемент широко применяется в резиновой, стекольной и химической промышленности.
Острые отравления обусловлены вдыханием соединений ванадия и характеризуются выраженным насморком, чиханьем, слезотечением, сухостью в горле, загрудинными болями, общей слабостью, головной болью, иногда повышением температуры. При нарастании тяжести заболевания развиваются бронхоспазм, бронхит, бронхопневмония, кашель, кровохарканье, иногда кровотечение. Аллергические реакции имеют вид бронхиальной астмы и экземы.
Хронические отравления сопровождаются синдромами ринофарингита, бронхита, нерезко выраженного пневмосклероза, эмфиземы легких, а также изменениями нервной и сердечно-сосудистой систем, в частности отмечается повышенная заболеваемость гипертонической болезнью.
Применение в лечебных целях Na3VO4 как компонента коммерческого препарата АТФ («Sigma Grade») вызывает усиленное сокращение сердечной мышцы и дает вазоконстрикторный эффект, тормозит активность Na+, К+-АТФазы.
Алюминий - один из самых распространенных металлов в земной коре (более 8%), редко встречается в живых организмах предположительно из-за того, что он малодоступен в составе сложных минеральных отложений. Обычно в теле взрослого человека содержится 61 мг алюминия, причем большая часть - в легких, куда попадает в результате ингаляции. Единственный катион алюминия А13+ в нейтральных растворах образует нерастворимый гидроксид A1(OH)3 и на его основе гидро- и оксосоединения.
В воде и пище возможны только малые количества этого металла, а при таких концентрациях трехвалентный ион алюминия не является особо токсичным. Попадание трехвалентного иона алюминия (так же, как и ионов ртути и свинца) в сеть водоснабжения городов с кислотными дождями приводит к более высоким уровням содержания микроэлемента, которые уже становятся угрожающими.
Патология, вызванная аномальным накоплением алюминия, многообразна. Возможно выделение следующих форм этого микроэлементоза:
1. Простое накопление алюминия в ЦНС - хронический доброкачественный старческий алюминоз с минимальными или умеренными признаками снижения нейропсихических функций у лиц старше 65 лет. Такой нейроалюминоз, как правило, не диагностируется и относится к проявлениям нормальной старости.
2. Отложение алюминия при болезни Альцгеймера - сенильное и пресенильное слабоумие с тяжелыми поражениями нейропсихической сферы, более ранними и быстро развивающимися дегенеративными изменениями в коре головного мозга. Достоверных данных о том, что при болезни Альцгеймера алюминий накапливается в головном мозге в больших количествах, чем у психически здоровых лиц преклонного возраста, нет.
Согласно современным представлениям, при болезни Альцгеймера алюминий, скорее всего, не является главной причиной заболевания, а накапливается в уже нездоровом мозге и(или) действует один либо совместно с другими многочисленными факторами.
3. Алюминиевая диализная энцефалопатия - в настоящее время редко встречающееся заболевание. Пациенты, подвергавшиеся диализу с высокой концентрацией алюминия в воде, могут получить «диализное слабоумие». Это тяжелое, но принципиально обратимое поражение ЦНС с эпилептическими припадками, миоклониями, возможными расстройствами высших психических функций, которое возникает в результате повышения концентрации алюминия в организме. При этой форме энцефалопатии микроэлемент содержится в цитоплазме нейронов, но не в их ядрах.
4. Недиализная алюминиевая энцефалопатия маленьких детей, возникающая под влиянием приема внутрь лекарственных препаратов с высоким содержанием алюминия на фоне тяжелой врожденной недостаточности мочевыделения.
5. Перитонеальный алюминоз - ятрогенное отложение алюминия в брюшине. (К ятрогенной патологии относят заболевания и патологические процессы, которые возникают под влиянием медицинских воздействий, произведенных с профилактическими, диагностическими и лечебными целями.)
6. Энцефалопатия, связанная с применением полного парентерального питания при относительной недостаточности гомеостатических механизмов экскреции алюминия, при врожденных или приобретенных заболеваниях почек.
7. Ятрогенная алюминиевая остеодистрофия (остеомаляция) - развитие остеопороза, повышенной ломкости костей, понижение функции остеобластов, возникновение множества переломов.
8. Легочный алюминоз - алюминиевый производственный пневмокониоз с вторичным пневмосклерозом преимущественно верхних долей легких. Алюминиевые бронхиты и пневмонии.
9. Астмоидный алюминоз - бронхоспастический синдром у плавильщиков алюминия.
10. Алюминийзависимая микроцитарная анемия - тяжелое, но обратимое заболевание, возникающее как осложнение при гемодиализе.
11. Токсическое поражение миокарда, связанное с накоплением алюминия в сердце, сопровождающееся нарушением его ритмической деятельности. Заболевание возникает при отравлении фосфидом алюминия (A1PO4), широко применяемым для защиты пищевого зерна от грызунов и других вредителей.
12. Вторичный алюминоз ЦНС при боковом амиотрофическом склерозе и синдроме деменции-паркинсонизма коренных обитателей острова Гуам.
Биогеохимические провинции - территории, характеризующиеся повышенным или пониженным содержанием одного или нескольких химических элементов в почве или в воде, а также в организмах обитающих на этой территории животных и растений. Состав почв влияет на подбор, распределение растений и на их изменчивость под влиянием тех или иных химических соединений или химических элементов, находящихся в почвах. Границы распространения определенной флоры или фауны в пределах одной почвенной зоны нередко совпадают с областью развития известных горных пород или геологических формаций. Хорошо известна специфическая растительность, распространенная на серпентинитах, известняках, в бессточных засоленных областях, на песках и т.п.
Резкая недостаточность или избыточность содержания какоголибо химического элемента в среде вызывает в пределах данной биогеохимической провинции эндемии - заболевания растений, животных и человека. Например, при недостаточности йода в пище - простой зоб у животных и людей, повышенное содержание бора в окружающей среде, особенно в растениях - борный энтерит - эндемическое заболевание желудочно-кишечного тракта людей и животных. Встречается в Западной Сибири, в степных районах Омской, Новосибирской, Павлодарской областей, а также Алтайского края.
В воде озер этой провинции содержится значительное количество бора. Кроме энтеритов регистрируются анемии, легочные заболевания. В крови отмечаются повышенные концентрации бора и молибдена, пониженное содержание меди и кобальта.
Эндемический флюороз встречается в природных зонах с высоким содержанием фтора в воде. Концентрация фтора в воде выше 1,5 мг/л является потенциально флюорозогенной, особенно в жарком климате. Это юго-восточные районы Украины, некоторые регионы Молдавии, Казахстана, Китая, Индии, Танзании и др.
Население США, по всей видимости, получает адекватные дозы селена. Жители Финляндии, Новой Зеландии, Китая испытывают эндемический недостаток селена в пище. Крупные биогеохимические регионы селенодефицита на территории России установлены в Забайкалье, Читинской, Ярославской областях, Удмуртии и Карелии.
Селеновый токсикоз наблюдался у жителей штатов Южная Дакота и Небраска, в Венесуэле, Китае (провинция Хубей). Там отмечалось высокое содержание селена в почве, у населения находили высокое содержание микроэлемента в моче. Наиболее типичными симптомами селенового токсикоза являются поражения ногтей и выпадение волос. Кроме того, наблюдаются желтушность, шелушение эпидермиса, дерматиты, повреждения эмали зубов, снижение поступления кальция без изменения усвоения фтора, анемия, нервные расстройства.
По генезису выделяются 2 типа биогеохимических провинций:
1. Биогеохимические провинции, относящиеся к определенным почвенным зонам в виде отдельных пятен или областей и определяемые недостаточностью того или иного химического элемента в среде. Например, для зон подзолистых и дерново-подзолистых почв Северного полушария, простирающихся почти через всю Евразию, характерны биогеохимические провинции, связанные с недостаточностью йода, кальция, кобальта, меди и др. Подобные биогеохимические провинции с характерными для них эндемиями (зоб, акобальтоз, ломкость костей у животных и т.п.) не встречаются в соседней зоне черноземов. Причиной является большая подвижность ионов I, Ca, Со, Cu и др., легко вымываемых из подзолистых почв. Подобный процесс имеет место и в аналогичных почвах Южного полушария.
2. Биогеохимические провинции и эндемии, встречающиеся в любой зоне. В этом смысле они имеют интразональный характер и возникают на фоне первичных или вторичных ареалов рассеяния рудного вещества месторождений, соляных отложений, вулканогенных
эманаций и т.п. Например, борные биогеохимические провинции и
эндемии (среди флоры и фауны) обнаружены в бессточных областях;
флюороз человека и животных - в области недавно действовавших
вулканов, месторождений флюорита и фторапатита; молибденоз
животных - в пределах месторождений молибдена и т.п.
Химические элементы, образующие хорошо растворимые соединения в почвенных условиях, вызывают наиболее сильную биологическую реакцию у местной флоры. Имеет значение и форма нахождения химических элементов в среде. Например, молибден вызывает у животных заболевание только в районах со щелочными почвами (молибденовая кислота дает растворимые соединения со щелочами); в районах кислых почв избыток молибдена не вызывает заболеваний и т.п. Возможные характерные симптомы при недостатке и избытке поступления некоторых микроэлементов в организм человека представлены в табл. 8.1.
Источники загрязнения почвы. Представить классификацию почвенных загрязнений достаточно трудно, в разных литературных источниках их деление дается по-разному.
Переработка почвенными организмами органических остатков является для почвы нормальным, естественным процессом. Все загрязнения почвы можно условно разделить на абиотические (химические) и биотические (биологические). I. Химические загрязнения делятся на следующие группы:
1. Химические вещества, попадающие в почву в процессе промышленного производства или бытовой деятельности человека.
Значимым загрязнителем почвы является горнодобывающая промышленность. Под отвалами пород оказываются погребенными громадные площади плодородной почвы. Разнообразные химические элементы и их соединения, содержащиеся в хранилищах, терриконах, с атмосферными осадками мигрируют в почву, грунтовые воды, разносятся ветром на большие расстояния.
Вторыми по значению загрязнителями почвы являются энергетические предприятия. На современных тепловых электростанциях (ТЭС) минеральным остатком от сжигания топлива является зола, в каменных углях России она составляет от 6 до 40%. Больше всего золы в бурых углях и горючих сланцах - до 50%. Зола отводится с помощью гидрологической системы удаления в отвалы, которые могут занимать до 800 га ценных земель. В дренажных водах этих отвалов содержится широкий спектр различных химических элементов, которые могут
поступить в ближайшие подземные и поверхностные водные объекты. Значительную роль в загрязнении почвы играют выбросы макрокомпонентов ТЭС, такие как двуокись серы, сернистый ангидрид, летучая зола, сажа, 3,4-бенз(а)пирен. Кроме указанных химических веществ ТЭС выбрасывают более 40 токсических соединений (марганец, молибден, мышьяк, ртуть, литий, бериллий и т.п.).
Таблица 8.1. Гипо- и гипермикроэлементозы человека
Вследствие работы наземного транспорта в почве накапливаются повышенные концентрации свинца, хрома, бенз(а)пирена и других токсических веществ, которые поступают в растения, что в итоге небезразлично для здоровья людей и животных.
2. Химические вещества сельскохозяйственного производства, препараты как природного, так и синтетического происхождения - пестициды, агрохимикаты, минеральные удобрения, структурные образователи почвы, регуляторы роста растений.
Радиоактивные вещества. Радиоактивность почвы обусловлена ее геологическим строением и в горных породах бывает несколько большей. Это оказывает соответствующее влияние на подземные воды, но не отражается существенно на естественном радиоактивном фоне окружающей среды. Радиоактивные вещества по своим химическим свойствам практически не отличаются от аналогичных нерадиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки.
Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный - стронций-90. Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2-8%), большой период полураспада (28,4 года), химическое сродство с кальцием, а значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Совокупность вышеназванных качеств делает его весьма опасным радионуклидом.
Цезий-137, церий-144 и хлор-36 также являются опасными радиоактивными изотопами. Основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным путем: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, при авариях на атомных электростанций, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы, и т.д. II. Биологические загрязнения - микроорганизмы (вирусы, бактерии, простейшие); растения; продукты жизнедеятельности микроорганизмов.
Эталоном почвы в России по своему естественному химическому составу считается почва Центрально-Черноземного заповедника Курской области.
Техногенные биогеохимические провинции. Загрязнение почвы - это появление в ней химических соединений, не являющихся ее естественной составной частью и не свойственных почве данного типа или местных разновидностей.
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 образуются техногенные биохимические провинции с повышенным содержанием в биосфере свинца, мышьяка, фтора, ртути, кадмия, марганца, никеля и других элементов, представляющих реальную опасность для организма человека при прямом и косвенном влиянии на него.
Множество исследований свидетельствуют о токсикологическом значении загрязнения почвы. В частности, вредное воздействие может передаваться по так называемым пищевым цепочкам - через растения, растущие на данной почве, а также через молоко и мясо животных, питающихся загрязненным кормом.
Пылегазовые выбросы промышленных предприятий загрязняют почву в радиусе до 60-100 км. Содержание в почве этого района свинца, мышьяка, цинка, меди, серы превышает данные контрольных участков в 2,5-200 раз. Загрязнение почвы тяжелыми металлами обусловило загрязнение грунтовых вод в радиусе 5 км от завода с превышением ПДК от 1,2 до 8,3 раза, 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. Люди, проживающие вблизи данных предприятий, с пищей систематически получают повышенные количества свинца (в среднем 0,7 мг), более 16 мг цинка, 2,3 мг меди и 0,5 мг мышьяка. Это приводит к повышенной заболеваемости невралгиями, цефалгиями, полиневритами, заболеваниям печени, кожи и слизистых оболочек.
Резко увеличена концентрация канцерогенного углеводорода бенз(а)пирена в почве вокруг нефтехимических комбинатов, сажевых
и коксохимических заводов. Употребление овощей, выросших на этих территориях, повышает риск по онкологическим заболеваниям.
В радиусе 2 км от ртутного комбината содержание ртути в почве увеличено вплоть до концентраций, в 330 раз превышающих фоновые (0,15 мг/кг). Показано, что 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. Длительное поступление повышенных количеств ртути в организм людей обусловливает повышение содержания этого металла в тканях, 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. У населения, не работающего на предприятии, но проживающего в санитарно-защитной зоне завода, отмечено повышенное содержание мышьяка в волосах (в 29 раз выше обычного) и выделение его с мочой. Установлено повышение 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 выбросов транспорта, проходящего по сравнительно новым автомобильным дорогам, 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 10 000 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. Бесконтрольное применение пестицидов может приводить к значительному загрязнению почвы и обусловливать существенные сдвиги биохимических и микробиологических процессов, приводить к тяжелым нарушениям состояния здоровья людей.
В процессе наблюдений за состоянием загрязненной почвы нужно выбрать 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. Весьма важно иметь информацию, позволяющую анализировать и сравнивать скорости миграции ксенобиотиков в почвах и из почв в сопредельные среды и скорости их разложения в почве. Приоритетные загрязняющие почву химические вещества и очередность их контроля приведены в табл. 8.2.
Гигиеническое нормирование химических веществ в почве. Почва - одна из главных составляющих природной среды, которая благодаря своим свойствам (плодородие, самоочищающая способность и др.) обеспечивает человеку питание, работу, здоровую среду обитания. Нарушение этих свойств, вызванное загрязнением, может оказать неблагоприятное влияние на здоровье людей и животных: распространение инфекционных и инвазионных заболеваний, ухудшение качества продуктов питания, воды, атмосферного воздуха.
Не всякое поступление преднамеренно вносимых (экзогенных) химических веществ в почву следует рассматривать как опасное для здоровья человека и окружающей среды. В почве допустимо присутствие определенного количества примесей.
Регламентация поступления химических веществ в почву основана на недопущении превышения их действия (установления пороговых концентраций) выше адаптационных возможностей наиболее чувствительных групп населения и самоочищающей (экологической) способности почвы. Под порогом вредного биологического действия подразумевается такое количество химического вещества в почве, которое приводит к переходу количественных физиологических, биохимических или структурных изменений в качественные, имеющие характер предпатологии у самых чувствительных групп населения. Под порогом экологической возможности почвы подразумевают такое действие нормируемого вещества или группы веществ на почву, когда
Таблица 8.2. Ингредиенты, подлежащие контролю в почвах (по Бобовниковой Ц.И., Малахову С.Г., Махонько Э.П.)
Ингредиенты | |||
Очередность контроля | Промышленные предприятия | Сельское хозяйство | Транспорт |
1-й этап | Бенз(а)пирен; ртуть, свинец, кадмий, никель, кобальт, молибден, ванадий, медь, мышьяк, цинк, хром, сурьма, селен, фтор (валовое количество) | Хлорорганические пестициды: ДДТ и его метаболиты, ГХЦГ, гексахлор-бензол, полихлор-пирен, полихлор-камфен, полихлор-бифенилы | |
2-й этап | Соединения серы, кислотность некультивированных почв, формы металлов в почве, нефтепродукты, состояние микрофлоры почвы | Фосфорорганические пестициды: фозалон, метафос, карбофос, хлорофос, фосфамид. Гербициды: 2,4 Д, атразин, симазин, пропазин. Состояние микрофлоры почвы | Свинец и бенз(а)- пирен вблизи автомагистралей |
3-й этап | Элементарный состав загрязнения почв твердыми отходами, органические токсичные соединения металлов, другие токсичные органические соединения. Наблюдения за изменениями физико-химического состава почвы | Токсичные вещества, поступающие в почву в результате применения удобрений |
количественные изменения способности к самоочищению переходят в качественные. Они сопровождаются изменением времени и скорости процессов самоочищения, характерных для данного вида почвы.
Г.И. Сидоренко и Е.И. Гочарук предложили основные положения теории и практики гигиенического нормирования содержания в почве экзогенных химических веществ.
ПДК экзогенного химического вещества в почве - максимальное количество (в миллиграммах на килограмм пахотного слоя абсолютно сухой почвы), при котором опосредованно при любых путях его миграции по
экологическим цепочкам гарантируется отсутствие прямого или косвенного отрицательного воздействия на здоровье человека, его потомство и санитарные условия жизни населения.
Чрезвычайная вариабельность климатогеографических условий формирования почв позволяет рассматривать экспериментально обоснованную ПДК как эталонную отсчетную величину, установленную в строго стандартизованных почвенно-климатических лабораториях. Для конкретных почв регионов должна устанавливаться региональная величина ПДК, учитывающая влияние многочисленных факторов почвы (содержание гумуса, pH) и климатических условий.
Гигиеническое нормирование экзогенных веществ в почве предусматривает 5 этапов исследований:
I. Изучение физико-химических свойств химического вещества и его стабильности в почве.
II. Обоснование объема экспериментальных исследований и установление ориентировочных пороговых концентраций по каждому показателю вредности с использованием методов математического моделирования миграции в водные объекты и атмосферный воздух, фитоаккумуляции (транслокации в растения) и деструкции химических веществ в почве.
III. Проведение лабораторного эксперимента по обоснованию подпороговых (недействующих) концентраций по 4 показателям вредности (фитоаккумуляционный; миграционный водный; миграционный воздушный; общесанитарный) с целью установления лимитирующего показателя, а также величины ПДК вещества в почве.
Фитоаккумуляционный (транслокационный) показатель вредности характеризует способность нормируемого химического вещества переходить из почвы через корневую систему в растения и накапливаться в его зеленной массе и плодах.
Миграционный водный показатель вредности отражает миграцию изучаемого вещества в подземные (грунтовые) воды.
Миграционный воздушный показатель вредности отражает процессы поступления вещества из почвы в атмосферный воздух путем испарения и соиспарения с водой.
Общесанитарный показатель вредности характеризует влияние загрязняющего вещества на самоочищающую способность почвы и ее биологическую активность.
После проведения комплекса исследований по вышеприведенным показателям вредности определяется наименьшая концентрация,
которая представляется для утверждения предельно допустимой, а показатель, по которому она установлена, называется лимитирующим показателем вредности.
IV. Расчет предельно допустимого уровня внесения (ПДУВ) химических веществ в почву и их безопасного остаточного количества (БОК). Наряду с установлением единой ПДК для конкретного почвенно-климатического региона проводится расчет ПДУВ химических веществ в почву и их БОК. ПДУВ - безопасное для здоровья людей количество химических веществ (в кг на 1 га), вносимых в почву в начале ее обработки (например, ядохимикатов или минеральных удобрений). БОК - безопасное для здоровья людей количество экзогенного вещества (в мг на 1 кг почвы), оставшееся в почве ко времени выхода рабочих на сельскохозяйственные поля после их химической обработки и в конце вегетационного периода растений.
V. Изучение влияния загрязненной экзогенными химическими веществами почвы на состояние здоровья населения с целью корректировки обоснованных в эксперименте гигиенических нормативов (ПДК; ПДУВ; БОК). Однако, несмотря на теоретические предпосылки доказательств воздействия химического состава почвы на здоровье населения, в натурных наблюдениях доказать влияние загрязнения конкретной почвы на конкретную группу людей практически невозможно.
В качестве временного гигиенического норматива для новых химических веществ, в частности пестицидов, в гигиене почвы на основе расчетных и экспериментальных экспресс-методов используются ориентировочные допустимые количества (ОДК), устанавливаемые, как правило, по транслокационному показателю вредности.
В настоящее время утверждено постановление Главного государственного врача РФ от 21 апреля 2008 г. ? 26 для пищевых продуктов (органических продуктов), произведенных с использованием технологий, обеспечивающих их получение из сырья, полученного без применения пестицидов и других средств защиты растений, химических удобрений, стимуляторов роста и откорма животных, антибиотиков, гормональных и ветеринарных препаратов, ГМО, не подвергнутого обработке с использованием ионизирующего излучения. В этом документе указано, что участки земель, используемые для производства органических продуктов,
должны соответствовать требованиям гигиенических нормативов, предъявляемых для почвы. Участки земель, в которых превышены гигиенические нормативы содержания загрязняющих веществ для почвы, должны быть выведены при производстве органических продуктов из севооборота.
Эпидемиологическое значение почвы. Самоочищение почвы. Почва имеет большое эпидемиологическое значение. В ней могут находиться и передаваться человеку прямым контактным и непрямым (через пыль, воду, животных, пищевые продукты, напитки) путем возбудители многих инфекционных заболеваний, а также яйца и личинки гельминтов (рис. 8.1).
Рис. 8.1. Заболевания, в механизме передачи которых участвует почва (Захарченко М.П., Маймулов В.Г., Шабров А.В., 1997)
Патогенные микроорганизмы поступают в почву с физиологическими отправлениями человека и животных, сточными водами, трупами и др. Чистая, незагрязненная почва неблагоприятна для патогенных бесспоровых микроорганизмов. В почве, особенно загрязненной органическими веществами, они длительно сохраняют жизнеспособность. Так, в почве бактерии тифо-паратифозной группы могут находиться до 400 дней, дизентерии - до 100 дней, вирусы полиомиелита, ЕСНО, Коксаки - до 150 дней, яйца аскарид - до 1 года. В течение этого времени возможно проникновение патогенных микроорганизмов в грунтовые и поверхностные воды, соприкасав-
шиеся с инфицированной почвой. Сроки выживания возбудителей некоторых инфекционных болезней представлены в табл. 8.3.
Заразное начало может передаваться при непосредственном контакте (особенно у детей во время игр) с почвой, при питье инфицированной воды, при употреблении загрязненных овощей, через насекомых, главным образом мух, и т.п.
Большую роль играет почва в распространении глистных инвазий (аскариды, власоглавы, острицы, свиной и бычий цепни). Из кишечника человека, зараженного этими паразитами, с фекалиями их яйца могут попасть в почву, где они проводят часть своего жизненного цикла и дозревают до инвазионной стадии. Одна самка аскариды может выделить около 240 000 яиц. Яйца свиного и бычьего цепней, попав в корм свиней и крупного рогатого скота, в организме этих животных превращаются в личинки, которые находятся преимущественно в мышцах. Человек, употребляя в пищу недоброкачественную свинину или говядину, заражается этими гельминтами в личиночной стадии. Для профилактики гельминтозных заболеваний необходимо оборудовать благоустроенные выгребные ямы, не допускать загрязнения дворов фекалиями, использовать их для удобрения только после компостирования.
Таблица 8.3. Длительность сохранения в почве патогенных микроорганизмов (по Пяткину К.Д.)
Бактерии | Срок сохранения в почве, мес | |
средний | максимальный | |
Сальмонеллы брюшного тифа | 0,5 | 12,0 |
Дизентерийная палочка | 1,0 | 2,0 |
Холерные вибрионы | 0,5 | 4,0 |
Микобактерии туберкулеза | 3,0 | 7,0 |
Бруцеллы | 0,5 | 2,0 |
Пастереллы чумы | 0,1 | 1,0 |
Возбудители туляремии | 0,5 | 2,5 |
Следует подчеркнуть, что спороносные болезнетворные микроорганизмы (возбудители газовой гангрены, сибирской язвы, столбняка, актиномикоза, ботулизма) считаются долговременными и практически постоянными обитателями почвы - их споры сохраняют жизнеспособность в почве десятки лет. Заражение столбняком и газовой
гангреной происходит через почву, попавшую в рану при травматических повреждениях кожи и огнестрельных ранениях. Спороносные анаэробы столбняка и газовой гангрены чаще встречаются в садовоогородном пахотном слое почвы, удобренной навозом и загрязненной экскрементами животных. Споры столбняка, попав на раневую поверхность, могут вызвать тяжелейшее заболевание, выделяя сильнодействующий токсин. При газовой гангрене выделяется токсин, который приводит к интоксикации организма и омертвению тканей.
Споры сибирской язвы, попав в организм, прорастают и могут вызвать чаще кожную, реже кишечную и легочную форму заболевания. Загрязнение почвой продуктов растительного и животного происхождения может привести к отравлению ботулиническим токсином (ботулизму). В почве постоянно находятся грызуны, заражающие поверхностные и грунтовые воды лептоспирами, клещи - переносчики трансмиссивных инфекций, почва служит средой для развития личинок мух, москитов, слепней, блох.
Самоочищение почвы. Попавшие в почву органические вещества разлагаются до неорганических веществ - это процессы минерализации и нитрификации. Особой формой почвенного преобразования является гумификация, приводящая к образованию гумуса (сложного органического соединения). Все эти преобразования, направленные на восстановление первоначального состояния пахотного слоя земли, называются самоочищением почвы. Самоочищение начинается с того, что попавшие в почву органические вещества вместе с содержащимися в них бактериями, вирусами и яйцами гельминтов частично задерживаются, проходя через почву, и по мере передвижения их количество уменьшается. Под влиянием механической, физикохимической, биологической и биохимической поглотительной способности почвы нечистоты обесцвечиваются, утрачивают зловонный запах, токсичность и другие свойства.
Особая гигиеническая роль почвы связана с процессом обеззараживания микроорганизмов, главным образом неспороносных патогенных. Уничтожению бактерий способствуют конкуренция со стороны сапрофитов, действие механического фактора, бактерицидное влияние солнечных лучей, поверхностной энергии электрохимических взаимоотношений. Эффективность обезвреживания зависит от вида бактерий, структуры почвы и т.п.
Данные свойства почвы используют для организации полей фильтрации, предназначенных для очистки хозяйственно-бытовых и про-
мышленных сточных вод. Углеводороды отбросов окисляются в почве до углекислоты и воды в анаэробных условиях, до образования жирных кислот с последующим распадом до водорода, углекислоты, метана и других газов. Жиры расщепляются в почве очень медленно, так как они меньше подвержены процессам биохимического распада. При данном процессе образуются глицин, жирные кислоты, окисляющиеся до углекислоты и воды. В анаэробных условиях жиры разлагаются приблизительно по той же схеме, что и углеводы.
Белки расщепляются до аминокислот, часть которых используется как пластический и энергетический материал размножающимися бактериями (в дальнейшем при их самоокислении образуется карбонат аммония), другая часть подвергается дезаминированию с выделением аммиака (в конечном счете получается гидроксид аммония), воды и углекислоты. Возможно попадание в почву с нечистотами непосредственно аминокислот и продуктов белкового обмена, в частности мочевины, гидролизация которой также приводит к образованию аммония. Аммоний образует с кислотами почвы соли и далее окисляется в азотистую и азотную кислоты. Нитриты образуются при участии бактерий рода Nitrosomonas, а под влиянием B. nitrobacter нитриты превращаются в нитраты.
Одновременно с окислительными процессами в почве происходят и восстановительные, т.е. денитрификация. Разложение органических веществ может происходить аэробно - при участии кислорода, который необходим для жизнедеятельности аэробных бактерий, и анаэробно - без кислорода, с помощью гнилостных бактерий. С гигиенической точки зрения наиболее благоприятно аэробное разложение органических веществ, при котором не образуются дурно пахнущие газы, портящие воздух и воду.
Самоочищение почвы имеет большое санитарно-гигиеническое и эпидемиологическое значение. Следует подчеркнуть, что самоочищение почвы не безгранично. Чрезмерное ее загрязнение может вызвать гибель всей полезной микрофлоры. Для комплексной оценки санитарного состояния почвы используют ряд показателей. Одним из важных показателей загрязненности почвы является санитарное число (число Хлебникова), представляющее собой отношение азота гумуса к общему органическому азоту почвы. В процессе самоочищения почвы количество азота гумуса увеличивается, и, следовательно, показатель возрастает, приближаясь к единице (табл. 8.4).
Таблица 8.4. Оценка чистоты почвы по «санитарному числу» (по Хлебникову Н.И.)
Характеристика почв | Санитарное число |
Практически чистая | 0,98 и больше |
Слабо загрязненная | От 0,85 до 0,98 |
Загрязненная | От 0,70 до 0,85 |
Сильно загрязненная | Меньше 0,70 |
Оценка степени биологического загрязнения почв
Санитарно-бактериологические показатели. В загрязненной почве на фоне уменьшения количества истинных представителей почвенных микробоценозов (антагонистов патогенной кишечной микрофлоры) и снижения ее биологической активности отмечается увеличение патогенных энтеробактерий, которые более устойчивы к химическому загрязнению почвы, чем представители естественных микроорганизмов. Это является одной из причин необходимости учета эпидемиологической безопасности почвы населенных пунктов. С увеличением химической нагрузки может возрастать эпидемическая опасность почвы. Оценка санитарного состояния почвы проводится по результатам анализов почв на объектах повышенного риска (детские сады, игровые площадки, зоны санитарной охраны и т.п.) и в санитарно-защитных зонах по санитарно-бактериологическим показателям:
1. Косвенные, характеризующие интенсивность биологической нагрузки на почву - санитарно-показательные организмы группы кишечной палочки БГКП (коли-индекс) и фекальные стрептококки (индекс энтерококков). В крупных городах с высокой плотностью населения биологическая нагрузка на почву очень велика, и, как следствие, высоки индексы санитарно-показательных организмов, что наряду с санитарно-химическими показателями (динамика аммиака и нитратов, санитарное число) свидетельствует о чрезвычайно опасном загрязнении почвы.
2. Прямые санитарно-бактериологические показатели эпидемической опасности почвы - возбудители кишечных инфекций, патогенных энтеробактерий, энтеровирусов. Результаты анализов оцениваются в соответствии с табл. 8.5.
Таблица 8.5. Оценка эпидемической опасности почв населенных пунктов
Примечание. * Цисты кишечных простейших: лямблий, амеб, балантидий, криптоспородий, « - » отсутствие в почве, « + » наличие в почве.
При отсутствии возможности прямого определения в почвах энтеробактерий и энтеровирусов оценка безопасности может быть проведена ориентировочно по индикаторным микроорганизмам. Почву оценивают как «чистую» без ограничений по санитарно-бактериологическим показателям при отсутствии патогенных бактерий и индексе санитарно-показательных микроорганизмов до 10 клеток на грамм почвы.
О возможности загрязнения почвы сальмонеллами свидетельствует индекс санитарно-показательных организмов (БГКП и энтерококков) 10 и более кл/г почвы.
Концентрация колифага в почве на уровне 10 БОЕ на г и более свидетельствует об инфицировании почвы энтеровирусами.
Санитарно-паразитологические показатели. Почва наиболее часто и интенсивно загрязняется возбудителями кишечных паразитарных заболеваний: гельминтозы, лямблиозы, амебиаз и др. Яйца геогельминтов сохраняют жизнеспособность в почве от 3 до 10 лет, биогельминтов - до 1 года, цисты кишечных патогенных простейших - от нескольких дней до 3-6 мес.
Наиболее часто загрязнение почв города возбудителями паразитарных болезней обнаруживается на территории дворов, детских дошкольных и школьных учреждений, улиц около мусоросборников, вокруг туалетов, в местах выгула домашних животных (кошки и собаки), скверах, бульварах, парках и лесопарках.
При оценке эпидемической опасности и степени загрязнения почвы возбудителями паразитарных болезней определяют:
• вид возбудителей;
• их жизнеспособность и инвазионность;
• экстенсивный показатель загрязнения А - отношение числа положительных проб Б (пробы почвы, в которых обнаружены возбудители паразитарных болезней) к общему числу исследованных проб С в процентах:
А = Б / С χ 100;
• интенсивный показатель загрязнения - общее содержание возбудителей паразитарных болезней в 1 кг (или 100 г) почвы.
Количественные критерии паразитологического загрязнения почв различных территорий представлены в табл. 8.5.
Санитарно-энтомологическими показателями являются личинки и куколки синантропных мух (комнатных, домовых, мясных), которые имеют важное эпидемиологическое значение как механические переносчики
возбудителей ряда инфекционных и инвазионных болезней человека (цисты кишечных патогенных простейших, яйца гельминтов и др.).
На территории населенных мест в общественных и частных домовладениях, пищевых и торговых предприятиях, пунктах частного и общественного питания, в зоопарке, местах содержания служебных и спортивных животных (лошади, собаки), мясо- и молочных комбинатах и т.п. наиболее вероятными местами выплода мух являются скопления разлагающихся органических веществ (мусоросборники разных типов, уборные, свалки, иловые площадки и др.) и почвы вокруг них на расстоянии до 1 м.
Основной санитарно-энтомологический показатель загрязнения почвы - число личинок и куколок мух на единицу площади почвы размером 20 χ 20 см. Оценка санитарного состояния почв по наличию в ней личинок и куколок мух проводится в соответствии с табл. 8.5.
Наличие личинок и куколок в почве населенных мест является показателем неудовлетворительного санитарного состояния почвы и указывает на плохую очистку территории, неправильный в санитарно-гигиеническом отношении сбор и хранение бытовых отходов и их несвоевременное удаление.
Санитарная охрана почвы. Исторически лучшие земли оказывались в пределах городских территорий. За всю историю человечества было потеряно больше земель, чем ныне интенсивно обрабатывается (общая потеря почв в мире составляет около 90 млрд т в год). Интенсивной эрозии подвержено 900 млн га из 6 млрд га обрабатываемых пашен. За последние 30 лет мировой фонд плодородных почв сократился на 150 млн га.
Массовое применение минеральных удобрений истощает биопотенциал почв - естественно восстанавливаемую составляющую их плодородия и загрязняет их тяжелыми металлами. С 1950 г. потребление минеральных удобрений возросло в 5 раз, но лишь 1/4 продовольствия, производимого в мире, зависит от их использования. Орошаемое земледелие приводит к засолению больших площадей.
На биопотенциал почв пагубно действуют пестициды. Их применение возросло с 1940-х гг. не менее чем в 10 раз, а потери урожая увеличились почти в 2 раза. В мире используют до 4 млн т пестицидов, из которых лишь 1% достигает цели. Косвенные потери от пестицидов измеряются в США 1 млрд долларов; ежегодно в мире регистрируется 0,5 млн случаев отравлений пестицидами, в том числе в США - 45 тыс.
Санитарная охрана почвы населенных мест представляет собой комплекс мероприятий, имеющих целью предупреждение и устранение таких изменений состава и свойств почвы, которые могут оказать вредное влияние на здоровье и самочувствие людей.
Основные задачи санитарной охраны почвы:
• сохранение естественных свойств почвы, важных с точки зрения ее плодородия и содержания биомикроэлементов, необходимых человеку и животным; борьба с эрозией почвы. Мелиорация почвы, регулирование воздушно-влажностного режима, орошение и борьба с заболоченностью. Озеленение, устройство зеленых насаждений;
• предупреждение внесения в почву токсичных, канцерогенных веществ с выбросами и отходами промышленных предприятий и с пестицидами, применяемыми в сельском хозяйстве;
• предотвращение загрязнения почвы органическими веществами, отбросами; очистка населенных мест, канализация зданий.
Санитарное значение охраны почв населенных мест определяется:
• во-первых, выживаемостью в почве патогенных бактерий, спор и вегетативных форм бацилл, вирусов; ролью почвы как промежуточной среды развития геогельминтов и в развитии мух;
• во-вторьж, способностью почвы к самоочищению; изменением состава почвенного воздуха; влиянием загрязнения почвы на качество воды в открытых водоемах и грунтовых вод; содержанием токсичных веществ в почве; пылеобразовательным свойством почвы;
• в-третьих, содержанием микроэлементов в почве, их влиянием на состав пищевых веществ (растения и животные) и воды; радиоактивностью почвы (естественный радиационный фон и искусственная радиоактивность).
Гигиенические основы очистки населенных мест. Санитарная очистка территории от твердых и жидких отходов является одной из самых важных и сложных задач экологической безопасности населения. Очистка населенных мест должна представлять единый комплекс мероприятий по сбору, удалению и обеззараживанию нечистот. В связи с эпидемиологической опасностью отходов данный технологический процесс должен быть максимально механизирован, и по возможности ограничен контакт населения с отбросами.
Неудовлетворительное решение проблем утилизации и обезвреживания бытовых и промышленных отходов в течение нескольких десятилетий привело к значительному накоплению их на территории
населенных пунктов, производственных предприятий, хранилищ, складов, свалок. Основными отраслями промышленности, в которых образуются и накапливаются токсические отходы, остаются черная и цветная металлургия, электроэнергетика, а также химические и нефтехимические предприятия. Их доля в объеме образующихся отходов составляет более 80% (рис. 8.2).
Рис. 8.2. Источники опасных отходов
Гигиенические требования к очистке населенных мест. Количество отбросов и их состав меняются в зависимости от величины населенного пункта, наличия инфраструктурного оборудования, промышленных предприятий и др. Методы обезвреживания отбросов выбирают на основании технико-экономических расчетов с учетом санитарно-гигиенических требований в зависимости от категории населенных пунктов особенностями местных условий. Санитарная очистка территории включает: сбор нечистот, отбросов, отходов; временное их хранение; транспортировку к месту обеззараживания и обезвреживания.
Санитарная очистка в городах и крупных населенных пунктах. При наличии исправных подземных канализационных трубопроводов жидкие отходы поступают в замкнутую сеть. Различают 3 вида канализационных систем: хозяйственно-бытовую, промышленную
и ливневую. При данной системе нечистоты не загрязняют здания, дворы, почву, воздух, грунтовые воды.
На очистных станциях осуществляют очистку и обеззараживание сточных вод, после чего их спускают в открытые водоемы. Очистные сооружения, как правило, включают механическую очистку при помощи решеток, сит, песколовок, жироловок, отстойников и др. При этом сточные воды освобождаются от минеральных и органических веществ. Обезвреживание коллоидных растворенных органических веществ осуществляется биологическими способами - искусственными (биофильтры, аэрофильтры, аэротенки) и естественными (поля орошения, фильтрации).
Различают 2 основных способа сбора бытовых отбросов в домах: унитарный - в одну емкость и раздельный - некоторые виды отбросов собирают отдельно (в РФ применяют крайне редко). Для дальнейшего сбора и удаления твердых отходов применяются контейнерная и поквартирная системы. В первом случае население выбрасывает мусор в металлические контейнеры (в многоэтажных домах устраивается мусоропровод с бункером, откуда мусор пересыпается в сменные сборники). При планово-поквартирной очистке мусор из квартир высыпают непосредственно в мусоровозы ежесуточно в установленное время.
Наиболее доступным и достаточно надежным сооружением для обезвреживания городских твердых бытовых отходов являются полигоны. Обезвреживание твердых отбросов возможно как почвенными, так и техническими способами (мусороперерабатывающие заводы, сжигание и др.). Более совершенным методом переработки биоразлагаемых отходов является компостирование, при котором мусор укладывают послойно с землей в штабели. В результате биотермических процессов мусор обеззараживается, превращается в перегной и затем используется как удобрение.