Эпидемическое значение почвы. Самоочищение почвы. Биогеохимические провинции

Эпидемическое значение почвы

Почва имеет большое эпидемиологическое значение. В ней могут находиться и передаваться человеку прямым контактным и непрямым путем возбудители многих инфекционных и паразитарных заболеваний. Факторами передачи возбудителей болезней служат: пыль, загрязненные почвой руки, пищевые продукты (овощи, фрукты, ягоды, листовая зелень, грибы и т.п.), вода, оборудование, инвентарь, посуда, тара и др. Возбудители могут переноситься животными, грызунами и насекомыми.

Основным источником заражения почвы патогенными микроорганизмами и яйцами гельминтов являются физиологические отправления человека и животных, сточные воды и др. Со временем в результате процессов самоочищения почвы они отмирают, однако значительный период сохраняют свою жизнеспособность в ней.Практически постоянными и долговременными обитателями почвы являются спорообразующие патогенные микроорганизмы, споры которых сохраняют жизнеспособность в почве десятки лет. В основном, это возбудители раневых инфекций (столбняк, газовая гангрена), ботулизма, сибирской язвы.

Почва, особенно загрязненная органическими веществами, может быть фактором передачи возбудителей бактериальных и вирусных кишечных инфекций —дизентерии, брюшного тифа, паратифов А и В, сальмонеллеза, вирусного гепатита, псевдотуберкулеза и др. Сроки выживания в почве этих возбудителей могут колебаться от нескольких дней до нескольких месяцев. Так, в почве бактерии тифо-паратифозной группы могут находиться до 400 дней, дизентерии — до 100 дней.

Почва может загрязняться условно-патогенными микроорганизмами, поступающими с выделениями человека (БГКП, E.coli, B.cereus, Proteus, Cl.perfringens и др.). Почва играет специфическую роль в передаче геогельминтов (аскариды, власоглав). Специфическая роль определяется необходимостью попадания яиц геогельминтов с выделениями человека в почву, где они проходят определенный цикл развития и приобретают инвазионные свойства.

Только после «созревания» в почве яйца аскарид способны вызвать инвазию (заболевание) человека. Яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность в почве до 1 года, с частицами почвы инфицировать пищевые продукты, которые используются в пищу без термической обработки. Почва, загрязненная органическими веществами, служит местом обитания грызунов, являющихся источниками таких опасных инфекций, как бешенство, чума, туляремия и др., а также благоприятным местом развития мух, которые могут переносить возбудителей кишечных инфекций.

Самоочищение почвы

Органические вещества в почве образуются из остатков растений и животных. Важную роль в процессе разложения играют сапрофиты. В процессе самоочищения почвы важнейшее значение имеет явление гумификации. В результате сложного взаимодействия мезофильных и термофильных микроорганизмов (химические реакции) образуется сложное аморфное органическое вещество (масса) — гумус — тёмнокоричневого или чёрного цвета. В его состав входят гумины, углеводы, жиры, органические кислоты, фенольные соединения, карбоновые кислоты, эфиры жирных кислот. В почве частицы гумуса прилипают к глине, образуя единый комплекс. Отличительное свойство гумуса заключается в том, что он не способен загнивать и, следовательно, не может стать средой для размножения микроорганизмов, особенно патогенных.

Гумус улучшает свойства почвы, повышая ее способность удерживать влагу и растворённые минеральные вещества. В болотистых почвах образование гумуса идёт очень медленно. Органические остатки спрессовываются здесь в торф. В середине XIX в. гигиенист М. Рубнер писал: «Единственным местом, удовлетворяющим требованиям и предназначенным самой природой для восприятия органических отбросов, является почва… и в почве даны все условия к тому, чтобы благодаря совершающимся в ней процессам различные органические вещества превратились в те же формы неорганических соединений, в виде которых они являются необходимым питательным материалом для растений». Процессы, описанные Рубнером, являются процессами самоочищения почвы, происходящими под действием физических, химических и биологических факторов.

Под действием физических факторов (высушивание из-за солнца) значительная часть патогенной флоры погибает, химических (кислород воздуха и почвы) — происходит окисление органических веществ (жиры и углеводы) до углекислого газа и воды, разложение азотсодержащих соединений на аминокислоты и их нитрификация в результате окисления. При этом существенную роль играют бактерии родов Nitrosomonas и Nitrobacter, которые и образуют минеральные вещества, усваиваемые растениями. Некоторые химические элементы (азот, фосфор, сера) в процессе разложения переходят из органических соединений в неорганические. Происходит так называемый процесс минерализации вещества.

Биогеохимические провинции

Почва является одним из основных компонентов биосферы и в определенной степени обусловливает химический состав внутренней среды растений, животных и человека. Благодаря почве обеспечивается баланс в цепи «почва — растения — животные — человек». В настоящее время установлено, что в организме человека присутствует порядка 60 различных элементов, составляющих лишь 0,6 % от общей массы тела (в т.ч. 25 микроэлементов входит в состав крови, и более 30 содержится в грудном молоке). Таким образом, обеспеченность организма различными химическими веществами находится в прямой зависимости от химического состава почвы. Впервые этот вопрос начал изучать академик В. И. Вернадский. На основе данных исследований А. П. Виноградов создал учение об аномальных биогеохимических провинциях.

Влияние различных химических элементов на организм особенно сильно проявляется при резко выраженном избытке или недостатке в почве отдельных химических элементов. Это приводит к различным формам нарушения обмена веществ и возникновению эндемических заболеваний, которые могут оканчиваться гибелью организма. Подобные эндемии встречаются при большом содержании в почве стронция (хондродистрофия), бора (борный энтерит), фтора (флюороз), кальция (ломкость костей), кобальта (гипо- и авитаминоз, витамина В2). При недостатке йода развивается эндемический зоб и т. д.

Эндемический зоб — компенсаторное увеличение щитовидной железы, ярко проявляющееся в местах (провинциях) с одновременным недостатком йода и кобальта. В провинциях, бедных фтором, распространен эндемический кариес зубов у животных и человека (например, содержание фтора в питьевой воде в крупных городах Беларуси — от 0,1 до 0,3 мг/л).

Всего на территории стран СНГ насчитывается более 30 естественных биогеохимических провинций. Искусственные биогеохимические провинции. В настоящее время, кроме естественных эндемических почвенных регионов, появились искусственные биогеохимические районы и провинции. Их появление связано с поступлением в почву промышленных выбросов (дымовые выбросы заводов, сбросы сточных вод и твердых отходов). Фабричная пыль, оседая на поверхности земли, покрывает ее все более толстым слоем, что наблюдается в крупных промышленных районах. Чаще всего оседают частицы, содержащие активные химические вещества. Под их действием в почве происходят реакции, совершенно изменяющие ее состав. Так, выбросы продуктов сгорания каменного угольного угля с большим содержанием SO2 (диоксид серы) приводят к образованию в почве серной кислоты (H2SO4).

Ртуть даже в незначительных количествах оказывает большое влияние на биологические свойства почвы. Повышенное содержание ртути в почве неблагоприятно воздействует на организм человека: увеличивается частота заболеваний нервной и эндокринной систем. Свинец при попадании в почву угнетает деятельность микроорганизмов-антагонистов кишечной и дизентерийной палочек, удлиняет сроки самоочищения почвы, а у людей, проживающих в этих районах, наблюдаются патологические изменения со стороны кроветворной системы, органов внутренней секреции, а также отмечается учащение случаев злокачественных новообразований. Искусственные геохимические провинции с повышенным содержанием канцерогенных веществ в почве наблюдаются вблизи ТЭЦ, аэродромов, автомагистралей и в районах лесных пожаров. В последние годы приобрела большую актуальность проблема охраны почв от загрязнения ядохимикатами, ненормированных доз минеральных удобрений и стимуляторов роста растений. Химические соединения (ядовитые по своей сути), проникая в почву каждый раз все в больших количествах, накапливаются в ней и изменяют с течением времени ее физическую и химическую структуру, кислотность. Они убивают также микроорганизмы, принимающие активное участие в процессе почвообразования, дождевых червей, разрыхляющих землю, и много других организмов, существование которых имеет решающее значение для плодородия земли (бонитет). В искусственных биогеохимических районах, как правило, отмечаются повышение уровня заболеваемости, врожденные уродства, аномалии развития, нарушения физического и психического здоровья детей. Помимо отдаленных последствий, в искусственных геохимических провинциях наблюдаются случаи не только хронических, но и острых отравлений, особенно при проведении сельскохозяйственных работ.