Экология почвы

Антропологические исследования уже давно выявили различия в темпах старения, физиологии и пропорциях тела человека в зависимости от места его жительства и от влияния минерального состава почвы геохимического района проживания – в северных широтах темп старения высокий, а в южных областях Земли он наименьший.

Под руководством профессора В.В. Ковальского сотрудниками биогеохимической лаборатории Института геохимии и аналитической химии РАН была проведена в большом объеме важная работа по изучению содержания и распределения микро - и макроэлементов в 130 регионах страны, составлены общая карта и атлас. Возникло новое научное направление – геохимическая экология эндемичных заболеваний, изучающая влияние микроэлементов и макроэлементов на организм человека. Проведенные исследования показали, что распространенные в разных регионах страны заболевания непосредственно связаны с особенностями химического состава воды, почвы и пищевых продуктов, используемых людьми в данной местности.

Микроэлементы поступают в организм человека с растительной и животной пищей, отчасти с водой по схеме: почва – растение - организм животного, человека. Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит к недостатку или избытку их не только у травоядных, но и плотоядных животных и у человека. Это влечет за собой нарушение промежуточного обмена веществ и возникновение эндемических (от греческого endemos – местный) заболеваний.

В частности, установлено, что недостаток меди и кобальта приводит к анемии, гепатиту, остеодистрофии, а высокое содержание свинца – к возникновению цефальгии, гингивитам, ишалгии. Недостаток фтора способствует повреждению зубов (кариес), а повышенное содержание молибдена и меди вызывает подагрические заболевания.

Широко известна зобная болезнь, вызванная низким содержанием в почве кобальта, меди, хрома, молибдена, марганца, йода. Другое тяжелое заболевание – болезнь Кашина-Бека («уровская болезнь») – ученые связывают с повышенным содержанием стронция в почве, избыточным поступлением с водой в организм фосфатов и марганца, а также с пониженным содержанием кальция в питьевой воде и пищевых продуктах, входящих в дневной рацион питания местного населения.

Причина влияния микроэлементов на распространенность заболеваний заключается в том, что они обладают высокой биологической активностью и участвуют во многих процессах жизнедеятельности: белковом, жировом, углеводном, витаминном, минеральном обмене, газо - и теплообмене, тканевой проницаемости, клеточном делении, костеобразовании, кроветворении, росте, размножении, иммунобиологических реакциях. Воздействие микроэлементов на обмен веществ тесно связано с их влиянием на активность ферментов, часть микроэлементов входит в структуру гормонов и витаминов.

Химическое загрязнение почвы. Практически все глобальные загрязнители объектов окружающей среды загрязняют и почву. Степень загрязнения почв наиболее интенсивна около предприятий цветной металлургии (в 450 раз выше фоновой), приборостроения (в 300 раз) и черной металлургии (в 250 раз) и менее интенсивна вблизи машиностроительных и химических предприятий. Концентрации загрязнителей в атмосфере убывают по экспоненте по мере удаления от их источника, таким образом, и почвы загрязняются с таким же градиентом концентраций - от центра к периферии, что обусловливает высокую степень загрязнения примыкающих к предприятиям жилых массивов.

Особую экологическую опасность представляют автотрассы. В США исследования полосы шириной 50 м по обочинам шоссе показало, что за счет заражения почвы земляные черви резко обогащены свинцом, цинком, никелем и кадмием. Птицы, поедающие этих червей, погибают от отравления тяжелыми металлами.

Существенное влияние на загрязнение почвы оказывают применяемые в сельском хозяйстве химикаты - пестициды, гербициды, которые занимают первое место в загрязнении окружающей среды. Второе место занимают тяжелые металлы, которые значи­тельно опережают такие широко распространенные загрязнители, как окись углерода, сернистый ангидрид, нефтепродукты и фотохимические оксиданты.

Со стороны почвы еще одну угрозу для здоровья человека представляют болезнетворные микроорганизмы и яйца гельминтов, сохраняющиеся в почве.

Бактерии, грибы, вирусы. В последние годы накопилось достаточно данных о том, что клостридии (группы спорообразующих бактерий) обладают способностью не только многие десятилетия сохраняться в почве в виде спор, но и размножаться в ней. К числу таковых относятся возбудители опасных инфекционных заболеваний (сибирская язва, газовая гангрена, столбняк, ботулизм).

Возбудители брюшного тифа, паратифов и холеры могут оставаться в почве жизнеспособными до 3 месяцев, бруцеллеза – до 5 месяцев, туляремии – до 2 месяцев, палочки туберкулеза - до 15 месяцев, дифтерийные палочки – до 2-3 недель, энтеровирусы, возбудители полиомиелита и др. кишечных вирусных инфекций –до 170 дней. Актиномицеты, вызывающие поверхностные и глубокие микозы, остаются опасными в почве до 3 месяцев.

Микроорганизмы из почвы попадают в организм человека с овощами, их переносят мухи и др. насекомые. С дождевыми потоками они попадают в открытые водоисточники, а также проникают в подземные водные горизонты.

Гельминты. Одна из стадий развития (дозревание яиц) гельминтов (аскариды, власоглав и др.) происходит в почве. С грязными руками, овощами, фруктами они попадают в организм человека. Яйца свиного и бычьего цепня из почвы проникают в корм скота, в мышцах которого превращаются в личинки, а затем, через недостаточно кулинарно обработанную пищу, в организм человека.

Основное правило профилактики перечисленных заболеваний – личная гигиена и непримиримая борьба с мухами в доме.