16. Экологические аспекты технологий вермикультуры и биогумуса.

Первое сообщение о полезности червя было высказано Аристотелем, который писал, что червь является "мировым желудком". Сведения об использовании дождевых червей относятся к временам Древнего Египта, где для выращивания сельскохозяйственных культур с успехом использовали переработанный дождевыми червями наносной ил реки Нил. Древние египтяне обожествляли дождевого червя, считали его святым животным и запрещали вывозить из страны.В научной литературе первые публикации о роли дождевых червей в почвообразовательных процессах начали появляться во второй половине XVIII века. Еще М. В. Ломоносов писал: "Нет сомнения, что чернозем не первозданная материя, но происходит от согнития животных и растущих тел". В 1881 году вышла знаменитая книга И. Дарвина "Образование растительного перегноя в результате деятельности дождевых червей".В течение следующих десятилетий исследования ученых были направлены на изучение видового состава и численности дождевых червей в различных типах почв лесных и сельскохозяйственных угодий, первые экспериментальные данные были получены в конце прошлого века.Изучение особой роли дождевых червей в формировании плодородия почв характеризуется подъемами и спадами. Первые научные попытки искусственного выращивания червей промышленным способом были предприняты в 30-е годы нашего столетия в США (штат Калифорния), лишь только через 20 лет увенчались успехом, и положившие начало вермикультивирования как биотехнологического направления сельскохозяйственной науки. Одомашнивание дождевых червей было оценено как событие мирового значения. Результатом вермикультивирования является полная утилизация всех органических веществ, накапливающихся в хозяйстве: отходов кухни, сада, огорода, а также опавшей листвы, навоза домашних животных и т.д. В США в начале разводили червей с целью получения наживки для рыбной ловли. Позднее многие хозяйства перешли на коммерческое производство вермикомпоста и дождевых червей. Были созданы фермы, специализирующиеся на утилизации методом вермикультуры животноводческих, бытовых и промышленных отходов. Во многих хозяйствах дело поставлено на промышленную основу: механизирована предварительная подготовка отходов, устройство из них гряд, отделение червей от компоста. В 1979 году в США уже насчитывалось около 1500 крупных центров и множество мелких хозяйств, занимающихся разведением дождевых червей.Вслед за США начали разводить червей на Филиппинах. В основном вермикультивированием занимались мелкие сельскохозяйственные производители. Червей выращивали на разного рода отходах, а их протеины используют в качестве добавки в пищу (мясной фарш, гастрономические изделия, хлеб и в корм скоту). Среди европейских стран разведение дождевых червей с коммерческими целями получило широкое распространение в Италии с 1976 года, где методом вермикультуры вырабатывали 15-20 тыс.тонн органических удобрений. На площади в 16 га размещалось до 40 тыс. стандартных делянок, перерабатывавших отходы бумаги, целлюлозы, древесины, листья и стебли растений, и прочие отходы.Во Франции свыше 2 тыс. хозяйств занимаются переработкой отходов этим методом.В Великобритании данная технология внедряется с 1980 года, накоплен определенный опыт разведения червей. В Германии создано Объединение 70 хозяйств по содействию развитию вермикультивирования, которое работает в тесном контакте с Министерством охраны окружающей среды.

В Австралии, Великобритании, США. ФРГ, наряду с разведением дождевых червей с целью приготовления высокоплодородного компоста, ведутся исследования по биологии и селекции дождевых червей, совершенствованию технологии разведения при использовании компостов различного состава.Сегодня в Венгрии, Италии, Китае, на Кубе, в Польше, США, Японии и др. странах искусственное разведение дождевых червей и получение биогумуса поставлено на промышленной основе.В таких странах, как Италия, Нидерланды, США, широко изучают вермикультуру в качестве средства утилизации бытовых и промышленных отходов, осадков сточных вод. Вбывшем Советском Союзе промышленным вермикультивированием стали заниматься специалисты агрохимической службы Иванов-Франковской области Украины, в институте биологии Киргизии и Владимировском педагогическом институте. В настоящее время успешно проводятся работы по вермикультивированию в Свердловской, Челябинской, Курганской областях. Начаты работы по утилизации органических отходов и в Пермской области. Так на Соликамской ЦБК создан участок по утилизации короотходов (в смеси с жидким навозом КРС). Утилизацией птичьего помета Пермской и Сылвенской птицефабрик успешно занимается фирма "Феникс" (г. Пермь). В целях отработки технологии использования биогумуса под сельскохозяйственные культуры проводятся стационарные полевые опыты и вегетационные исследования в сельскохозяйственной академии им. акад. Д. Н. Прянишникова и научно-исследовательском институте в селе Лобаново.

В настоящее время во всем мире резко возрос интерес к экологическим проблемам земледелия. Возникло альтернативное земледелие, основная задача которого—создание благоприятных условий для разведения и размножения в почве микроорганизмов и дождевых червей, способствующих естественному восстановлению плодородия почвы, получению экологически чистой сельскохозяйственной продукции и исключению загрязнения окружающей среды.Дождевые черви широко распространены в природе. Их насчитывается от 6 до 8 тыс. видов. Для вермикультуры пригодны только несколько видов. В природе дождевые черви передвигаются в поисках пищи и партнера в период полового созревания, причем они недостаточно плодовиты и работоспособны. Эти недостатки устранены селекционной работой, результатом которой стал так называемый красный калифорнийский червь.Красный калифорнийский червь в отличие от обычного "дикого" чрезвычайно активен и плодовит. Длина культивируемого червя 6-8 см, диаметр 3-5 см, масса взрослой особи 0,8-1 г. Окраска зрелых особей темно-красная, молодых — белая. В передней части тела червя - утолщение, называемое пояском (4-6 мм), из которого выделяется слизь, служащая для образования кокона и белковой пищи для зародышей. Все дождевые черви гермафродиты, т.е. имеют признаки мужского и женского пола. После оплодотворения образуется кокон. Коконы откладываются в субстрате. Свежие коконы имеют желто-зеленую окраску, со временем они темнеют и к моменту выхода молоди принимают почни бронзовый цвет. Коконы имеют ширину 2-3 мм, длину 3-4 см. В зависимости от условий разведения они содержат от 2 до 6-7 яиц, в оптимальных условиях - до 21 яйца. Выклюнувшиеся червячки имеют белый цвет, через 5-6 дней розовеют, а к 15-20 дню приобретают окраску взрослых особей. Для отделения червей от компоста их держат 1 -2 недели на голодной "диете", а затем на ящики ставят корзинки или сетки со свежим кормом на 5-7 дней, куда и переползают черви. Эту операцию проделывают три раза, достигая 95%-ной выборки червей из вермикомпоста.Сбор червей и коконов, накопившихся в ящиках, можно производить и так: ящик снимают со стелажа, опрокидывая его над широким столом, при этом все черви сразу углубляются, собираясь на поверхности стола под компостом. Сначала просматривают слой за слоем компост и из него выбирают коконы. Затем собирают червей, оказавшихся на дне кучи. Крупных червей помещают обратно в ящик как производителей, а собранную молодь и коконы используют для зарядки других ящиков, кроме того коконы идут на продажу.Таким образом, для получения биогумуса (вермикомпоста) необходимы определенные условия: подбор места, оптимальная температура 15-22°С, влажность корма 80% и хорошая аэрация, слабая освещенность, охрана червей от мышей и кротов.Химический состав биогумуса может быть различным в зависимости от использованного субстрата (корма), а также условий, в которых происходило вермикомпостирование. В качестве субстрата могут быть использованы практически все органические отходы бытового, промышленного и сельскохозяйственного происхождения. Чем богаче азотом и зольными веществами субстрат, тем качественнее получается биогумус.Исходя из разнообразия используемого субстрата, условий вермикомпостирования нами разработаны технические условия (ТУ), согласно которым содержание азота и биогумуса должно быть 0,9-3,5%, фосфора - 0,8-2,2%, калия - 0,8-2,0%, гуминовых кислот 5,0-17,0%, золы - до 15%, органических веществ (ОВ) - 25-50%.При использовании в качестве корма 60% навоза крупного рогатого скота, 10% торфа и 30% соломы получается биогумус с содержанием 47,3 % влаги, 4,2% азота, 2,8 % фосфора, 2,1 % калия, 3,8% кальция и 0,6% магния. По удобрительным свойствам биогумус значительно богаче компонентов, взятых для его приготовления. В отличие от обычных компостов, приготовленных из навоза, торфа, соломы, биогумус имеет более тонкий гранулометрический состав, лучшую аэрированность и сыпучесть. Внешне вермикомпост (биогумус) напоминает высокогумусированную плодородную почву темного цвета. Многие исследователи считают, что при вермикомпостировании гибнет патогенная микрофлора и плесневые грибы. В отличие от других органических удобрений биогумус не содержит семян сорной растительности, которые в процессе вермикомпостирования полностью теряют способность к жизнедеятельности, в то время как в навозе их содержится десятки тысяч в одном кубическом метре. При внесении в почву семена сорной растительности остаются жизнеспособными несколько лет, могут прорасти на второй и третий год, доставляя много хлопот в борьбе с ними. К тому же засоренные участки теряют плодородие в результате выноса питательных элементов сорняками, практически столько же, сколько выносится их культурными растениями.Вермикультура есть разведение червей в неволе с целью получения биомассы и биогумуса продукта переработки навоза и/или других органических отходов червя.Копролиты и как они выглядят в природе.Почва, заглатываемая червем, перетирается в его желудке с листьями и другими растительными остатками и насыщается веществами, выделяемыми различными железами. В настоящее время для обозначения экскрементов дождевых червей применяется специальный термин"копролиты" (от греческих kopros - испражнение и lithos - окаменелость).Их видел каждый - это своеобразные кучки у норок дождевых червей. Благодаря деятельности известковых желез копролиты насыщены кальцием. Почвы Нечерноземной зоны России большей частью кислые и уже поэтому копролитыимеют большое значение для почвенного плодородия. Другое значение почвообразующего действия червей - создание зернистой структуры посредством копролитов, представляющих собой "структурные отдельности" Итак, пронизанный друзами биогенного кальцита копролит имеет каркас из неразложившихся остатков растений.Если мы возьмем в руку образец навоза, зачастую от него будет тянуть холодом.После деятельности навозных червей масса на ощупь будет теплой, "живой". При жизнедеятельности червей отмечается и другой аспект: дезодорационный. Читатель знает, как пахнет навоз. Но если запустить в него навозных червей, через два дня он будет пахнуть сырой землей. Черви обладают удивительной особенностью "превращать все зловонное в благоухание".Черви переводят тяжелые металлы в трудноусвояемую для сельскохозяйственных культур форму.Итак, черви являются уникальным, ничем не заменяемым фактором природы.Применение биогумуса."Копролиты- мелкие плотные комочки, которые содержат биологически активные вещества, стимулирующие прорастание семян, рост и развитие корневой системы и самого растения". Незаменим биогумус при черенковании и укоренении растений. Целесообразно применение биогумуса при выращивании рассады. Использование биогумуса при распикировке и пересадке рассады благодаря биологически активным веществам, содержащимся в биогумусе, увеличивает процент приживаемости рассады. В дальнейшем биогумус приведет и к росту урожайности, и к увеличению содержания витаминов, и к снижению содержания радионуклидов и тяжелых металлов. Жидкие вытяжки применяются для корневой и внекорневой подкормок растений, цветов на срез, предпосевного замачивания семян. Они могут оказывать и некоторое фитосанитарное действие, снижая заболеваемость растений при обработках. В настоящее время остро стоит проблема гумуса. И один из путей решения этой проблемы - накопление и поддержание баланса гумуса применением вермикультуры. Кроме того, вермикультуру можно рассматривать не только как отрасль сельскогохозяйства, а как интенсивную биотехнологиюутилизации органических отходов. Биогумус следует рассматривать как средство повышения потенциального почвенного плодородия и не ждать от него скорейшей высокой окупаемости. Биогумус решает проблемы, связанные с охраной окружающей среды,реанимации почв, получения экологически безопасной сельскохозяйственной продукции, используемой для питания беременных, кормящих женщин, послеоперационных больных.

30. Экология и здоровье человека. Санитарно-гигиенические нормативы качества продуктов питания. Влияние качества продуктов на здоровье человека.

Здоровье индивидуальное - динамическое состояние (процесс) сохранения и развития биологических, физиологических и психических функций, оптимальной трудоспособности и социальной активности при максимальной продолжительности жизни. Здоровье популяции - процесс социально-исторического развития психосоциальной и биологической способности населения в ряду поколений, повышения трудоспособности и производительности общественного труда, совершенствования психофизиологических возможностей человека.

Систематизационный анализ определений здоровья показывает, что наиболее часто в них встречаются следующие 6 признаков:

- Отсутствие болезни - традиционный взгляд. Например, «здоровье — такое состояние организма человека, когда функции всех его органов и систем уравновешены с внешней средой и отсутствуют какие-либо болезненные изменения».

- Нормальная функция организма на всех уровнях его организации, нормальное течение типичных физиологических и биохимических процессов, способствующих индивидуальному выживанию и воспроизводству.

- Динамическое равновесие организма, его функций и факторов окружающей среды.

- Способность к полноценному выполнению основных социальных функций.

- Полное физическое, духовное, умственное и социальное благополучие, гармоническое развитие физических и духовных сил организма, принцип его единства, саморегуляции, гармонического взаимодействия всех органов.

- Способность приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям существования в окружающей среде (адаптация).

Валеология - наука о здоровье на первое место выдвигает не благополучие, а способность изменить свои возможности в соответствии с внешними или внутренними задачами или (и) приспособить среду так, чтобы эти задачи стали выполнимыми, выдвигая духовное здоровье как основу собственно человеческого здоровья. Здоровье может улучшаться или ухудшаться. Обычно улучшение означает расширение активности в установившемся стиле жизни, тогда как под ухудшением здоровья понимается сокращение количества потенциальной активности. Самочувствие складывается из многофакторных условий здоровья (13 условий здоровья): -сон; толерантность; адаптация;болезнь; утомление; деятельность; угрожающие ситуации; жалобы;аппетит; работа; активность; ощущение;недомогание.

Общественное здоровье- характеристика одного из важнейших свойств, качествобщества как социального организма; составляющий фактор валового национальногопродукта (ВНП), функция и производное общества; динамически развивающаясясоциальная категория. Общественное здоровье изучает наукасанология (лат. «санитас» - здоровье).Санология - это наука о здоровье здоровых, его охране, укреплении, умножении, воспроизводстве.Здоровье населения служит наиболее ярким и всеобъемлющим показателем условий жизни.Состояние здоровья характеризует качество жизни людей. Неблагополучие в области здоровья свидетельствует о неблагоприятных факторах, без устранения которых нельзя достичь уровня оптимального здоровья.Уровень здоровья - показатель адекватности внешней среды для нормальной жизнедеятельности конкретной группы населения, с одной стороны, и показатель степени адаптированности людей к этой среде - с другой. Он представляет собой совокупность осредненных демографических, антропометрических, генетических, физиологических, иммунологических, нервно-психических признаков сочленовобщности людей.Анализ этих признаков позволяет судить о жизнеспособности, работоспособности, физическом развитии, средней продолжительности жизни членов человеческой общности, способности их к воспроизводству здорового потомства. В значительной степени уровень здоровья населения определятся социально-экономическими и генетическими факторами. Именно от них преимущественно зависят главные параметры популяции, позволяющие относить уровень ее здоровья к различным категориям от «низкого» или «пониженного» до «высокого». На здоровье влияют многие внешние и внутренние факторы. В каждом конкретномантропоэкологическом ареале своя специфика здоровья. Индивидуальное и популяционное здоровье формируют факторы окружающей среды:

природно-биологической среды - это ландшафт, климат, поверхностные и подземные воды, почвенный покров, растительность и животный мир;

образ жизни и социально-экономические условия;

загрязнение и деградация окружающей среды;

производственные условия.

Факторы, оказывающие отрицательное воздействие на организм человека, можноразделить на факторы риска возникновения заболеваний иэтиологические факторы- первопричины болезней.

Фактор риска - экзо- или эндогенное воздействие на человека, которое способствует развитию заболевания или смерти, не являясь их непосредственной причиной. Например, курение повышает вероятность заболеваний сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, рака легкого; гиподинамия способствует росту заболеваемости ишемической болезнью сердца и т.д. Факторы риска часто усугубляют действие этиологических факторов, поэтому их выявление крайне важно.

Фактор этиологический - причина, движущая сила какого-либо патологического процесса, определяющая его характер или отдельные черты. Например, фактором этиологическим инфекционного заболевания является возбудитель, этиологическим фактором меркуриализма (хронического отравления ртутью) - ртуть и ее соединения, вибрационной болезни - вибрация. Таким образом, вода, воздух, почва, пищевые продукты, социальные факторы воздействуют на человека через определенные, конкретные, имеющиеся в каждом из компонентов среды факторы этиологические.

Наибольшую опасность для здоровья человека представляют факторы антропогенной природы.Фактор антропогенный - фактор, косвенно обязанный своим происхождением деятельности (планируемой или случайной, настоящей и прошлой) человека. Наиболее значительным в наши дни является влияние таких факторов антропогенного происхождения, как: физические (различные виды ионизирующего и неоинизирующего излучения, шум, вибрация); химические (тяжелые металлы, пестициды, продукты переработки угля, нефти и пр., лекарства, добавки к пище, оксиданты, оксиды азота и серы, окись углерода и пр); биологические (передатчики инфекционных заболеваний, вирусы, различные патогенные микроорганизмы, отходы микробиологической промышленности и т.д.); информационные (перенасыщенность средств подачи информации, а также скорость ее подачи и общий объем - информационный стресс).

Влияние факторов окружающей среды на индивидуальное здоровье.При систематизации факторов, влияющих на индивидуальное здоровье, разделяют факторы окружающей среды на физические и социальные и выделяют пять детерминант индивидуального здоровья:

биологические факторы (генетический материал);

физическая среда;

социальная среда;

индивидуальный образ жизни;

служба здоровья.

Загрязнение воды, загрязнение воздуха, пищевые токсины, профессиональные опасности оказывают влияние на здоровье человека и могут стать причиной негативных изменений в показателях здоровья. В реальных условиях человек подвергается комбинированному, комплексному и сочетанному действию химических, физических и биологических факторов окружающей среды.Действие вещества, поступающего в организм одновременно разными путями,принято называтькомплексным.На здоровье населения влияют как отдельные компоненты природной среды, так и их совокупность. Среди них наиболее существенными являются: приземный слой атмосферы; природные воды (поверхностные и подземные); почвенный покров; геологическое строение территории; флора и фауна. Поэтому характер и структура заболеваемости в каждом конкретном регионе в определенной мере зависит от его природных условий. В полярных районах, например, преобладают заболевания, обусловленные преимущественно физическими факторами(низкие температуры воздуха, высокая влажность, сильные ветры, резкие перепады атмосферного давления, очень активные геомагнитные явления и др.), которые приводят к обморожениям, метеострессам, простудным заболеваниям, нарушениям сердечно-сосудистой системы во время магнитных бурь. Сочетание активной инсоляции и снежного покрова служит причиной возникновения снежной офтальмии («снежной слепоты»). Сердечно-сосудистые, онкологические, органов дыхания, пищеварения и т.д. заболевания в различных географических условиях протекают по-разному. Так, болезни системы кровообращения у выходцев из районов с умеренным климатом в условиях высоких широт протекают более злокачественно, возникают в более раннем возрасте и дают более тяжелые осложнения, чем в лесных или лесостепных районах. В районах влажных тропиков и субтропиков среди патологических состояний ведущее место занимают болезни, вызываемые биологическими факторами - возбудителями инфекций и инвазий, укусами ядовитых животных, ядовитыми растениями. Жители сухих степей и пустынь, деятельность которых связана с длительным пребыванием на солнце, гораздо чаще заболевают раком кожи. Там существует высокая опасность перегревания организма, тепловых и солнечных ударов. В высокогорье у людей, не адаптированных к местным условиям, из-за недостатка кислорода в воздухе и пониженного атмосферного давления возникает горная болезнь, а интенсивная солнечная радиация и высокое альбедо льда и снега вызывают специфические ожоги открытых частей тела («ожоги альпинистов») и снежную слепоту. Важное значение для здоровья человека имеет качество воды, используемой в хозяйственных и питьевых целях. Загрязненная вода может служить источником распространения многих инфекционных заболеваний, в т.ч. способна вызывать эпидемии холеры. Вспышки этой особо опасной инфекции были довольно частым явлением в прошлые века, возникают они и в наше время. Оказывает влияние на здоровье населения и минеральный состав воды. В районах, где население использует для питья жесткую воду, чаще регистрируются мочекаменная и желчнокаменная болезни. Известно и о возникновении тяжелых сердечно-сосудистых заболеваний среди населения, употребляющего для питья ультрапресные воды. Недостаток в воде фтора приводит к высокой заболеваемости населения кариесом зубов, а высокие концентрации этого микроэлемента вызывают гиперфлюороз.

Заметную роль в формировании здоровья населения играет геологическое строение территории. Фундаментальные исследования по геохимической экологии показывают, что избыток или недостаток биологически активных микроэлементов в цепи: геологические породы - почвы - сельскохозяйственные культуры – продукты питания - приводят к тяжелым заболеваниям (эндемический зоб и его крайнее проявление - кретинизм, уровская болезнь, эндемическая подагра и др.). С геологическими особенностями местности связана и естественная радиоактивность. Вокруг месторождений урана радиация может в 10 и более раз превышать естественный радиоактивный фон. Важный фактор, влияющий на здоровье – газ радон, который выделяют геологические породы и изготовленные из них строительные материалы. Повышенное содержание радона в жилых и рабочих помещениях приводит к облучению легких при его вдыхании.

Весьма разнообразно влияние почвенного покрова на здоровье населения. В почве сохраняются возбудители некоторых гельминтозов и инфекционных заболеваний человека, в т.ч. аскаридоза, столбняка, сибирской язвы, ботулизма. Недостаток или избыток микроэлементов в почвах приводит к возникновению эндемических заболеваний. Почвы накапливают промышленные загрязнения, поступающие из атмосферы, различные пестициды (дефолианты, гербициды, инсектициды), а также избыток вносимых удобрений. С продуктами питания все эти крайне опасные для здоровья вещества попадают в организм человека и могут вызвать тяжелую патологию, повлиять на здоровье потомства. При нормировании химических веществ в пищевых продуктах ПДК устанавливаются с учетом допустимой суточной дозы (ДСД) или допустимого суточного поступления (ДСП). Необходимость такого подхода обусловлена чрезвычайным разнообразием пищевого рациона и его химического состава, что не позволяет нормировать допустимое содержание химического вещества в каждом пищевом продукте.ПРОДУКТЫ: Пищевые продукты — это сложные многокомпонентные смеси сотен химических соединений. Из них основное значение для человека имеют питательные вещества, такие, как белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, которые требуются организму для осуществления его жизненных функций.Продукты питания должны отвечать следующим основным требованиям:

- иметь приемлемые органолептические свойства (внешний вид, запах и вкус);

- углеводов, витаминов и т.д. и быть безопасными в токсикологическом отношении, т.е. не содержать опасных для здоровья человека токсичных элементов.

В настоящее время основными нормативами, лимитирующими содержание токсикантов в урожае сельскохозяйственных культур в период его сбора или в продуктах питания, являются санитарно-гигиенические нормативы — допустимые остаточные концентрации (ДОК) загрязняющих веществ, которые выражаются в мг на 1 кг свежего продукта. (Иногда используют термины ПДК или МДУ — максимально допустимый уровень, имеющие тот же смысл и единицу выражения.).Таким образом, ДОК (ПДК, МДУ) токсиканта в продукте питания (мг/кг) — это максимальное количество токсиканта в единице массы продукта, которое приежедневном поступлении в организм человека неограниченно долгое время невызывает каких-либо неблагоприятных последствий у него и у его потомства. ДОК (ПДК, МДУ) токсикантов химической и биологической природы в продуктах питания представлены в СанПиН 2.3.2.560—96 «Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов».При нормировании загрязняющих веществ в продуктах питания обязательным является:

• изучение органолептических свойств продуктов растительного и животного происхождения, подвергающихся воздействию того или иного вещества при соблюдении условий его применения в сельском хозяйстве;

• определение остаточных количеств вещества в тканях растений и животных при рекомендованных условиях его применения в сельском хозяйстве;

• определение химической природы и концентрации метаболитов в тканях растений и животных (при их наличии);

• изучение влияния на химический состав и биологическую ценность продуктов питания;

• проведение биологических испытаний пищевых продуктов, полученных из растений и животных, подвергшихся воздействию вещества;

• определение стойкости остатков вещества и его метаболитов при хранении продуктов питания, а также при различных видах технологической и кулинарной обработки.

При установлении норматива содержания вредных веществ в продуктах питания руководствуются следующими принципами:

- содержание вещества в суточном рационе человека не должно превышать допустимую (безвредную) суточную дозу для чека (ДСД) в мг, при этом должно учиться еще и возможное поступление вещества в организм человека из других сред (вода, воздух);

- ДОК вещества устанавливают для каждого пищевого продукта отдельно с учетом того, чтобы суммарное содержание этого вещества во всех продуктах не превышало ДСД.

Высокотоксичные вещества, обладающие выраженными кумулятивными свойствами (коэффициент кумуляции 1...2), стойкие к воздействию факторов внешней среды и высокой температуре, не должны содержаться в продуктах питания. Не допускается содержание токсичных веществ и в продуктах, широко используемых в детском и диетическом питании, таких, как молоко, морковь, ягоды. Вещества с коэффициентом кумуляции 2...3, относящиеся по стойкости ко II группе гигиенической классификации, недолжны содержаться в основных продуктах питания — хлебе, рисе, картофеле, мясе.

При установлении норматива принимают во внимание лишь те продукты, в которых может содержаться данный токсикант. Например, для пестицидов — продукты растительного и животного происхождения. Таким образом, ДСД распространяется не на весь комплекс продуктов, а лишь на те, в которых может содержаться токсикант.Для расчета ДОК в мг на 1 кг продукта необходимо знать общую массу продуктов в суточном рационе человека, в которых может содержаться оцениваемое загрязняющее вещество. Чтобы определить ДОК, следует допустимую суточную дозу загрязняющего вещества, поступившую с продуктами питания (Д_пр), разделить на общую массу продуктов, в которых может содержаться это вещество. Для ориентировочных расчетов принимают, что в сутки человек потребляет в среднем примерно 0,9 кг продуктов растительного происхождения.

Человек как биологический вид появился в биосфере сравнительно недавно, не более миллиона лет назад, и за столь короткий срок перестроил биосферу в соответствии со своими потребностями. Дальнейшая судьба человечества зависит от того, насколько оно сможет соотносить свое развитие с фундаментальными природными законами, определяющими существование всей биосферы. Первые люди существовали под властью природы и в ее составе. Экологическая ниша этого вида определялась прежде всего его положением в трофических цепях. По своему положению в них человек является консументом (как и всякое животное он — гетеротроф, а по типу своего питания — полифаг, т. е. способен питаться пищей разного рода. Многие современные исследователи и врачи считают, что природой человек более всего предназначен и приспособлен к потреблению растительной пищи — зерновых и плодов. Сейчас он занимает положение на вершине трофических пирамид, питаясь различными видами пищи. Современный человек расширил границы местообитания: расселился во всех широтах, освоил глубины океана и космическое пространство. Однако за пределами первоначального ареала он может выжить не благодаря физиологической адаптации, а с помощью специальных защитных устройств и приспособлений (отапливаемые жилища, одежда, кислородные приборы и т. д.). Они имитируют среду обитания человека подобно тому, как это делается для экзотических животных и растений в зоопарках, ботанических садах, океанариях. Тем не менее в отдельных случаях все экологические факторы воспроизвести не удается, как, например, гравитацию в космическом полете, после которого космонавтам требуется реадаптация. Выход человека из-под контроля среды начался примерно 10 тыс. лет назад, когда впервые появились признаки сельского хозяйства. Именно тогда люди перестали зависеть от ресурсной кормовой базы и начался постепенный рост их численности, больший, чем предусмотрено законами биосферы. ВXIX—XXвв. проявились признаки нового мирового демографического перехода — демографического взрыва. В 1960—1965 гг. человечество насчитывало 3,5 млрд. человек, а к концу века эта цифра почти удвоилась, достигнув 6 млрд. По прогнозам в 2007 г. нашей эры население планеты будет насчитывать 7 млрд. человек. Очевидно, что биосфера как единая биологическая система обладает соответствующей емкостью и при своих природных ресурсах способна прокормить лишь ограниченное количество людей. При этом численность народонаселения, которое биосфера может прокормить, зависит и от уровня потребления людей. Обычно считают, что уровень жизни человека определяется численностью населения страны, валовым национальным продуктом (экономическим развитием страны), а также теологическим сознанием, воспитанием и культурой, т. е. характером потребностей человека. Поэтому воздействовать на будущее нашего вида в биосфере возможно, не только влияя на численность народонаселения, но и изменяя сознание человечества и каждого человека в отдельности так, чтобы люди не стремились превысить некоторый разумный уровень потребления ресурсов биосферы и прежде всего энергетических ресурсов. Одним из главных показателей и следствий здоровья населения является такой социально значимый фактор, какработоспособность.Поскольку с биологических позиций здоровье представляет собой состояние гомеостатического равновесия, широкой адаптивности и резистентности, то современное понятие здоровья расширяется от узкого до более широкого понимания здоровья разных видов организмов, сообществ и даже экосистем. Рассмотрим некоторые наиболее типичныепатологическиесостоянияиболезничеловека. Прежде всего, надо отметить, что патологическое состояние в каждом отдельном организме, у каждого отдельного человека возникает чаще всего не сразу, а путем накопления усталости, некомпенсированных стрессовых состояний, т. е. того, что в медицине часто называется состоянием «предболезни». Классифицируя болезни, их можно разделить на несколько основных групп. Наследственные болезни. Первая группа — это наследственные заболевания, возникающие у носителей мутагенных генов. При простом (менделеевском) наследовании это наличие одного мутантного гена. Примерами таких болезней, которые вызваны мутациями (генными или хромосомными), являются синдром Дауна, появляющийся вследствие нарушений хромосомного набора, а также фенилкетонурия — болезнь обмена веществ, следствие генной мутации, грозящая ребенку умственной отсталостью, если он с самого рождения не получает особое (диетическое) питание. Генные мутации — причина таких болезней, как, например, опухоль сетчатки (ретинобластома) и гемофилия. Часто встречается наследственная предрасположенность к болезням как результат полигенного наследования: к язвенным и сердечно-сосудистым заболеваниям, сахарному диабету, различным видам аллергий. Наследственные болезни в значительной степени связаны с условиями окружающей человека среды. В частности, мутации могут появиться в организме не только самопроизвольно, но и под действием определенных факторов среды, называемыхмутагенными. Главным мутагенным фактором среды являются ионизирующие излучения (радиация). Выявлен также ряд химических мутагенов, поступающих в окружающую природную среду от многих химических производств. Мутагенное действие оказывает и ряд вирусных заболеваний, делающих более изменчивой наследственность отдельного человека и вызывающих наследственные предрасположения к патологиям.

Экопатологии. Это болезни, вызванные факторами среды. Прежде всего, это «болезни образа жизни», связанные преимущественно с недостаточностью или с избыточностью питания. При недостаточном питании содержание витаминов, микроэлементов, белков в пище ниже нормы, что приводит к тяжелым нарушениям здоровья. При избыточном питании развивается ожирение, которое ведет к таким тяжелым патологиям, как диабет, рак, сердечно-сосудистые болезни. Поэтому избыток или дисбаланс питания играет не менее губительную роль, чем его недостаток. Важный патогенный фактор — избыток рафинированной пищи, потребляемой населением экономически развитых стран, особенно жителями городов. Излишнее потребление животных жиров, сахара, различных консервов, колбас, копченостей — все это способствует возникновению ряда системных болезней, как пищеварения, так и всего организма в целом. Среда обитания человека также является источником «стрессорных» воздействий. Это, прежде всего факторы воздействия физического и химического стрессов. Факторы физического стресса связаны с нарушениями светового, акустического или вибрационного режима, а также уровня электромагнитных излучений. Как правило, отклонение от норм этих факторов характерно для городской или производственной среды, где чаще всего и в наибольшей степени нарушаются условия, к которым эволюционно адаптирован человеческий организм. Факторы химического стресса чрезвычайно многообразны. В последние годы синтезировано более 7 тыс. различных веществ, ранее чуждых для биосферы, — ксенобиотиков. (Редуценты в естественных экосистемах не справляются с таким количеством чуждых веществ, для разложения которых в природе не существует специализированных биохимических механизмов, поэтому ксенобиотики представляют собой опасный вид загрязнений. Организм человека также не справляется с этими чужеродными искусственными веществами, ибо не имеет средств их детоксикации. Помимо физических и химических стрессов, на человека в современном мире воздействуют стрессы перенаселения, характерные для больших городов. Он попадает в многочисленные психологические стрессовые ситуации напряженной социальной жизни. При этом важно, что человек сталкивается со стреесорными факторами не только в реальных ситуациях, но и в виртуальных, возникающих от избытка информации, поступающей благодаря телевидению, радио, при использовании персональных компьютеров. И наконец, сам характер (содержание) поступающей информации часто приводит организм человека к стрессовым состояниям. Различают несколько фаз стресса.

• Первая фаза — фаза тревоги или мобилизации, когда нервная система, точнее рецепторы, воспринимают сигналы из внешней среды, а нервные центры, оценив их значимость, передают команду гуморальной системе. После сложной цепи взаимодействий выделяются «гормоны стресса» — главным образом это гормоны надпочечников.

• Вторая фаза — фаза сопротивления, в которую далее вступает организм, когда под влиянием гормонов стресса все органы и системы организма начинают работать в режиме повышенной активности.

• Третья фаза может протекать различными путями. Если организм справился со стрессовыми воздействиями и вышел на более высокий уровень адаптивности, то это — фаза компенсации (эустресс). Повторяющиеся эустрессы с возрастающей нагрузкой ведут к реакции тренировки и к большей адаптированности организма. Преодоленный стресс выводит человеческий организм на новый, более высокий уровень толерантности. Если возникает истощение организма, зачастую приводящее к болезни или даже к смерти, — этоистощающий стресс (дистресс). Исход стресса зависит не только от характера и силы воздействия вызвавшего его фактора, но также и₀т исходного физиологического состояния организма. Чем более организм устойчив (здоров и адаптивен), чем лучше все его системы сохраняют гомеостатическое равновесие, тем больше шансов на благоприятный исход стресса.

Природноочаговые заболевания (эндемические). Другой большой группой экопатологий, т. е. болезней, связанных с неблагоприятной средой, являются природноочаговые заболевания. Они вызваны тем, что человек живет либо в местности, где обитают возбудители какой-либо болезни (например, клещевого энцефалита, переносимого клещами), либо в районе земного шара, имеющем геохимические или геофизические особенности. Особенности биогеохимических провинций — крупных территорий, характеризующихся специфическими особенностями состава биосреды, влияют на здоровье людей, а также на видовой состав биоты. Особые биогеохимические провинции могут характеризоваться: вулканической и флюидной активностью геосферы; аномалиями физических полей Земли; тектоническими явлениями; явлениями выветривания или разрушения горных пород; особенностями поступающего солнечного излучения и биогеохимических реакций; особым режимом изменения температуры, выпадения осадков, активности ветров. Все это влияет на почвообразование, растительный покров, а также на здоровье людей. На территории России избыток стронция на фоне недостатка кальция, а также интоксикация фосфором и марганцем характерны для Восточной Сибири, В этом случае возникает так называемая «уровская» болезнь, т. е, артроз одновременно с деформирующим остеохондрозом. В Карело-Кольском регионе при значительном недостатке фтора и йода в водах и почве наблюдаются повышенная заболеваемость кариесом и нарушения функции щитовидной железы. В бассейне реки Волга, особенно в Мордовии, где также имеется недостаток фтора, чаще, чем в других местах, встречается флюороз. Локальные участки поверхности Земли, имеющие аномалии физических полей, называются геопатогенными зонами, С ними связано явление «геопатогенного стресса», вызывающего учащенный пульс, повышенное артериальное давление, бессонницу, кошмары, раннюю смертность. Эти явления встречаются в местах, где выявлены разломы литосферы, поэтому их часто связывают с наличием радона, который через разломы выходит на поверхность из недр Земли. Известно геопатогенное влияния на людей, оказываемое в сейсмоопасных районах, особенно перед землетрясением. Именно там возникают мощные аномалии физических полей Земли, служащие причиной биохимических сдвигов в организме человека, а также изменений в поведении животных. У людей в таких местах возникает депрессия, изменяется формула крови, часто возникают приступы сердечной недостаточности. Значительный вклад в данные по геопатологии внесен научной школой гелиобиологии, основанной А.Л. Чижевским, который впервые показал основополагающее влияние солнечной активности на различные биосферные процессы, в том числе и на изменение патогенности возбудителей различных заболеваний. Солнечная активность играет большую роль в изменениях геомагнитной обстановки на Земле. Прогнозы, построенные на основании изучения периодичности активности Солнца, имеют очень важное экологическое и медицинское значение.

Болезни старения. Крупная группа болезней и патологических состояний человека связана с возрастными изменениями. Это так называемые болезни старения: ожирение, рак, диабет, гипертония — синдромы, связанные не только с возрастом, но и с экологическими факторами. Понятие биологического возраста отражает определенный комплекс морфофункциональных изменений организма, простым показателем которых являются работоспособность и адаптивность человека, его функциональная активность. Возрастные изменения наступают vкаждого отдельного человека не только в соответствии с его астрономическим возрастом, но также в зависимости от факторов окружающей среды.

Все экопатологии ведут к преждевременному старению, что особенно хорошо видно в местах экологических бедствий, экологических катастроф, в местах, где отмечены геопатологические явления. Организм человека имеет ряд защитных систем, которые противостоят неблагоприятным воздействиям внешней среды, поэтому при различных экопатологиях поражаются в первую очередь. Первой защитной системой являются кожные покровы, а также слизистые оболочки легких и пищеварительного тракта. Через них поступают различные вредные вещества, растворенные в воде или просто находящиеся в атмосферном воздухе. Для территорий с повышенным химическим загрязнением характерны различные типы легочных заболеваний, заболеваний верхних дыхательных путей, а также разнообразные кожные болезни.

Второй защитной системой организма является печень, обладающая способностью детоксикации вредных веществ (и даже ядов), попавших в организм вместе с пищей. Если печень человека оказывается перегруженной токсическими веществами, то возникают такие тяжелые болезни, как цирроз и онкологические заболевания. Главной защитной системой, предназначенной для защиты целостности и здоровья организма, являетсяиммунная система. Она включает процессы и средства клеточной и гуморальной защиты от бактериальных загрязнений внешней среды и чужеродных белков, т. е, от попавших в организм бактерий и прочих возбудителей заболеваний биологического происхождения. В случае, когда иммунная система испытывает экологический стресс, ее работа нарушается.

Связь «чистоты» сельскохозяйственной продукции с состоянием почвенного покрова. Используя почвенные ресурсы, человек получает примерно 90...94% продуктов питания. И «чистота» этих продуктов определяется свойствами почвы, ее самоочищающей и буферной способностями, которые в значительной степени зависят от содержания гумуса, кислотности почвы, гранулометрического и минералогического составов, окислительно-восстановительных условий, плотности почвы.Гумус в почве выполняет ряд экологических функций. Обладая высокой сорбционной способностью, гумусовые вещества образуют с токсикантами (например, с тяжелыми металлами) малоподвижные соединения и тем самым предотвращают поступление токсикантов в сельскохозяйственные продукты. Так, гуминовые кислоты почвы, содержащей 4 % гумуса, могут связать.(в расчете на 1га): 17 929 кг железа, 4500 кг свинца, 1517 кг меди, 1015 кг цинка, 913 кг марганца.Гумус не только сорбирует вещества, но и активизирует почвенную биоту, нормализует структуру микробного ценоза, блокирует таким образом появление микотоксинов и загрязнение ими продуктов питания.В связи с этим на почвах подзолистого типа, бедных органическим веществом, опасность загрязнения сельскохозяйственной продукции значительно выше, чем на черноземах.Экологическая безопасность сельскохозяйственной продукции зависит и от кислотности почвы (рН), влияющей на растворимость токсикантов и их поступление в растения. В почвах, имеющих реакцию, близкую к нейтральной, опасность загрязнения сельскохозяйственной продукции (например, тяжелыми металлами) снижается. При увеличении же кислотности, как и щелочности, растворимость тяжелых металлов возрастает и миграция их в растения увеличивается. Как и гумус, рН почвы влияет на структуру микробного ценоза, снижая или повышая опасность микотоксинового загрязнения пищевых продуктов. Учет фактической кислотности почв при размещении сельскохозяйственных культур и ликвидация избыточной кислотности с помощью известкования очень важны для получения безопасной продукции.Гранулометрический и минералогический составы почвы влияют на емкость катионного обмена, что обусловливает различную подвижность токсикантов, а следовательно, разную степень поступления их в сельскохозяйственную продукцию. Так, на почвахтяжелого гранулометрического состава, имеющих большую площадь поверхности частиц, емкость катионного обмена выше, что уменьшает подвижность токсиканта и поступление его в пищевые продукты.Сельскохозяйственная продукция, выращенная на почвах, в состав которых входят минералы с невысокой емкостью катионного обмена (например, каолиниты), легче загрязняется токсикантами, чем выращенная на почвах, представленных минералами монтмориллонитовой группы.На переувлажненных почвах (глееватых, глеевых) увеличивается опасность загрязнения сельскохозяйственной продукции токсикантами (тяжелыми металлами) вследствие увеличения их подвижности. Избыток воды в почве способствует появлению в ней металлов с низкой валентностью в более растворимой форме. Использовать для выращивания сельскохозяйственных культур почвы с нарушенным гидрологическим режимом следует только после мелиоративных работ.Уплотнение почвы увеличивает подвижность токсикантов (тяжелых металлов), что делает опасным выращивание сельскохозяйственных культур. Так, увеличение плотности почвы с 0,6...1,0 до 1,3... 1,8 г/см³ усиливает подвижность тяжелых металлов в несколько раз.Определенную роль в вопросах «здоровья» почвы, а следовательно, качества выращиваемой сельскохозяйственной продукции играют населяющие почву живые организмы, особенно микробиота. При попадании токсикантов в почву дальнейшая судьба этих веществ зависит от активности и структуры, микробных ценозов, которые определяют самоочищающую способность почвы. Эта способность тесно взаимосвязана с рассмотренными ранее почвенно-экологическими факторами.Не случайно, например, превращения пестицидов с наибольшей интенсивностью происходит в черноземах, характеризующихся высоким содержанием гумуса, благоприятной реакцией среды, повышенной биологической активностью, определенной структурой микробного ценоза и микробным разнообразием. Черноземные почвы обладают и способностью противостоять действию поступающих в почву токсикантов, т. е. хорошей буферностью.Таким образом, сохранение и увеличение содержания гумуса в почве, оптимизация почвенной кислотности, осушение и разуплотнение почвы — важные условия выращивания экологически безопасной сельскохозяйственной продукции.