НОРМИРОВАНИЕ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Для решения проблемы обеспечения населения и отраслей эконо­мики водой требуемого качества необходимо решить вопросы оптималь­ного нормирования водопользования. При этом понимается, что нор­мирование включает лимиты на изъятие воды из источника, лимиты на сброс сточных вод и предельных масс загрязнений по каждому ингре­диенту (ПДС — предельно допустимый сброс), режим их поступления в водный объект и т. д. Нормирование служит административным ры­чагом воздействия на водопользователей и вместе с тем плановой мерой потребления свежей и отвода сточной воды с учетом их качества.

Характерная особенность нормирования водопотребления — его отраслевая направленность. Отраслевые нормативы — это предельно допустимые для данной отрасли показатели, рассчитываемые в настоя­щее время на средние условия производства, а в перспективе — на прогрессивные технологии передовых предприятий.

Нормирование качества воды водного объекта состоит в определе­нии совокупности допустимых значений показателей состава и свойств воды, в пределах которых надежно обеспечиваются охрана здоровья населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие самого водного объекта. Нормы качества поверхност­ных вод устанавливаются для хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного водопользования.

К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использо­вание водных объектов или их участков как источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также как источников водоснабжения предприятий пищевой промышленности.

Коммунально-бытовое водопользование включает использование водных объектов для купания, спорта и отдыха населения, а также иное использование водных объектов, находящихся в черте населен­ных мест.

Рыбохозяйственные водотоки, водоемы и их отдельные участки используются для воспроизводства, промысла и миграции рыб, бес­позвоночных и водных млекопитающих.

Под качеством понимается характеристика состава и свойств воды, определяющих ее пригодность для конкретных видов водопользова­ния. Формирование качества происходит при загрязнении поверхно­стных вод либо сосредоточенными сбросами сточных вод различного вида, образующимися в результате деятельности человека, либо рас­средоточенным потоком с водосборных пространств: селитебных тер­риторий, сельскохозяйственных угодий, просто хозяйственно освоен­ных площадей водосбора.

Допустимая степень снижения качества поверхностных вод опре­деляется требованиями к составу и свойствам воды и предельно до­пустимыми концентрациями (ПДК) веществ в воде водных объектов в соответствии с видом водопользования. Водные объекты следует счи­тать загрязненными, если в расчетном пункте (створе) не соблюдают­ся установленные для данного вида водопользования требования к составу и свойствам воды и нормативы ПДК, приведенные в «Сани­тарных правилах и нормах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».

При несоответствии воды ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» возни­кает необходимость улучшения ее качества. Способы и методы обра­ботки воды на водопроводной станции так же, как и состав сооруже­ний по водоочистке, зависят от свойств воды источника. Под улучше­нием качества воды понимают комплекс мероприятий, направленных на осветление (устранение мутности воды), обесцвечивание (устране­ние цветности воды) и обеззараживание (освобождение воды от пато­генных микроорганизмов). В отдельных случаях прибегают к исполь­зованию специальных методов обработки воды: опреснению, умягче­нию, обезжелезиванию, фторированию и т. д.

Осветление достигается методами отстаивания, коагулирования и фильтрования.

Обеззараживание воды является заключительным, наиболее важ­ным процессом улучшения качества воды и может осуществляться хи­мическими и физическими безреагентными методами. К физическим методам относятся: кипячение, облучение УФ-лучами, воздействие ульт­развуковыми волнами, токами высокой частоты или гамма-лучами. Химические методы обеззараживания воды основаны на применении различных химических соединений, обладающих бактерицидным дей­ствием. В качестве обеззараживающих агентов наиболее часто приме­няется газообразный хлор или его различные соединения, содержащие так называемый активный хлор, также применяется озон, соединения серебра идр. В настоящее время наибольшее распространение получи­ли хлорирование, озонирование и облучение воды УФ-лучами.

ЗАЩИТА ВОДЫ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОЧИСТКЕ

Понятие очистки неразрывно связано с качеством. На рис. 8.7 по­казана схема изменения качества водной среды под влиянием хозяй­ственной деятельности. При рациональном использовании среда за­грязняется слабо, и происходящие в ней природные процессы само­регуляции и самоочищения восстанавливают ее качество почти до первоначального состояния. При нерациональном использовании за­грязнение достигает такой степени, что сама среда не в состоянии с ним справиться и, следовательно, будет деградировать. Предотвратить это возможно путем искусственного восстановления качества среды.

Очистка в широком экологическом понимании — это удаление из какой-либо среды появившихся в ней новых, обычно нехарактерных для нее физических, химических или биологических агентов либо сни­жение их концентрации или интенсивности до естественного среднемноголетнего уровня. Другими словами, очистка — это процесс, направлен­ный на восстановление качества среды, сохранение естественного рав­новесия происходящих в ней процессов, ее биологической ценности.

Существует и другое, практическое понимание очистки: удаление из среды тех или иных физических, химических или биологических аген­тов до уровня, позволяющего использовать ее для нужд хозяйственной деятельности. Очистка в практическом понимании не всегда направлена на сохранение естественного равновесия в развитии среды, так как в про­цессе очистки могут извлекаться и характерные для среды компоненты.

Возможны три качественных состояния среды:

1) происходит самоочищение среды; искусственная очист­ка, если она применяется, происходит с высокой эффективностью;

2) среда не справляется с происходящим загрязнением; ис­кусственная очистка неэффективна или малоэффективна; качество среды ниже естественного уровня;

3) в среде не происходит заметных качественных изменений; естественные процессы самоочищения предотвращают загрязнение; искусственная очистка обеспечивает восстановление качества среды.

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Классификация примесей сточных вод по фазово-дисперсной ха­рактеристике, предложенная Л. А. Кульским, позволяет произвести сис­тематизацию примесей для последующего выбора эффективной схемы очистки. Сущность этой классификации состоит в том, что все примеси по их отношению к дисперсионной среде разделены на четыре группы:

I — взвеси с размером частиц более 10 ¹ мкм, суспензии и эмуль­сии, обусловливающие мутность воды, микроорганизмы и планктон;

II — коллоидно-растворенные вещества с размером частиц 10-²...10 ¹ мкм, коллоиды и высокомолекулярные соединения, обу­словливающие окисляемость и цветность воды, вирусы;

III — молекулярно-растворенные вещества с размером частиц 10-³...10-² мкм, газы, растворимые в воде, органические вещества, при­дающие ей запахи и привкусы;

IV— вещества, диссоциирующие на ионы (электролиты), с раз­мером частиц менее 10-³ мкм, соли, кислоты, основания, придающие воде жесткость, щелочность и минерализованность.

На рис. 8.8 приведена классификация основных ме­тодов очистки сточных вод, разработанная с учетом фазово-дисперс­ной характеристики.

Методы механической очистки (отстаивание, флотация, фильтро­вание, осаждение в центробежном поле и др.) позволяют обычно вы­делить частицы крупнее 10...50 мкм.

Для очистки сточных вод от мелкодисперсных и коллоидных час­тиц используют физико-химические методы (коагуляцию, флокуляцию, электрокоагуляцию).

Биологическая очистка дает возможность удалять из сточных вод разнообразные органические соединения, в том числе токсичные.

Кроме того, используют термические методы, приводящие к лик­видации сточных вод, а также методы закачки сточных вод в подзем­ные горизонты и их захоронение.

Имея данные по расходам сточных вод, их подробную характери­стику, а также требования к очищенной воде, выбирают оптимальный метод очистки с учетом технико-экономических показателей. В настоя­щее время наращиваются объемы оборотно-повторного водопользо­вания в промышленности и коммунальном хозяйстве.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Раскройте физиологическое и гигиеническое значение воды.

2. Каковы последствия употребления воды с различной концентрацией со­лей и микроэлементов?

3. Каковы сроки выживаемости патогенных микроорганизмов в воде?

4. Укажите источники загрязнения водоемов.

5. Какие физические показатели характеризуют качество воды?

6. Какими химическими показателями характеризуют воду?

7. Что характеризует концентрация водородных ионов в воде?

8. Что представляют собой биологические и бактериологические показате­ли качества воды?

9. Какие виды водоемов различают в зависимости от их назначения?

10. Какие признаки характеризуют качество воды?

11. Какими методами добиваются улучшения качества воды?

12. В чем заключается очистка воды?

13. Какие возможны качественные состояния среды? Охарактеризуйте их.

14. Укажите основные методы обезвреживания сточных вод.

§8.5.

ПОЧВА КАК ФАКТОР СРЕДЫ ОБИТАНИЯ

Почва — это природное образование, состоящее из свя­занных между собой горизонтов, формирующихся в результате преоб­разования поверхностных слоев литосферы под действием воды, возду­ха и живых организмов. Почва состоит из твердой, жидкой (почвенный раствор), газообразной и живой (почвенная флора и фауна) частей.

Каждая почва включает минеральные, органические и органоминеральные комплексы соединений, а также почвенные растворы, поч­венный воздух и почвенные микроорганизмы.

Как один из факторов окружающей среды почва и подстилающие ее горные породы (грунт) оказывают большое влияние на здоровье людей и санитарные условия жизни населения. Почве принадлежит ведущая роль в круговороте веществ в природе, обеззараживании твер­дых и жидких отходов. Она оказывает существенное влияние на кли­мат, химический состав растительных продуктов и опосредованно на продукты животного происхождения.

Одной из постоянных частей является почвенная влага. Гигиени­ческое значение почвенной влаги состоит в том, что все химические вещества, а также биологические загрязнители почвы (яйца гельмин­тов, простейшие, бактерии, вирусы) могут мигрировать в почве толь­ко с почвенной влагой. Кроме того, все химические и биохимические процессы, протекающие в почве, в том числе процессы самоочище­ния почвы от органических соединений, осуществляются в водных растворах.

Другой постоянной частью почвы является воздух. Гигиеническое значение почвенного воздуха состоит в том, что отклонение от его ес­тественного состава может явиться показателем загрязнения почвы. Кроме того, с почвенным воздухом могут передвигаться на большие расстояния летучие загрязнители почвы. Кислород почвенного возду­ха обеспечивает процессы самоочищения почвы от органических за­грязнителей.

В результате хозяйственной (бытовой и производственной) дея­тельности человека в почву поступает различное количество экзоген­ных химических веществ: пестицидов, минеральных удобрений, сти­муляторов роста растений, поверхностно-активных веществ (ПАВ), полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), промышлен­ных и бытовых сточных вод, выбросов промышленных предприятий и транспорта и т. п.

Почва, являясь элементом биосферы Земли, формирует химиче­ский состав потребляемых человеком продуктов питания, питьевой воды и отчасти атмосферного воздуха; этот состав зависит от естест­венной химической природы почв, а также качества и количества вно­симых в почву экзогенных химических веществ. Описаны случаи от­равления людей и животных, употребляющих фитомассу, выращен­ную на земельных участках эндемических районов и содержащую повышенные концентрации некоторых химических веществ. Так, рас­тения, произрастающие на щелочных почвах (США, Канада, Ирлан­дия) с высоким содержанием селена, могут накапливать его в количе­ствах до 5000мг/кг. Высокая концентрация селена в растительных продуктах является причиной возникновения «щелочной болезни» скота (селеновый токсикоз), отравлений людей и массовой гибели сель­скохозяйственных животных.

В настоящее время, кроме естественных эндемических почвенных регионов, появились 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 (табл. 8.8).

В искусственных геохимических провинциях отмечается повыше­ние уровня заболеваемости, иногда врожденные уродства и аномалии развития, нарушения физического и психофизического развития детей.

Табл. 8.8

Классы опасности химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов, отходов

Помимо отдаленных последствий, в искусственных геохимических провинциях наблюдаются случаи не только хронических, но и острых отравлений при проведении работ на сельскохозяйственных полях, огородах, садах, обработанных пестицидами, а также на земельных угодьях, загрязненных экзогенными химическими веществами, содер­жащимися в атмосферных выбросах промышленных предприятий.

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.

Свинец при попадании в почву угнетает деятельность не только нитрифицирующих бактерий, но и микроорганизмов-антагонистов кишечной и дизентерийной палочек Флекснера и Зонне, 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, относятся бор, ванадий, тал­лий, вольфрам и др.

В искусственно образовавшихся эндемических провинциях наблю­даются острые и хронические отравления, аллергические заболевания. Отмечается также повышение бластомогенной опасности почвы, что связано с повышенным содержанием в ней бензапирена вблизи аэро­дромов, а также вдоль коридоров движения самолетов. Искусственные геохимические провинции с повышенным содержанием канцероген­ных веществ в почве наблюдаются также вблизи ТЭЦ с малоэффек­тивными золоуловителями, в районах лесных пожаров, вблизи авто­магистралей и т. д. Поэтому общая санитарная оценка по содержанию экзогенных химических веществ имеет большое значение. Из почвы через питьевую воду, пищевые продукты и атмосферный воздух экзо­генные химические вещества поступают в организм человека по био­логическим пищевым цепочкам.

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 определяется типом почвы и ее химическим составом.

РОЛЬ ПОЧВЫ В ПЕРЕДАЧЕ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Особое гигиеническое значение почвы связано с опасностью пе­редачи человеку возбудителей различных инфекционных заболева­ний. Несмотря на антагонизм почвенной микрофлоры, в ней дли­тельное время способны сохраняться жизнеспособными и вирулент­ными возбудители многих инфекционных заболеваний. В течение этого времени они могут загрязнять подземные водоисточники и за­ражать человека.

Длительно сохраняются в почве не только патогенные бактерии, но и ви­русы. Также в почве длительно (20­25 лет) сохраняются споры патогенных микроорганизмов: столбнячной палоч­ки, возбудители газовой гангрены, бо­тулизма и сибирской язвы. Через за­грязненную почву передаются возбудители острых инфекционных желудочно-кишечных заболеваний, лептоспирозов, бруцеллеза, туляремии, сибирской язвы, туберкулеза, гельминтозов, инфекционного гепатита, энтеровирусных, а также не­которых аденовирусных заболеваний.

Наиболее простой путь заражения — через руки, загрязненные инфицированной почвой. Описан случай эпидемии брюшного тифа, охватившей за 36 дней 60% детей в детском саду, инфицированных через загрязненный песок. Однако чаще встречаются более сложные пути передачи инфекционного начала через почву. Имеются данные о вспышках тифа, возникших в результате проникновения возбудителей из загрязненной почвы в грунтовые воды, о колодезных эпидемиях брюшного тифа и дизентерии, связанных с загрязнением почвы. С поч­венной пылью могут распространяться возбудители ряда других ин­фекционных болезней (микробактерии туберкулеза, вирусы полио­миелита, Коксаки и др.) Почва играет эпидемическую роль в распро­странении гельминтов. В естественных условиях в почву постоянно поступают органические вещества, в первую очередь вещества расти­тельного происхождения. Уровень загрязнения почвы органически­ми веществами является косвенным показателем эпидемической опас­ности почвы.

В последнее время оценка эпидемической опасности почв насе­ленных пунктов проводится по количеству в 1 г почвы бактериальных клеток (кишечных палочек, энтерококков, патогенных энтеробактерий, энтеровирусов) и яиц гельминтов с учетом характера землеполь­зования.

ПРОЦЕССЫ САМООЧИЩЕНИЯ ПОЧВЫ

Попавшие в почву со сточными водами или твердыми отходами органические вещества, содержащие белки, жиры, углеводы и про­дукты их обмена, подвергаются распаду вплоть до образования неор­ганических веществ — это процесс минерализации. Параллельно в почве происходит процесс синтеза из органических веществ нового сложного органического вещества почвы, получившего название гу­муса. Процесс синтеза почвенного вещества называется гумификаци­ей, а оба биохимических процесса (минерализации и гумификации), направленные на восстановление первоначального состояния почвы, получили название процесса самоочищения почвы.

Механизм самоочищения почвы весьма сложен, схематически этот механизм можно представить следующим образом. Органические ве­щества, попавшие в почву со сточными водами, продолжают свое пе­редвижение в горизонтальном и вертикальном направлениях. Достиг­нув грунтовых вод, фильтруемая жидкость с загрязнениями вливает­ся в грунтовые воды и в дальнейшем подчиняется направлению и скорости их движения. По мере передвижения загрязнений с почвен­ной влагой в фильтрующем слое грунта количество загрязнений (взве­шенных, коллоидных, растворенных веществ, бактерий, вирусов, яиц гельминтов) постепенно уменьшается благодаря механической, фи­зической, физико-химической, химической и биологической погло­тительной способности почвы. Интенсивность поглощения указанных загрязнений тем больше, чем меньше размер частичек грунта, она уве­личивается по мере заиливания промежутков между частицами и понижения коэффициента фильтрации. С гигиенической точки зрения особенно важен вопрос о поглощении почвой бактерий. Поглощение бактерий происходит под действием механического фактора, поверх­ностной энергии электрохимических взаимоотношений и зависит от вида бактерий, их подвижности, размеров почвенных частиц, рН сре­ды и пр.

Обезвреживание чужеродного для почвы органического вещест­ва, поступившего со сточными водами или твердыми отбросами (отхо­дами), осуществляется главным образом микроорганизмами, входя­щими в состав биоорганоминерального комплекса почвы.

Углеводы, попавшие в почву с отбросами или сточными водами, в аэробных условиях благодаря деятельности микроорганизмов подвер­гаются превращениям, в результате которых происходит синтез глико­гена микробной клетки, образуются вода и СОг, выделяется энергия. В анаэробных условиях биохимический процесс разложения углево­дов гораздо сложнее. Разложение углеводов заключается в образова­нии жирных кислот с их последующим распадом до водорода, СО_г, метана и других газов. Анаэробное дыхание происходит без участия свободного кислорода. Микроорганизмы получают необходимую энер­гию путем расщепления сложной молекулы органического вещества на более простые. При этом выделяется гораздо меньше энергии, чем при кислородном дыхании.

Расщепление жиров в почве происходит очень медленно, так как жиры мало подвержены процессам биохимического разрушения. В аэробных условиях этот процесс протекает с образованием липидов микробной клетки и выделением воды, СО_г, энергии. В анаэробных условиях разложение жиров осуществляется примерно по той же схе­ме, что и углеводородов.

Расщепление белков происходит с участием микроорганизмов, так как азот является одним из органогенов, необходимых для развития любого микроорганизма. Источником азота служат белоксодержащие вещества. Сложные молекулы белка (пептиды) под влиянием фермен­тов, выделяемых микроорганизмами, расщепляются до альбуминов и пептонов, а затем до аминокислот. Часть аминокислот используется как пластический и энергетический материал размножающимися микро­организмами биопленки, а часть подвергается дезаминированию с об­разованием аммиака, воды и СО₂ В аэробных условиях образовавший­ся аммиак растворяется в воде, получается гидроксид аммония.

Большая часть аминокислот, образовавшихся из белков отходов при их расщеплении, используется как пластический материал для биосинтеза микроорганизмов. В дальнейшем при отмирании этих микроорганизмов образуется гумус почвы, а при самоокислении в ко­нечном счете карбонат аммония.

Азотосодержащие органические вещества попадают в почву не только в виде белка, но и в виде аминокислот и продуктов белкового обмена, в частности мочевины. Мочевина под влиянием уробактерий и их фермента уреазы гидролизуется и также образует аммоний. Об­разующийся аммоний в дальнейшем подвергается биохимическому окислению при помощи аэробных бактерий. Этот процесс, получивший название нитрификация, осуществляется в две фазы: в первой фазе аммонийные соли превращаются в азотистые соединения (нитриты), во второй — в азотные со­единения (нитраты).

Таким образом, азотная кислота в виде минеральных соединений (нитратов) является конечным продуктом окисления белковых ве­ществ и продуктов обмена в животном и растительном организмах.

Одновременно с окислительными процессами в почве происходят и восстановительные процессы, то есть денитрификация.

Степень восстановительного действия бактерий, помимо их био­химических особенностей, зависит от состава среды, ее реакций и дру­гих условий. В щелочной среде и при широком доступе воздуха вос­становительный процесс не идет дальше образования солей азотистой кислоты; в кислой среде и при затрудненном притоке кислорода вос­становление идет до аммиака. Денитрификацией в узком смысле сло­ва называют разложение нитратов и нитритов с выделением свобод­ного азота. Не имея свободного кислорода или располагая им в огра­ниченном количестве, денитрифицирующие бактерии берут его у солей азотной и азотистой кислот, одновременно окисляют безазотистые ор­ганические соединения, черпая в этом окислительном процессе нуж­ную им энергию. Этот сложный процесс является одновременно окис­лительным и восстановительным.

Процесс денитрификации характеризуется обильным выделени­ем газов, состоящих обычно из смеси азота и С0₂, иногда с примесью оксида азота.

Гигиеническое значение денитрификации весьма важно в связи с тем, что этот процесс при работе сооружений по почвенной очистке может быть преобладающим, например в начальный период эксплуа­тации полей орошения. Положительным моментом в этом процессе является то, что при дефиците кислорода воздуха используется кисло­род нитратов, чем предотвращается загрязнение ими подземных вод. Судьба нитратов, образовавшихся при биохимическом окислении ор­ганических веществ, сводится к тому, что часть из них усваивается корнями растений, часть подвергается денитрификации и, наконец, используется для синтетических процессов микроорганизмами.

Если в почве обезвреживание органического вещества в основном осуществляется путем биохимических процессов минерализации, нит­рификации, денитрификации и лишь незначительно за счет твердых отбросов, осадка сточных вод и активного ила в искусственных соору­жениях осуществляется главным образом за счет процессов гумифи­кации при участии термофильных микроорганизмов. Схематично про­цесс гумификации представлен на рис. 8.9.

Все названные выше почвенные процессы имеют большое сани­тарно-гигиеническое значение. Они лежат в основе широко исполь­зуемых методов почвенного обезвреживания нечистот и отбросов, в частности биотермического.

Биотермическое обезвреживание органических загрязнений обес­печивает разрушение сложного органического вещества отходов и про­дуктов обмена (мочевины, мочевой кислоты идр.) до более простых соединений, которые затем термофильными микроорганизмами в при­сутствии кислорода превращаются в новое, устойчивое, безопасное в санитарном отношении вещество — гумус. Одновременно происходит уничтожение вегетативных форм патогенных бактерий, вирусов, про­стейших, яиц гельминтов, яиц и личинок мух, семян сорняков.

САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ

Санитарная охрана почвы относится к числу важнейших гигиени­ческих задач санитарно-эпидемиологической службы. К числу основ­ных мероприятий по санитарной охране почвы можно отнести сле­дующие.

1. Законодательные, организационные и административные меро­приятия.

2. Технологические мероприятия, направленные на создание без­отходных и малоотходных технологических схем производства, умень­шающих и снижающих до минимума образование отходов.

3. Санитарно-технические мероприятия по сбору, удалению, обез­вреживанию и утилизации отходов, загрязняющих почву (санитар­ная очистка населенных мест).

4. Планировочные мероприятия, касающиеся научного обоснова­ния и соблюдения величин санитарно-защитных зон между очистны­ми сооружениями и жилыми зданиями, местами водозабора, выбора схем движения автотранспорта, выбора земельных участков под очи­стные сооружения.

5. Разработка гигиенических нормативов для оценки санитарного состояния почвы при поступлении в нее органических, биологических (патогенные и условно-патогенные вирусы, бактерии, простейшие, яйца гельминтов) и химических (пестициды, тяжелые металлы, бензапирен и др.) загрязнителей. В настоящее время утверждено несколь­ко десятков ПДК вредных веществ в почве.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какова роль почвы как фактора среды обитания?

2. Как влияет на здоровье населения поступление в почву фтора, ртути, свинца?

3. Приведите примеры передачи человеку из инфицированной почвы раз­личных заболеваний.

4. Объясните механизм самоочищения почвы.

5. Как происходит расщепление попавших в почву углеводов, жиров и белков.

6. Что представляет собой денитрификация почвы?

7. Как можно представить схематично процесс гумификации почвы?

8. Какие мероприятия предполагает санитарная охрана почвы?

§8.6.

ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ

Пища наряду с такими важными компонентами, как белки, углеводы, аминокислоты, витамины, жиры и другие вещест­ва, содержит большое количество различных по химической струк­туре соединений, представляющих потенциальную опасность для здоровья. В связи с повсеместным загрязнением окружающей сре­ды наличие токсикантов в пищевых продуктах — весьма актуаль­ная проблема.

Контаминанты пищевых продуктов (естественные и антропоген­ные) представляют наибольшую опасность для здоровья человека. К подобным загрязнителям химического происхождения относятся: металлы (ртуть, свинец, хром, мышьяк, кадмий и т. д.), пестициды и продукты их деградации и метаболизма (в частности хлорорганические и фосфорорганические), радиоизотопы (цезий-137, стронций-90, йод-131), нитриты и нитраты, асбест, соединения фтора, селен, полихлорированные соединения, стимуляторы роста растений и сельско­хозяйственных животных и т. д.

Среди контаминантов биологического происхождения выделяют бактериальные токсины (клостридии ботулизма, стафилококки), це­лый спектр микотоксинов (афлатоксины, охратоксины, трихотецены, патулин, стеригматоцистин, цитринин ит. п.), токсины одноклеточ­ных и многоклеточных водорослей. Детально об экологическом зна­чении многих из перечисленных загрязнителей и их реальной и по­тенциальной опасности речь шла в различных разделах настоящей книги. Остановимся лишь на двух важных аспектах проблемы — за­грязнении пищевых продуктов в результате химизации животновод­ства и использовании пищевых добавок.

В марте 1996 г. в Санкт-Петербурге проходил международный эко­логический кинофестиваль. Диплом за новый взгляд на проблему был присужден фильму из Великобритании «Свинская медицина», где на примере свиноводческой фермы рассказано о малоизвестной негатив­ной роли сельского хозяйства в нашей жизни, а именно о загрязнении продуктов животноводства лечебно-профилактическими средствами и ростстимулирующими препаратами, остаточные количества которых, обнаруживаемые в продуктах, могут оказывать вредное влияние на организм людей.

В кормах для животных белковый и аминокислотный дефицит восполняется добавлением отходов пищевой промышленности (рыб­ная мука, гидролизаты субпродуктов), кормовыми дрожжами, под­солнечными шротами и т. п., а также добавлением премиксов, содер­жащих биологически активные вещества (витамины, гормоны, фер­менты), ростоускорители, антибиотики, сульфаниламиды. Наряду с этим в состав кормовых рационов могут попадать такие антропоген­ные загрязнители, как пестициды, диоксины, полихлорированные бифенилы и трифенилы, нитриты, нитраты, микотоксины и другие опасные для здоровья вещества.

Для стимуляции репродуктивной функции и роста животных час­то применяют гормональные препараты — тиреостатики, половые гор­моны, их синтетические аналоги и анаболические стероиды, фитогормоны. Часть из них быстро метаболизируется в организме и потому не представляет собой очевидной опасности для человека, но остаточные количества в мясе и молоке других (например, диэтилстильбестрола) могут оказывать негативные эффекты на потребителей этих живот­ных продуктов. Продуктивность животноводства увеличивают азот­содержащие кормовые добавки — белково-витаминный концентрат (БВК), дрожжевые, бактериальные и водорослевые белки, мочевина, синтетические аминокислоты.

Поскольку БВК производится на парафинах нефти, то в орга­низм могут попадать неутилизированные углеводороды, в частности бензапирен, а также липиды, не свойственные традиционным продук­там питания, и микотоксины. В продуктах животного происхождения весьма нередко обнаруживаются и пестициды, которые попадают в мясо, молоко, яйца как с кормами, так и в результате обработки сель­скохозяйственных животных и птицы. Хлорорганические пестициды накапливаются в тканях и органах и могут сохраняться в них продол­жительное время, а фосфорорганические пестициды, являясь фермент­ными ядами, могут длительно циркулировать в организме. Для про­филактики ряда заболеваний сельскохозяйственных животных при­меняют различные лекарственные препараты.

Скандальную известность в Германии получила история нелегаль­ного использования сердечных средств — бета-блокаторов. Известно, что домашние свиньи из-за близкородственного скрещивания склон­ны к стрессам и развитию инфарктов. Поэтому им вводили бета-блокаторы при транспортировке с фермы на бойню для предупреждения гибели от инфаркта. Эти лекарственные средства, обладающие рядом отрицательных побочных эффектов, через свинину попадали в орга­низм человека.

Также негативное влияние на людей могут оказывать остаточные количества антибиотиков как в результате прямого токсического дей­ствия, так и путем вызывания аллергических реакций или развития устойчивых к антибиотикам штаммов микроорганизмов. В последнем случае попытки лечения человека такими антибиотиками окажутся безуспешными. Эта проблема относительно новая, последствия вне­дрения химизации в животноводство, особенно отдаленные эффекты, пока изучены недостаточно.

Пищевые добавки люди стали применять с незапамятных вре­мен, в частности поваренную соль, винный уксус, пряности, сахароподобные вещества. В основном пищевые добавки представляют со­бой химические вещества природного или синтетического происхож­дения, которые вносят в продукты питания с целью улучшения качества, придания приятого вкуса, запаха или цвета, увеличения сроков хранения ит.д.

В нашей стране в отношении пищевых добавок действует эколо­гически оправданный принцип — «запрещено все, что не разреше­но». Так, среди синтетических красителей применяются лишь два — индигокармин и тартразин, в то время как в мире используется до­вольно большое их количество. Часть из них обладает аллергенными, мутагенными или канцерогенными свойствами. То же относится и к консервантам, эмульгаторам, стабилизаторам, осветлителям, подсла­стителям.

В связи с тем, что сегодня отечественный рынок наполняется про­дуктами иностранного производства, содержащими самые разнооб­разные пищевые добавки и не всегда удовлетворительного качества, очень важно знать негативные свойства этих добавок. Последние, со­гласно требованиям ФАО/ВОЗ, отражены в маркировке продуктов. Французскими специалистами из Исследовательского центра Hospital-Villejuif составлен перечень вредных для здоровья веществ, при­меняемых для окрашивания и консервирования пищевых продуктов. Согласно этому списку агенты, обозначенные на этикетках продуктов как Е102, Е110, Е120, Е124, Е127 классифицированы как «опасные» (Е123 — «очень опасный»), к «запрещенным» отнесены Е103, Е105, Е111, Е121, Е125, Е126, Е130, Е152; канцерогенными считаются Е130, Е142, Е210, Е211, Е212, Е213, Е214, Е215, Е216, Е217, Е240, Е330; вызывающими расстройство кишечника— Е221, Е222, Е223, Е224, Е226; вызывающими расстройство желудка — Е338, Е339, Е340, Е341, Е407, Е450, Е461, Е462, Е463, Е465, Е466; нарушения кровяного дав­ления вызывают препараты Е250, Е251; кожные заболевания возни­кают при применении Е230, Е231, Е232, Е233, а «подозрительными» считаются Е104, Е122, Е141, Е150, Е171, Е173, Е180, Е241, Е467.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие загрязнители химического происхождения в пищевых продуктах представляют опасность для здоровья человека?

2. Как отражается на здоровье человека внедрение химизации в животно­водство с последующим потреблением животных продуктов?

3. Какими опасными свойствами обладает ряд пищевых добавок?

4. Приведите классификацию вредных для здоровья пищевых добавок, при­меняемых для окрашивания и консервирования пищевых продуктов.

§8.7.

СТРАТЕГИЯ ЭКОРАЗВИТИЯ

Краткие сведения, изложенные в этой главе, показы­вают, что в окружающей среде содержится множество экологически опасных факторов самого различного происхождения, которые прямо или косвенно оказывают влияние на существование всего живого на Земле. Воздух, которым мы дышим, вода, которую мы пьем, почва, плодами которой мы пользуемся, пища, которую мы едим, составляют среду обитания, определяющую качество жизни самого человека.

Необходимо помнить, что оценка экологических опасностей долж­на быть комплексной и независимо от их природы учитывать движе­ние по трофическим цепям, кумуляцию, биотрансформацию, мета­болизм, перенос и переход из одних сред в другие, возможности из­менений и превращений во вторичные загрязнители, качественное и количественное влияние на различные организмы, входящие в эко­системы и влияние на сами экосистемы, начиная от простейшего уров­ня до биосферы в целом.

Большинство экологических опасностей — продукт антропоген­ной деятельности, результат научно необоснованной экологической политики общества. Экологизация жизни стала настоятельно необ­ходимой. Необходима разработка всеобъемлющей сверхдолговремен­ной стратегии природопользования, направленной на оздоровление человека и условий его жизни — локальных, национальных, регио­нальных и глобальных — с учетом физико-географических и социо-экономо-географических особенностей в этих пространственных гра­ницах. Наметим лишь некоторые стратегические направления экоразвития.

1. Промышленные технологии. Создать условно замкнутые и кас­кадные технологии с использованием ослабляющегося потока энер­гии от одного предприятия к другому с тем, чтобы получить минимум вещественных отходов и с наибольшей полнотой использовать вовле­каемую в хозяйство энергию. Подвергать строгой экспертизе любые технику и технологию, потенциально опасные для природы, жизни и здоровья людей.

2. Энергетика. Необходимо осознать, что порог энергетического насыщения на планете зависит не от возможностей получения энер­гии, а от допустимых лимитов и использования потока тепла, который может выдержать тропосфера Земли.

3. Сельское хозяйство. Перейти к экологическому (биологическо­му, биономическому, органическому) земледелию.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие субстанции влияют на качество жизни человека?

2. Что должна учитывать комплексная оценка экологических опасностей?

3. Как должны развиваться промышленные технологии с целью сбереже­ния энергии и уменьшения отходов?

4. Что определяет порог энергетического насыщения на Земле?

5. Как можно охарактеризовать «экологическое» земледелие?