46. Классы качества воды по микробиологическим показателям

Микробиологические показатели

Уровень загрязненности и класс качества вод	общее число бактерий, 106 клеток/мл	число сапро­фитных бакте­рий, 103 кле­ток/мл	отношение оощего числа бактерий к числу сапрофитных бактерий
Очень чистые, I	<0,5	<0,5	<1000
Чистые, II	0,5-1,0	0,5-5,0	>1000
Умеренно	1,1-1,3	5,1-10,0	1000-100
загрязненные, III
Загрязненные, IV	3,1-5,0	10,1-50,0	<100
Грязные, V	5,1-10,0	50,1-100,0	<100
Очень грязные, VI	>10,0	>100	<100

В настоящее время в рамках проекта ООН создана глобальная сис­тема мониторинга окружающей среды (ГСМОС), частью которой явля­ется программа, посвященная водным проблемам - ГСМОС (Вода), с цен­тром в Канаде. В программе ГСМОС (Вода) активное участие принимают 4 специализированных учреждения ООН: Комитет ООН по окружающей среде (ЮНЕП), Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Всемир­ная метеорологическая организация (ВМО) и Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО).

Задачи программы ГСМОС (Вода) следующие:

• мониторинг распространения и трансформации загрязняющих ве­ществ в водной среде;

• оповещение о серьезном нарушении состояния водных объектов;

• напоминание правительствам о необходимости принятия мероприя­тий по охране, восстановлению и улучшению окружающей среды.

В этой программе активное участие принимает также и наша страна.

5.1.3. Почва

Химические соединения, содержащиеся в почве, разделяют на естественные и посторонние.

К веществам, всегда имеющимся в естественной почве, но концен­трация которых может возрастать в результате антропогенной деятель­ности, относятся, например, металлы - свинец, ртуть, кадмий, медь и др. Повышенное содержание свинца может быть вызвано поглощением из атмосферы за счет выхлопных газов автотранспорта, в результате внесения удобрений, пестицидов и т. п. Мышьяк содержится во многих естественных почвах в концентрации примерно 100 млн^-1, однако его содержание может увеличиваться до 500 млн^-1. Ртуть в обычных почвах содержится в количестве от 90 до 250 г/га; за счет средств протравлива­ния зерна ежегодно ее содержание может увеличиваться на 5 г/га; при­мерно такое же количество попадает в почву с дождем.

Качественные и количественные изменения при длительном пре­бывании в почве посторонних органических химических веществ и ме­ханизмы их перераспределения в почве до настоящего времени не изу­чены ни для одного из таких веществ.

В процессе превращения органических веществ (рис. 28) в почве большую роль играют как абиотические, так и биотические реакции, протекающие под воздействием находящихся в почве живых организ­мов, а также свободных ферментов.

Рис. 28. Поведение ксенобиотиков в почве [29]

Образование неэкстрагируемых или связанных остатков чужерод­ных веществ в почве в значительной мере определяет ее качество на длительный период времени.

В соответствии с современным уровнем знаний возможны следую­щие виды связи в неэкстрагируемых остатках ксенобиотиков, находя­щихся в почве:

• включение в слоистую структуру глинистых материалов;

• нековалентное включение в пустоты гуминовых макромолекул; то же при участии водородных связей, ван-дер-ваальсовых сил, взаи­модействием с переносом заряда;

• ковалентное включение за счет связей с мономерами и встраивания в гуминовую макромолекулу.

• Ковалентные связи наиболее вероятны для веществ с реакционно-способными группами, подобных мономерам гуминовых веществ, в частности для фенолов и ароматических аминов.

• Связанные остатки химических веществ в почве в процессе микро­биологического разложения и длительного превращения гуминовых мате­риалов могут снова освобождаться и тем самым становиться биологически активными по отношению к растениям. До тех пор пока они не минерали­зуются или каким-либо образом не будут участвовать в углеродном обме­не, их рассматривают как посторонние для окружающей среды вещества.

• Поскольку часто почвы загрязнены сразу несколькими элементами, то для них рассчитывают суммарный показатель загрязнения Z_c, от­ражающий эффект воздействия группы элементов:

• 

  • 

• где К_с — коэффициент концентрации i-ого элемента в пробе; п - число учи­тываемых элементов.

• Суммарный показатель загрязнения может быть определен как для всех элементов в одной пробе, так и для участка территории по геохи­мической выборке.

• Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов по по­казателю проводится по оценочной шкале, градации которой разра­ботаны на основе изучения состояния здоровья населения, проживаю­щего на территориях с различным уровнем загрязнения почв (табл. 47).

• Одним из основных источников загрязнения почв являются кислот­ные дожди. В течение десятилетий кислотные загрязнения действуют на буферную емкость почвы. В отношении многих почв отмечается вымы­вание катионов, важных для питания растений, сорбционно-связанных с коллоидными частицами почвы, и в результате они мигрируют в глу­бинные слои, становясь недосягаемыми для корней растений. Поэтому, даже если рН почвы остается постоянным, плодородие почвы падает. Продолжающееся закисление почвы можно определить, например, по понижению концентрации ионов Fe²⁺ и Mg ⁺, а также алюминия А1³⁺.

• Независимо от выделения ионов Al³⁺ и других катионов, в том числе и тяжелых металлов, изменение рН почвы может приводить и к другим изменениям. Так, снижение рН препятствует развитию микроорганизмов так же, как это происходит в несозревших гумусовых почвах. К подоб­ным организмам относятся, в частности, грибы Mykorhiza, которые спо­собствуют усвоению минеральных веществ корнями растений. Ощути­мым результатом разрушения микроорганизмов почвы является наруше­ние ее нормального дыхания. Низкие значения рН способствуют присое­динению анионов к железосодержащим коллоидным частицам в почве, так как протоны сообщают комплексам положительный заряд. У фосфа­тов возможен обмен их кислотных остатков с ОН-группами на поверхности коллоидных частиц, при этом фосфатные остатки связываются и дальнейшее усвоение фосфора растениями становится невозможным.

47. Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв

по суммарному показателю

Категории загрязнения почв	Величина Z	Изменение показателей здоровья населения в очагах загрязнения
Допустимая	меньше 16	Наиболее низкий уровень заболе­ваемости детей и минимум функ­циональных отклонений
Умеренно опасная	16-32	Увеличение общего уровня забо­леваемости
Опасная	32-128	Увеличение общего уровня заболе­ваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими забо­леваниями, нарушениями функци­онирования сердечно-сосудистой системы
Чрезвычайно опасная	больше 128	Увеличение заболеваемости дет­ского населения, нарушение ре­продуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза при беременности, преждевре­менных родов, мертворождаемо-сти, гипотрофий новорожденных)

Закисление почвы оказывает большое влияние на многие, но не все металлы. При увеличении кислотности кадмий, свинец и цинк становят­ся подвижными и наиболее легко усваиваются растениями и животны­ми. Наряду с закислением почв и увеличением содержания в них тяже­лых металлов и пестицидов почвы могут содержать полихлорированные бифенилы в концентрациях до 100 мг на 1 кг сухой массы. Они очень медленно распадаются в почве и по этой причине в ней накапливаются.

Загрязнение пищи происходит из почвы с экстремально высоким или, наоборот, низким содержанием некоторых минералов, ядовитыми высшими растениями или микроорганизмами, которые обитают в каче­стве паразитов или сапрофитов на продовольственных растениях или в готовой пище. Кроме того, некоторые опасные вещества могут попадать в пищевые продукты через цепи питания.

Примером такого загрязнения является выращивание зерновых культур с высоким естественным содержанием селена. В этом случае сера в таких аминокислотах как цистеин, метионин, замещается селе­ном. Образовавшиеся «селеновые» аминокислоты могут привести к отравлению животных и человека. Недостаток молибдена в почве приводит к накоплению в растениях нитратов; в присутствии природных вторичных аминов начинается последовательность реакций, которые могут инициировать у теплокровных организмов развитие онкологиче­ских заболеваний.

Таким образом, антропогенные химические вещества, попадающие в окружающую среду - воздух, воду, почву - могут быть индифферент­ными, нежелательными или токсичными.