Оценка экологического состояния почв придорожных зон улиц г. Оренбурга (на примере улицы Карагандинская)

Почвы заселены мириадами  микроорганизмов. Некоторые из них  выделены из почв и используются для  изготовления ценных лечебных препаратов - антибиотиков. В составе почвенной  микрофлоры содержатся и патогенные формы, вызывающие тяжелые заболевания, например возбудители столбняка, сибирской язвы, злокачественного отека и некоторые др. Некоторые болезни человека и животных связаны с животными, живущими только в определенных почвенных условиях. Например, грызуны и насекомые, живущие в песчаных и супесчаных почвах полупустынь и сухих степей, переносят такие болезни, как туляремия, чума.

Наиболее опасным, с точки зрения распространения и влияния на здоровье, загрязнителям пищевых продуктов относят токсичные металлы, радионуклиды, пестициды, их метаболиты и продукты их метаболического распада, нитраты, нитриты и нитрозамины, полициклические ароматические углеводороды, стимуляторы роста сельскохозяйственных животных (гормоны, антибиотики) и другие соединения.

Токсичные (тяжелые) металлы. Металлы исключительно широко распространены в живой природе, и большинство  из них, включая и так называемые тяжелые, являются незаменимыми пищевыми веществами. Из распространенных и потенциально опасных для здоровья человека тяжелых металлов только четыре - кадмий, ртуть, свинец, олово - могут быть безоговорочно отнесены к токсичным. Тяжелые металлы постоянно обнаруживаются в большинстве видов пищи, однако, для многих продуктов установлены предельно допустимые концентрации металлов. Наблюдающееся в последние годы нарастание уровня контаминации пищевых продуктов тяжелыми металлами и другими минеральными веществами - прямое следствие деятельности человека. Загрязнение пищи тяжелыми металлами происходит за счет выбросов промышленных предприятий и городского транспорта, применения в консервном производстве некачественных внутренних покрытий и нарушения технологии припоев, контакта с металлическими частями оборудования.

Влияние некоторых тяжелых  металлов на организм человека:

Свинец. При употреблении 1-8 мг свинца в сутки наступает хроническое отравление организма человека. Оно проявляется в общей слабости, боле в животе, нарушении функций почек, анемии. Этот элемент может содержаться в костной ткани в виде трехосновных фосфатов. В нерастворенной форме он не токсичен. Но при мобилизации свинца в кровь, что наблюдается при злоупотреблении алкоголем, дефиците кальция или при повышенной кислотности, наступает отравление организма.

Кадмий. Этот элемент способен поражать такие органы, как легкие, печень, почки, поджелудочную железу. Кроме того, соли кадмия несут генетическую угрозу в связи с их мутагенными и канцерогенными свойствами.

Хром. Интоксикация хромом приводит к головной боли, похудению, поражению почек. Повышается риск развития запальных процессов, например катарального воспаления легких.

Никель. Накапливается в печени, поджелудочной и щитовидной железе. При хроническом отравлении никелем возникает аллергия, дерматиты, риниты, бронхиальная астма.

Ртуть. Ртуть имеет сродство к SH-группам, чем объясняется ее большая опасность для организма. Этот элемент ингибирует синтез белка. Ртуть нагромождается в почках, мозге и в других тканях, обогащенных липидами.

Кальций. При употреблении больше, чем 2,5 г кальция в сутки, проявляется его негативное действие (повышенное свертывание крови, стенокардия, нефрокальциноз и др.).

Калий. Токсическая доза калия – 6 г в сутки. Повышенное количество калия приводит к развитию аритмии, нейроциркуляторной дистонии и повышает риск развития сахарного диабета.

Бром. Хроническая интоксикация бромом сопровождается развитием неврологического синдрома, бромодермы и относительного гипотериоза.

Рубидий. При избытке рубидия в организме развивается хроническое воспаление дыхательных путей, аритмия, протеинурия и др.

Стронций. Этот элемент за многими свойствами подобен кальцию. Он способен замещать кальций, вызывая развитие остеопороза, остеохондроза и стронциевого рахита.

Железо присутствует в организмах всех растений и животных как микроэлемент, то есть в очень малых количествах (в среднем около 0,02%). Однако железобактерии, использующие энергию окисления железа(II) в железо(III) для хемосинтеза, могут накапливать в своих клетках до 17 – 20% железа. Основная биологическая функция железа – участие в транспорте кислорода и окислительных процессах. Эту функцию железо выполняет в составе сложных белков – гемопротеидов, простетической группой которых является железопорфириновый комплекс – гем. Среди важнейших гемопротеидов дыхательные пигменты гемоглобин и миоглобин, универсальные переносчики электронов в реакциях клеточного дыхания, окисления и фотосинтеза цитохромы, ферменты каталаза и пероксида, и других. У некоторых беспозвоночных железосодержащие дыхательные пигменты гелоэритрин и хлорокруорин имеют отличное от гемоглобина строение. При биосинтезе гемопротеидов железо переходит к ним от белка ферритина, осуществляющего запасание и транспорт железа. Этот белок, одна молекула которого включает 4500 атомов железа, концентрируется в печени, селезенке, костном мозге и слизистой кишечника млекопитающих и человека. Суточная потребность человека в железе (6 – 20 мг) с избытком покрывается пищей (железом богаты мясо, печень, яйца, хлеб, шпинат, свекла). В организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится 4,2г железа, в 1 литре крови – около 450 мг. При недостатке железа  в организме развивается анемия, так как оно входит в состав гемоглобина крови, а точнее, его составной части – гема. У взрослого человека в крови содержится около 2,6г железа. В процессе жизнедеятельности в организме происходят постоянный распад и синтез гемоглобина. Для восполнения железа, потерянного с распадом гемоглобина, человеку необходимо суточное поступление с пищей в среднем около 12 мг этого элемента. Связь анемии с недостатком железа была известна врачам давно, так как ещё в XVII веке в некоторых европейских странах при малокровии прописывали настой железных опилок в красном вине. Однако избыток железа (избыточная доза 200мг и выше) вызывает зашлаковывание организма на клеточном уровне, приводит к сидерозу глаз и лёгких – заболевания, вызываемые отложением соединений железа в тканях этих органов. Главный регулятор содержания железа в крови – печень.

Радионуклиды. Радиоизотопы попадают в пищевые продукты в  основном из почвы через растения, которые потребляет человек. Наибольшую опасность представляют стронций-90 и цезий-137. Стронций-90 может накапливаться  в сахарной кукурузе, фасоли, картофеле  и капусте. Употребление в качестве корма загрязненного стронцием-90 фуража приводит к накоплению его в костной ткани сельскохозяйственных животных, калия-40 - в мышцах, цезия-134 и 137 - в молоке и мышечных тканях. Все эти процессы наблюдались после аварии на Чернобыльской АЭС в загрязненных радионуклидами районах.

Пестициды, их метаболиты и  продукты деградации. Химическая защита сельскохозяйственных растений от вредителей, болезней и сорняков значительно  повысила и опасность неблагоприятных  последствий широкого применения пестицидов, и попадание их остаточных количеств  в пищу человека. Пестициды подразделяются на хлор-, фосфор-, ртутьорганические и прочие. К хлорорганическим пестицидам относится ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан), применение которого в настоящее время запрещено.

Описаны многочисленные случаи отравления пестицидами, обусловленные  загрязнением пищевых продуктов - муки, сахара, орехов и других.

Наиболее безопасны пестициды, которые, во-первых, обладают малой  токсичностью; во-вторых, малоустойчивы  в окружающей среде и быстро подвергаются разложению; в-третьих, при деградации не дают высокотоксичных соединений; в-четвертых, не обладают кумулятивными  свойствами и быстро метаболизируются в организме; наконец, не выделяются с молоком.

Нитраты, нитриты, М-нитрозосоединения. Нитраты (соли азотной кислоты), в частности, натрия, калия, аммония и кальция широко применяются в сельском хозяйстве в качестве высокоэффективных минеральных удобрений. Внесение нитратов в почву сопровождается их накоплением в тканях растений. Высоким содержанием нитратов (до 500 мг/кг) отличаются шпинат, салат, свекла, редька, редис, ревень, петрушка, сельдерей, укроп, бахчевые. С пищей может поступать более 100 мг нитратов в сутки. Нитраты малотоксичны, но они рассматриваются как предшественники нитрозосоединений, обладающих канцерогенным действием. Термическая обработка способствует снижению содержания нитратов в пищевых продуктах.

В последние годы повсеместно, как в нашей стране, так и  за рубежом, наблюдается рост концентрации нитратов в продуктах питания, воде и т.д. Одна из причин этого явления  – резко возросшее применение азотных удобрений. Еще в 40-ых гг. была раскрыта связь содержания нитратов со своеобразным болезненным состоянием людей, выражавшимися в синюшности кожи и слизистых оболочек и повышенных реакций в организме и приводящего в конечном счете к нарушению кислородного обмена – гемоглобинемии, при этом нитраты для растений безопасны.

Накоплению вблизи животноводческих ферм огромного количества навоза накапливается  большое количество вредных микроорганизмов, среди которых могут быть возбудители  опасных заболеваний – столбняка, бруцеллеза, сибирской язвы, туберкулеза  и др.

В зерновых и овощах в  условиях повышенной влажности, а также  в желудочно-кишечном тракте при  участии микрофлоры нитраты восстанавливаются  в нитриты (соли азотистой кислоты). Нитрит натрия широко используется в  качестве консерванта (пищевая добавка) при приготовлении ветчины, колбас, мясных консервов. С пищей и питьевой водой в сутки может поступать  до 13 мг нитритов. Нитриты токсичны. В кислой среде желудка, в кишечнике  под действием микрофлоры и в  других органах из нитритов могут  образовываться нитрозамины.

Удобрения, ядохимикаты, применяемые  в сельском и лесном хозяйстве  для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение  почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит и др.), с другой стороны – разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на окружающую среду. Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадая из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека.

Полициклические ароматические  углеводороды (ПАУ). Среди широко распространенных в окружающей среде ПАУ канцерогенной  активностью обладают бенз(а)пирен, 20-метилхолантрен и ряд других. Канцерогенное действие ПАУ проявляется в дозах, составляющих доли миллиграммов или даже микрограммы. ПАУ обнаруживаются в овощах, фруктах, кофе, маргарине, растительных маслах, копченостях и мясных продуктах, жаренных на углях. В больших количествах бенз(а)пирен содержится в продуктах домашнего копчения. ПАУ в пищевые продукты попадают главным образом при технологической и кулинарной обработке или из окружающей среды (промышленные сточные воды, отработанные газы двигателей внутреннего сгорания, сажа дизельного топлива, различные виды упаковочного материала).

Полихлорированные дифенилы (ПХД) и диоксины. ПХД - высокомолекулярные хлорсодержащие соединения, накапливаются в жирах и жиросодержащих продуктах питания. В литературе описаны случаи отравления ПХД. В Японии, например, отравление возникло в результате употребления загрязненного рисового масла.

Диоксины - самые опасные химические загрязнители окружающей среды и пищевых продуктов с канцерогенными и иммунотоксическими свойствами. Диоксины являются побочными продуктами производства пластмасс, пестицидов, бумаги. Они очень устойчивы в окружающей среде и накапливаются в жиросодержащих продуктах (масла и жиры, мясо, молоко).

Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается  на здоровье травоядных животных и  человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндемические заболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет  к болезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктах  питания - к поражению суставов, их деформации, задержке роста.

Большинство микроорганизмов, обитающих в почве, — сапрофаги, которые не приносят вреда животным организмам. Вместе с тем постоянно  или временно в почве обитают  патогенные, болезнетворные микроорганизмы, возбудители инфекционных заболеваний. Некоторые из них (главным образом  постоянные обитатели почвы) образуют спору — плотную оболочку, обеспечивающую им устойчивость к различным неблагоприятным  воздействиям внешней среды: высокой  температуре, высыханию, давлению, отсутствию питательных веществ.

Группу спорообразных бактерий принято называть клостридиями. В последние годы накопилось достаточно данных о том, что клостридии обладают способностью не только многие десятилетия сохраняться в почве в виде спор, но и размножаться в ней. К патогенным бактериям относятся возбудители таких опасных инфекционных заболеваний, как сибирская язва, газовая гангрена, столбняк, ботулизм.

Заражение человека через  загрязненную почву может наступить  при самых различных обстоятельствах: непосредственно при обработке  почвы, уборке урожая, строительных работах  и т.п. К числу наиболее опасных  болезней человека и животных относится  сибирская язва. Возбудитель сибирской  язвы — сибиреязвенная палочка, которая, попадая с мочой и испражнениями  больных животных в почву, образует вокруг себя спору и в таком  состоянии может сохраняться  годами, особенно в каштановых и  черноземных почвах. Животные, поедая корм, загрязненный этой палочкой, заражаются сибирской язвой. Человек заражается сибирской язвой, как правило, при  контакте с больными или павшими  животными, через продукты и сырье, полученные от больных животных (мясо, шерсть, шкура), а также при непосредственном соприкосновении с почвой.