Главная | Обратная связь

Загрязнители почвы химической природы, их эколого-медицинская характеристика

Наиболее распространенными загрязнителями почвы химической природы являются пестициды, удобрения, тяжелые металлы, нефть, углеводороды, кислоты, щелочи. Загрязнение почвы химическими загрязнителями приводит к изменению ее состава и свойств и образованию искусственных биогеохимических провинций, содержащих пестициды, удобрения, тяжелые металлы и другие токсические вещества. Почва способна избавляться от загрязнителей путем самоочищения, однако при сильном загрязнении процессы самоочищения в почве замедляются. На территории Беларуси преобладают легкие почвы, требующие известкования и удобрений. Разрушительное влияние на почвы оказывает влажное и сухое осаждение 34-43 кг/га/год оксидов азота и серы. Вредное влияние на состав почвы и здоровье человека оказывает неконтролируемое применение пестицидов, способных накапливаться в почве и обладающих устойчивостью к разложению. Накапливающиеся в почвенном покрове, растениях и живых организмах пестициды могут по пищевым цепочкам передаваться к человеку.

К одной из причин загрязнения почвы химическими загрязнителями относятся кислотные осадки. Кислотные осадки разрушают корневую систему растений, нарушают всасывание ими воды или питательных веществ, оказывают прямое или косвенное действие на растительность. Прямое действие проявляется в виде генетических видовых изменений, подавления фотосинтеза, косвенное - может осуществляться через изменение pH водоемов. Кислотные дожди приводят к нарушению кислотности почвы, снижающему всасывания растениями ионов кальция, магния, калия; изменению состава микроорганизмов почвы, что сопровождается понижением активности редуцентов и азотфиксаторов; в кислой почве повышается растворимость тяжелых металлов. За последние полвека кислотность дождевой воды увеличилась в 40 и более раз.

Применение минеральных удобрений приводит к аномально высоким содержаниям в почве азота в нитратных и аммиачных соединениях, ионов хлора, фосфора (зафосфачивание почв). Пестициды являются основным загрязнителем почвы. По химической структуре различают пестициды хлорорганические, фосфорорганические, ртутьорганические, мышьяксодержащие, производные мочевины, цианистые соединения, и др.

Многолетнее использование пестицидов на огромных сельскохозяйственных и лесных территориях привело к масштабному загрязнению окружающей среды. Более того, молекулы ядохимикатов включаются в природные процессы миграции и круговорота веществ и разносятся вместе с атмосферными потоками на большие расстояния. Химические вещества вместе с водным стоком с полей попадают в реки и озера, накапливаются в донных отложениях, поступают в Мировой океан. Они включаются в экологические пищевые цепочки: из почвы попадают в воду и растения, затем - в организмы животных и птиц, а, в конечном счете - с пищей и водой - в организм человека, вызывая отравления с поражением пищеварительной, нервной и выделительной систем и паренхиматозных органов. Злоупотребление пестицидами уже в следующем десятилетии способно спровоцировать взрыв раковых заболеваний и мутаций в развивающихся странах. Эти генетические изменения необратимы. Стойкие пестициды способны накапливаться в жировой ткани людей и животных, отрицательно воздействуя на нервную и сердечнососудистую системы. По мнению ученых, подавляющая часть применяемых пестицидов попадает в окружающую среду (воду, воздух), минуя виды – мишени.

Пестициды (средства борьбы с вредителями) делятся на:- гербициды – уничтожение сорной растительности;- инсектициды – уничтожение насекомых;- зооциды – уничтожение грызунов;- фунгициды – уничтожение возбудителей грибковых заболеваний;- дефолианты – удаление листьев;- дефлоранты – удаление цветков;- репелленты – отпугивание насекомых.

Интенсивное развитие сельскохозяйственного производства привела к возникновению экологической проблемы, связанной с резко возросшей нагрузкой нитратов на организм человека. Нитраты используются в качестве азотных удобрений (калийная селитра, аммиачная селитра и так далее), нерациональное применение которых приводит к избыточному накоплению нитратов в растениях, потребляющих их через корневую систему. Затем происходит их превращение: восстановление в нитриты и аммиак.

Нитраты, поступающие в организм человека, всасываются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта и часть их метаболизируется там микрофлорой. Из оставшейся части могут образовываться нитриты, окислы азота, гидроксиламин, аммиак.

В последнее время выявлен еще один неблагоприятный аспект неумеренного потребления минеральных удобрений, и в первую очередь нитратов. Оказалось, что большое количество нитратов снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов - закиси азота и метана. Нитраты опасны и для человека. Так, при поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие, в частности возникновение метгемоглобинемии вследствие биологических превращений нитратов в нитриты и другие токсичные соединения азота. Неумеренное потребление минеральных удобрений вызывает в ряде районов и нежелательное подкисление почв.

Наибольшую опасность для человека представляют нитриты, которые, вступая в реакцию с гемоглобином, превращают его в метгемоглобин. При этом нарушается транспортная функция гемоглобина и развивается гипоксия.

Кроме этого, установлена возможность тератогенного и эмбриотоксического действия нитратов. Хроническое воздействие нитратов вызывает угнетение иммунного статуса.

В настоящее время, кроме естественных эндемических почвенных регионов, образовались искусственные биогеохимические районы и провинции. Их появление связано с использованием разнообразных пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растений и пр., а также с поступлением в почву промышленных выбросов, сточных вод и отходов, содержащих химические вещества, относящиеся к разным классам опасности. В искусственных геохимических провинциях отмечаются повышение уровня заболеваемости, иногда врожденные уродства и аномалии развития, нарушения физического и психического развития детей.

Помимо отдаленных последствий, в искусственных геохимических провинциях наблюдаются случаи не только хронических, но и острых отравлений при проведении работ на сельскохозяйственных полях, в огородах, садах, обработанных пестицидами, а также на земельных угодьях, загрязненных экзогенными химическими веществами, содержащимися в атмосферных выбросах промышленных предприятий. Так, например, загрязнение почвы фтором за счет промышленных выбросов приводит к накоплению его в растениях, а затем к развитию флюороза у людей, потребляющих культурные растения, выращенные на этой почве. При этом отмечается неблагоприятное влияние фтора на функцию кроветворения, фосфорно-кальциевый обмен, наблюдается возникновение болезней печени, почек и других нарушений. Кроме того, повышенное содержание фтора в почве приводит к нарушению процессов ее самоочищения.

Поступление в почву ртути даже в незначительных количествах оказывает большое влияние на ее биологические свойства. Установлено, что ртуть снижает аммонифицирующую и нитрифицирующую активность почвы. Повышенное содержание ртути в почве населенных мест оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека: наблюдается увеличение частоты заболеваний нервной и эндокринной систем, мочеполовых органов, снижение фертильности.

Свинец при попадании в почву угнетает деятельность не только нитрифицирующих бактерий, но и микроорганизмов - антагонистов кишечной и дизентерийной палочек, удлиняет сроки самоочищения почвы. При повышенном содержании его в почве у населения наблюдаются патологические изменения со стороны кроветворной и репродуктивной систем, органов внутренней секреции, а также отмечается учащение случаев злокачественных новообразований.

К микроэлементам, повышенное содержание которых в почве вызывает неблагоприятные последствия, относят бор, ванадий, таллий, вольфрам и др.

В искусственно образовавшихся эндемических провинциях наблюдаются острые и хронические отравления, аллергические заболевания.

Находящиеся в почве химические соединения смываются с ее поверхности в открытые водоемы или поступают в грунтовый поток воды, тем самым, определяя качественный состав хозяйственно-питьевых вод, а также пищевых продуктов растительного происхождения. Качественный состав и количество химических веществ в этих продуктах во многом определяются типом почвы и ее химическим составом.

О степени загрязненности почвы можно судить по санитарному числу, которое рассчитывается как отношение азота гумуса к общему органическому азоту почвы. При самоочищении почвы и минерализации органических веществ количество азота гумуса увеличивается и, следовательно, санитарное число возрастает, приближаясь к единице. Другим показателем степени загрязненности почвы: кратность превышения ПДК по экзогенным химическим веществам.