ком гигиена Гончарюк

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

активности ксантиноксидазы и усиленному образованию мочевой кислоты и

еесолей (уратов).

Внекоторых районах Забайкалья, Восточной Сибири (Читинская, Амур­ ская, Иркутская области), Кореи и Китая зарегистрирована так называемая уровская болезнь, или болезнь Кашина—Бека. В почвах этих регионов повышено содержание многих микроэлементов (стронция, железа, марганца, цинка, свин­ ца, серебра, фтора) на фоне низкого содержания кальция. Болезнь Кашина— Бека (эндемический полигипермикроэлементоз) протекает в виде остеодеформирующего остеоартроза, особенно межфаланговых (медвежья лапа), тазобед­ ренных суставов и позвоночника (утиная походка).

Чрезвычайно актуальной проблемой в Украине был эндемический зоб, ко­ торый регистрировали у людей, длительное время проживающих в Карпатах и Полтавской области. В почвах этих местностей очень низкое природное содер­ жание йода, что приводило к недостаточному его поступлению (суточная пот­ ребность человека — 0,2—0,3 мг) в организм с местными продуктами пита­ ния. Недостаток йода обусловливал гиперплазию щитовидной железы за счет гипертрофии соединительной и атрофии железистой ткани, т. е. отмечались приз­ наки гипотиреоза (снижение обмена веществ, повышение температуры тела, ожирение, пассивность, апатия, снижение трудоспособности, выпадение волос). У детей наблюдались врожденные дефекты развития, умственная отсталость.

Загрязнение почвы мышьяком приводит к копытной болезни, которую впервые зарегистрировали в Японии. Заболели свыше 12 тыс. лиц, из них 120 детей умерли. Заболевание проявлялось признаками гиперкератоза, наблю­ дались выпадение волос, ломкость ногтей, неврит, паралич, нарушение зрения, поражение печени. Была доказана связь между содержанием мышьяка в почве

иуровнем заболеваемости раком желудка.

Внастоящее время, кроме естественных эндемичных по тому или иному хи­ мическому элементу почвенных регионов, появились искусственные биогеохи­ мические районы и провинции. Их появление связано с использованием различ­ ных пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растений, а так­ же с поступлением в почву промышленных выбросов, сточных вод и отходов.

Население, длительно проживающее в этих провинциях, постоянно подвер­ гается неблагоприятному воздействию экзогенных химических веществ. В та­ ких искусственных геохимических провинциях отмечаются повышение уровня заболеваемости, количества случаев врожденных уродств и аномалий разви­ тия. Кроме того, уменьшается способность почвы к самоочищению. Помимо отдаленных последствий, в искусственных геохимических провинциях наблю­ даются случаи не только хронических, но и острых отравлений при использо­ вании ручного труда и проведении механизированных работ на сельскохозяй­ ственных полях, приусадебных участках, садах, обработанных пестицидами, а также на земельных угодьях, загрязненных экзогенными химическими ве­ ществами, содержащимися в атмосферных выбросах промышленных пред­ приятий. Так, например, загрязнение почвы фтором за счет выбросов про­ мышленных предприятий приводило к некрозу листьев виноградной лозы и абрикосовых деревьев в долине Роны (Швейцария). Употребление продуктов

371

РАЗДЕЛ III. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

растительного происхождения, выращенных на почве с высоким содержанием фтора, приводило к развитию флюороза. Регистрировали нарушение кроветво­ рения у детей, а также фосфорно-кальциевого обмена, увеличение количества больных с поражением печени и почек, гастритом.

Такой загрязнитель, как никель, является токсичным для растений, поч­ венных микроорганизмов и человека. Он угнетает гидролитические ферменты в грубогумусной оподзоленной лесной почве. Техногенное загрязнение почвы никелем отрицательно влияло на здоровье населения, в результате чего повы­ шался уровень заболеваемости шизофренией, раком легких и желудка.

Повышенное вследствие поступления с промышленными выбросами со­ держание в почве бора приводило к возникновению борного энтерита.

Внезагрязненной почве ртуть обычно находится в виде следов. Поступ­ ление же в почву даже незначительных количеств ртути влияет на ее биоло­ гические свойства. Ртуть понижает амонифицирующую и нитрифицирующую активность, действие дегидрогеназ. Повышенное содержание ртути неблаго­ приятно влияет на организм человека. Наблюдаются увеличение частоты забо­ леваний нервной и эндокринной систем, мочеполовых органов у мужчин, сни­ жение фертильности.

Всвинцовых искусственных биогеохимических провинциях увеличивалось число случаев заболеваний кроветворной и репродуктивной систем, органов внутренней секреции, учащались случаи злокачественных новообразований разной локализации. Кроме того, свинец угнетает деятельность не только нит­ рифицирующих бактерий, но и микроорганизмов — антагонистов кишечной и дизентерийной палочек Флекснера и Зонне, увеличивает сроки самоочищения почвы. К микроэлементам, повышенное содержание которых в почве приво­ дит к неблагоприятным изменениям, относятся также ванадий, таллий, вольф­ рам и др.

Аналогично накоплению в почве неорганических химических элементов и веществ избыточное содержание органических химических соединений при­ водит к образованию искусственных геохимических провинций. К ним отно­ сятся прежде всего пестициды.

Использование в сельском хозяйстве в качестве инсектицидов стойких

вокружающей среде полихлорированных бифенилов привело к значительному загрязнению ими почв на рисовых полях Японии. Именно здесь в Кюсю впер­ вые зарегистрировали болезнь Юшо, или масляную болезнь. Заболели тогда бо­ лее 1000 человек. Причиной заболевания стало употребление рисового масла, содержащего полихлорированные бифенилы. Отравление сопровождалось то­ шнотой, рвотой, слабостью, гиперкератозом кожи, хлоракнэ, бронхитом, гепа­ титом, неврологическими нарушениями. Полихлорированные бифенилы обла­ дают способностью преодолевать трансплацентарный барьер и попадают в мо­ локо. Поэтому заболевание регистрировали даже у новорожденных, матери ко­ торых во время беременности употребляли загрязненное растительное масло. Доказано канцерогенное действие полихлорированных бифенилов.

Вискусственно созданных эндемических провинциях вследствие мигра­ ции экзогенных химических веществ из почвы в атмосферный воздух, воду

372

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

или растения наблюдаются случаи острого и хронического отравления, аллер­ гических заболеваний. Отмечается также повышение бластомогенной опасно­ сти почвы, что связано с повышенным содержанием в ней бензпирена и подоб­ ных ему соединений. Обычно это бывает вблизи аэродромов, а также вдоль "коридоров" движения самолетов. Искусственные геохимические провинции с повышенным содержанием канцерогенных веществ в почве наблюдаются так­ же вблизи ТЭЦ с малоэффективными золоуловителями, автомагистралей, после лесных пожаров и т. п.

Почва является средой, которая определяет циркуляцию экзогенных хи­ мических веществ в системе окружающая среда—человек и может стать источ­ ником загрязнения атмосферного воздуха, воды, пищевых продуктов. Почва — это ведущее звено круговорота веществ в природе, среда, в которой непре­ рывно протекают разнообразные сложные процессы разрушения и синтеза ор­ ганических веществ. Органические вещества, поступающие в почву в естест­ венных условиях в виде остатков растений и животных, а также продуктов их жизнедеятельности, разрушаются различными сапрофитными почвенными микроорганизмами: бактериями, актиномицетами, грибами, водорослями, прос­ тейшими и др. В присутствии кислорода аэробные микроорганизмы разлагают углеводы до углерода диоксида и воды. Жиры в аэробных условиях расщеп­ ляются на глицерин и жирные кислоты, которые распадаються на углерода диоксид и воду. Распад белковых соединений происходит в 2 этапа. На пер­ вом этапе — аммонификации — белки распадаются до аминокислот, которые,

всвою очередь, разрушаются до аммиака и солей аммония, а также кислот жирного и ароматического рядов. В аэробных условиях параллельно проис­ ходит второй этап минерализации азотсодержащих соединений — нитрифика­ ции, когда аммиак окисляется до нитритов, а последние — до нитратов. Таким образом, благодаря процессам разрушения органические соединения преоб­ разуются в те формы неорганических веществ, в которых они могут стать пи­ тательным материалом для растений и снова попадают в круговорот веществ

вприроде.

Почва является ведущим звеном миграции химических веществ на нашей планете. К тому же в процессы миграции включаются вещества как естествен­ ного, так и антропогенного (техногенного) происхождения. Миграция осуще­ ствляется по коротким (почва — растение — почва; почва — вода — почва; почва — воздух — почва) и длинным (почва — растение — животное — почва; почва — вода — растение — почва; почва — вода — растение — животное — почва; почва — воздух — вода — растение — почва и др.) миграционным це­ почкам. Пищевые цепочки могут быть чрезвычайно сложными. В них может накапливаться, концентрироваться химическое вещество. Например, в резуль­ тате использования в сельском хозяйстве в качестве инсектицида ДДТ и его дальнейшей миграции концентрация этого вещества в воде озера Мичиган со­ ставляла 2 х 10"6 мг/л, в иле — 1,4 х 10"2 мг/кг, в тканях креветок — 0,41 мг/кг, в мясе рыб — 6 мг/кг, в тканях чаек — 99 мг/кг. В эти же цепочки миграции включается и человек, который употребляет питьевую воду, пищевые продукты растительного и животного происхождения, дышит атмосферным воздухом.

373

РАЗДЕЛ III. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Природное аномально высокое или низкое содержание в почве эндоген­ ных для нее химических веществ, их миграция из почвы в смежные среды (воду водоемов, атмосферный воздух, растения) и по пищевым цепочкам обусловли­ вает образование естественных биогеохимических провинций, возникновение эндемических заболеваний. Экзогенные химические вещества, которые попа­ дают в почву случайно (со сточными водами и твердыми отходами, промыш­ ленными выбросами в атмосферу, выбросами автотранспорта) или вносят пред­ намеренно (химические средства защиты растений, минеральные удобрения, структурообразователи почвы), циркулируют в окружающей среде по таким же миграционным цепочкам. С ними связано образование искусственных биогео­ химических провинций.

Следовательно, почва является главным элементом биосферы, где проис­ ходят процессы миграции, трансформации и обмена всех химических веществ на нашей планете.

Почва как ведущий элемент биосферы играет важную роль в формиро­ вании качества воды источников хозяйственно-питьевого водоснабжения,

к которым относятся в первую очередь подземные воды (грунтовые, межплас­ товые напорные и безнапорные), а также поверхностные водоемы (реки, озера, водохранилища). Химический состав воды поверхностных и подземных водо­ емов тесно связан с химическим составом почвы (см. с. 60).

Почва влияет на качественный состав атмосферы. Разнообразные по физико-химическим свойствам химические соединения, которыми перенасы­ щена почва вследствие техногенного загрязнения, путем испарения поступают

ватмосферный воздух, накапливаются в приземном слое в концентрациях, пре­ вышающих предельно допустимые, т. е. достигают уровней, опасных для здо­ ровья человека. Взаимодействие почвы с атмосферным воздухом — чрезвы­ чайно сложный процесс.

Следует заметить, что почва имеет поры, и если она сухая, то они заполне­ ны почвенным воздухом. Концентрации газов и паров в почвенном воздухе от­ личаются от таковых в атмосфере. Поэтому постоянно происходит диффузия, т. е. перемещение по градиенту концентраций: газообразные вещества, кото­ рых много в почвенном воздухе (например, углерода диоксид), поступают в приземный слой атмосферы и, наоборот, газы, парциальное давление которых

ватмосфере выше (например, кислород), перемещаются в почву. Кроме того, существует так называемое дыхание почвы, которое связано с одновременным поступлением всей смеси газов и паров, образующих почвенный воздух, в при­ земный слой атмосферы при повышении температуры почвы и снижении ба­ рометрического давления.

Примером влияния химического состава почвы на качество атмосферного воздуха является природная ртутная биогеохимическая провинция горного Ал­ тая, расположенная на территории залегания ртутьсодержащих руд. Почвы этой провинции содержат ртуть в концентрациях от 0,3 до 12,0 мг/кг, хотя в почвах других территорий она колеблется в пределах 0,04—0,12 мг/кг. Уро­ вень ртути в атмосферном воздухе провинции составляет 7—13 мкг/м3, что так­ же значительно превышает средний фоновый уровень для паров ртути в при-

374

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

земном слое атмосферы — 0,002 мкг/м3. Содержание ртути в моче жителей этой местности также повышено. К тому же оно возрастало с увеличением продолжительности контакта: среди детей дошкольного возраста составля­ ло 0,014 мг/л, среди школьников — 0,021 мг/л, среди взрослых — 0,033 мг/л. Наблюдалось повышение заболеваемости населения (болезни нервной и эндо­ кринной систем, мочеполовой системы у мужчин), снижение фертильности.

Еще одним примером влияния почвы на состояние атмосферного воздуха является образование так называемого токсического тумана на сельскохозяй­ ственных полях, обработанных пестицидами. Следует отметить, что из почвы, обработанной пестицидами, особенно высоколетучими фосфорорганическими соединениями, постоянно испаряется определенное количество пестицида. Этот процесс длится до достижения динамичного равновесия между пестицидом, который находится в почве, и его парами в приземном слое воздуха. Вслед­ ствие этого в приземном слое сухого воздуха формируются определенные кон­ центрации пестицидов, которые в отдаленные сроки (через 1—2 нед) после об­ работки полей в большинстве случаев невысокие и безопасные для здоровья. Но при определенных метеорологических условиях, которые способствуют об­ разованию тумана на полях, концентрации пестицидов в приземном слое воз­ духа могут значительно повышаться. Это происходит следующим образом. Вследствие предшествующих дождей почва обильно увлажнена. За ночь тем­ пература воздуха снижается. Почва обладает высокой теплоемкостью и лучше удерживает тепло. Поэтому утром почва теплее воздуха. Влага с теплой поверх­ ности почвы испаряется и в виде пара попадает в холодный воздух. Происхо­ дит ее конденсация с образованием мелкодисперсного водяного тумана (аэро­ золя), который при неблагоприятных метеорологических условиях (темпе­ ратурная инверсия, малые скорости ветра) некоторое время не рассеивается. На поверхности мельчайших капелек водяного тумана сорбируются молекулы пестицидов, находившиеся в виде пара в приземном слое сухого воздуха. Пло­ щадь поверхности капелек водного тумана очень большая. Теперь в воздухе отсутствует паровая фаза пестицида. Это нарушает динамическое равновесие, для достижения которого новая порция пестицида испаряется из почвы в воз­ дух и зависит от его физических параметров: водности и дисперсности. Водя­ ные частицы тумана имеют малые размеры, но характеризуются большой ве­ личиной суммарной поверхности в единице объема, на которой происходит адсорбция паров пестицидов. Вследствие адсорбции молекул пестицидов на поверхности капелек водяного тумана снижается упругость их паров, и для восстановления равновесия с поверхности почвы испаряется дополнительная порция пестицидов до достижения адсорбционного равновесия и равновесной упругости паров. В результате этого концентрация пестицидов в приземном слое атмосферы может превысить ПДК на величину от одного до нескольких порядков. Такие концентрации уже является опасными для здоровья и могут вызвать острые отравления.

Приведенные примеры свидетельствуют о том, что атмосферный воздух, загрязненный химическими веществами, мигрировавшими из почвы, может быть опасным для здоровья людей.

375

РАЗДЕЛ III. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Почва как фактор передачи возбудителей инфекционных заболеваний и инвазий людей (эпидемиологическое значение почвы). Эпидемиологичес­ кое значение почвы состоит в том, что в ней, несмотря на антагонизм почвен­ ной сапрофитной микрофлоры, возбудители инфекционных заболеваний могут достаточно продолжительное время сохранять жизнеспособность, вирулент­ ность и патогенность. Так, в почве, особенно в ее глубоких слоях, сальмонел­ лы брюшного тифа могут выживать до 400 сут. В течение этого времени они могут загрязнять подземные источники водоснабжения и заражать человека. Достаточно длительное время в почве могут сохраняться не только патоген­ ные микроорганизмы, но и вирусы (табл. 46).

Особенно долго (20—25 лет) в почве сохраняются споры анаэробных мик­ роорганизмов, которые постоянно встречаются в почве населенных мест. К ним относятся возбудители столбняка, газовой гангрены, ботулизма, сибирской яз­ вы. Длительное пребывание в почве указанных патогенных микроорганизмов и их спор является причиной возникновения соответствующих инфекционных заболеваний при попадании в рану человека загрязненной почвы, употребле­ нии загрязненных пищевых продуктов.

Загрязненная почва может выполнять роль фактора передачи человеку воз­ будителей как антропонозных, так и зооантропонозных инфекций. Среди антропонозных — кишечные инфекции бактериальной природы (брюшной тиф, паратифы А и Б, бактериальная и амебная дизентерия, холера, сальмонеллезы, эшерихиоз), вирусной этиологии (гепатит А, энтеровирусные инфекции — полиомиелит, Коксаки, ECHO) и протозойной природы (амебиаз, лямблиоз). К зооантропонозам, которые могут распространяться через почву, относятся: лептоспироз, в частности безжелтушная форма, водная лихорадка, инфекци­ онная желтуха, или болезнь Васильева—Вейля, бруцеллез, туляремия, сибир­ ская язва. Через почву могут передаваться также микобактерии туберкулеза. Особенно велика роль почвы в передаче глистных инвазий (аскаридоза, трихоцефаллеза, дифиллоботриоза, анкилостомидоза, стронгилоидоза). Для указан­ ных инфекций и инвазий характерен фекально-оральный механизм передачи, который для кишечных инфекций является ведущим, а для других — одним из возможных.

376

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

Фекально-оральный механизм передачи инфекционных заболеваний через почву — многоэтапный процесс, характеризующийся последовательным чере­ дованием трех фаз: выделение возбудителя из организма в почву; пребыва­ ние возбудителя в почве; внедрение возбудителя в видово-детерминированный организм биологического хозяина и сводится к следующему. Патогенные мик­ роорганизмы или яйца геогельминтов с экскрементами больного человека или носителя инфекции или же больного животного (при зооантропонозных инфек­ циях) попадают в почву, в которой какое-то время сохраняют жизнеспособ­ ность, патогенные и вирулентные свойства. Находясь в почве, возбудители ин­ фекционных заболеваний могут попасть в воду подземных и поверхностных источников, а оттуда в питьевую воду, с которой попадают в организм человека. Кроме того, из почвы возбудители могут попасть на овощи, ягоды и фрукты, на руки. Их распространяют также грызуны, мухи и другие насекомые. Пере­ дача инфекции может происходить следующими путями:

Известен случай эпидемии брюшного тифа, охватившей за 36 дней 60% воспитанников детского сада. Инфицированным оказался песок на игровых площадках. Возбудители брюшного тифа попали в организм детей через загря­ зненные песком руки. Имеются данные о проникновении возбудителей брюш­ ного тифа и дизентерии из загрязненной почвы в грунтовую воду, что привело к вспышкам кишечных инфекций у населения, которое пользовалось водой из колодца.

Следует отметить, что споры сибирской язвы, микобактерии туберкулеза, вирусы полиомиелита, Коксаки и ECHO, возбудители еще некоторых инфек­ ций дыхательных путей могут распространяться с почвенной пылью, т. е. во­ здушно-пылевым путем, вызывая соответствующие инфекционные заболева­ ния. Кроме того, заражение людей сибирской язвой возможно во время не­ посредственного контакта с инфицированной почвой (через поврежденную кожу).

Спорообразующие клостридии (Cl. botulinum, Cl. tetani, Cl. perfringens, Cl. histolyticum и др.) попадают в почву преимущественно с экскрементами жи­ вотных и людей. Споры клостридии ботулизма обнаруживают не только в куль­ тивируемой, но и в необработанной почве. Они выделены в пробах почвы Ка-

377

РАЗДЕЛ III. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕДКИНЫХ МЕСТ

лифорнии (70% случаев), Северного Кавказа (40%), их находили в прибреж­ ной зоне Азовского моря, в иле и морской воде, на поверхности овощей и фрук­ тов, в кишечнике здоровых животных, свежей красной рыбы (осетр, белуга

идр.), в кишечнике (15—20%) и в тканях (20%) уснувшей рыбы. Нарушение технологии обработки продуктов на предприятиях пищевой промышленности

ив домашних условиях, особенно консервов из овощей, мяса и рыбы, а также при копчении и солении рыбы, изготовлении колбасных изделий приводит к размножению палочки ботулизма и накоплению ботулинического токсина. Употребление в пищу таких продуктов приводит к развитию тяжелого заболе­ вания с симптомами поражения центральной нервной системы.

Споры возбудителей столбняка и газовой гангрены проникают в организм человека через поврежденную кожу и слизистые оболочки (мелкие, обычно ко­ лотые, раны, ссадины, занозы, через некротизированнные ткани при ожогах). Почва и почвенная пыль при столбняке являются одним из факторов передачи инфекции.

Почва играет специфическую роль в распространении геогельминтозов — аскаридоза, трихоцефаллеза, анкилостомидоза, стронгилоидоза. Выделенные в почву (незрелые) яйца Ascaris lumbricoides, Trichiuris trichiura, Ancylostoma duodenale и Stronguloides stercoralis не способны вызвать инвазию. Оптималь­ ные условия для развития (дозревания) яиц в почве создаются при температуре от 12 до 38 °С, достаточной влажности и наличии свободного кислорода. В за­ висимости от условий дозревание яиц геогельминтов длится от 2—3 нед до 2—3 мес. Лишь после этого они становятся инвазивными, т. е. способными при попадании в организм человека через загрязненные руки, овощи, фрукты и дру­ гие продукты питания вызвать болезнь. Яйца геогельминтов, попадая на по­ верхность почвы, отмирают, но на глубине от 2,5 до 10 см, защищенные от ин­ соляции и высыхания, они сохраняют жизнеспособность, по последним дан­ ным, до 7—10 лет.

Эпидемиологическое значение почвы состоит еще и в том, что загрязнен­ ная органическими веществами почва является местом обитания и размно­ жения грызунов (крыс, мышей), являющихся не только переносчиками, но и источниками многих опасных зооантропонозов — чумы, туляремии, лептоспироза, бешенства.

Кроме того, в почве живут и размножаются мухи, являющиеся активными переносчиками возбудителей кишечных и других инфекционных заболеваний.

Наконец, в почве может происходить естественное обеззараживание сточ­ ных вод и отходов от содержащихся в них патогенных микроорганизмов и гель­ минтов.

В последние годы роль почвы в формировании здоровья населения суще­ ственно изменилась. Если до второй мировой войны в структуре смертности превалировали инфекционные и паразитарные заболевания, то в наше время на их долю приходится лишь 1—3%. Сегодня в структуре смертности населе­ ния доминируют (свыше 70%) злокачественные новообразования и сердечно­ сосудистые заболевания. Одним из факторов риска указанной патологии явля­ ется загрязнение почвы и сопредельных с ней сред (воды, воздуха, растений)

378

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

экзогенными химическими веществами, иозросла частота неинфекционных заболеваний, ухудшились показатели физического развития детей. Начиная с 90-х годов XX ст., в воспроизведении населения нашей страны имеет место отрицательный баланс.

Почва является естественной средой для обезвреживания жидких и твердых бытовых и промышленных отходов. Это та система жизнеобес­ печения Земли, тот элемент биосферы, в котором происходит детоксикация (обезвреживание, разрушение и превращение в нетоксические соединения) основной массы поступающих в нее экзогенных органических и неорганичес­ ких веществ. По словам известного гигиениста XIX ст. Рубнера, почва является "... единственным местом, удовлетворяющим всем требованиям и дарованной самой природой для обезвреживания загрязнений. Но ее детоксикационная способность имеет предел, или порог, экологической адаптационной возмож­ ности". При превышении порога экологической адаптационной возможности почвы нарушаются характерные для данного вида почвы величины естествен­ ных процессов самоочищения, и она начинает отдавать в растения, атмосфер­ ный воздух, поверхностные и подземные воды биологические и химические за­ грязнители, которые могут накапливаться в контактирующих с почвой средах в количествах, опасных для здоровья людей, животных и растений.

Попавшие в почву органические вещества (белки, жиры, углеводы расти­ тельных остатков, экскрементов или трупов животных, жидких или твердых бытовых отходов и пр.) разлагаются вплоть до образования неорганических веществ (процесс минерализации). Параллельно в почве происходит процесс синтеза из органических веществ отходов нового сложного органического ве­ щества почвы — гумуса. Описанный процесс называется гумификацией, а оба биохимических процесса (минерализация и гумификация), направленные на восстановление природного состояния почвы, — ее самоочищением. Этим те­ рмином обозначают и процесс освобождения почвы от биологических загряз­ нений, хотя в этом случае следует говорить о природных процессах ее обезза­ раживания. Что касается процессов самоочищения почвы от ЭХВ, то правиль­ нее их называть процессами детоксикации почвы, а все процессы вместе — процессами обезвреживания почвы. г

Процесс самоочищения почвы от чужеродного органического вещества очень сложный и осуществляется главным образом за счет сапрофитных поч­ венных микроорганизмов. Проникновение необходимых для существования питательных веществ в микробную клетку происходит за счет осмотического всасывания через мелкие поры в клеточной стенке и цитоплазматической мем­ бране. Поры настолько маленькие, что сложные молекулы белков, жиров и уг­ леводов через них не проникают. Лишь в случае расщепления сложных веществ до более простых молекул (аминокислот, моносахаридов, жирных кислот) пи­ тательные вещества могут поступить в микробную клетку. Для осуществления такого способа питания в процессе эволюции у микроорганизмов выработа­ лась способность выделять в окружающую среду гидролитические ферменты, которые подготавливают содержащиеся в ней сложные вещества к усвоению микробной клеткой. Все ферменты микроорганизмов по месту их действия под-

379

РАЗДЕЛ III. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

разделяют на две группы: экзоферменты, действующие вне клетки, и эндоферменты, действующие внутри клетки. Экзоферменты участвуют в подготовке питательных веществ к поступлению их в клетку, а эндоферменты способству­ ют их усвоению. Характер действия ферментов различен. Эстеразы (липазы), расщепляющие жиры, встречаются во многих плесневых грибах и бактериях. Протеазы, расщепляющие белковые молекулы, выделяются многими гнилост­ ными бактериями и т.д.

Углеводы (полисахариды), попавшие в почву с отходами, под действием экзоферментов (карбогидраз) превращаются в ди- и моносахариды, которые всасываются микробной клеткой. В аэробных условиях под действием эндоферментов большая часть моносахаридов окисляется в процессе эндогенного дыхания, а незначительная часть используется для синтеза гликогена (см. с. 272).

В анаэробных условиях биохимический процесс распада углеводов про­ текает гораздо сложнее и заключается в образовании жирных кислот с после­ дующим их распадом до органических спиртов, углерода диоксида, метана, водорода и других газообразных веществ с выделением энергии. При этом микроорганизмы получают энергию. Анаэробное дыхание осуществляется без участия свободного кислорода, но количество энергии, образующееся при этом, гораздо меньше, чем при кислородном дыхании.

Расщепление жиров (см. с. 273) происходит очень медленно, так как они мало подвержены процессам биохимического разрушения. Под действием экзо­ ферментов (липаз, эстераз) жиры расщепляются до жирных кислот и глицерина, которые в аэробных условиях разлагаются эндоферментами до углерода диок­ сида и воды с выделением энергиии. В анаэробных условиях жирные кислоты и глицерин расщепляются примерно по той же схеме, что и углеводы, до угле­ рода диоксида, метана, водорода. Образуются также летучие жирные кислоты с неприятным запахом. Некоторое количество жирных кислот не разрушается, а используется для синтеза липидов микробной клетки.

Расщепление белков также происходит с участием сапрофитных почвен­ ных микроорганизмов, для которых именно белоксодержащие вещества явля­ ются источником азота. Под действием экзоферментов, выделяемых микро­ организмами, сложные белковые молекулы (полипептиды) расщепляются до альбуминов и пептонов, а затем до аминокислот. Многие бактерии содержат фермент триптазу, непосредственно расщепляющий белки на аминокислоты, минуя стадию пептонов. ж

Большая часть аминокислот после поступления в микробную клетку исполь­ зуется как пластический и энергетический материал размножающимися сапро­ фитными почвенными микроорганизмами. В дальнейшем после отмирания этих микроорганизмов образуется гумус — органическое вещество, входящее в состав почвы. В состав гумуса, кроме протеиновых комплексов, входят орга­ нические кислоты, гемицеллюлоза, жиры, образовавшиеся в результате мик­ робного синтеза. В гумусе содержится много сапрофитных почвенных микро­ организмов, отсутствуют патогенные микроорганизмы, за исключением спорообразующих. Несмотря на наличие в гумусе органических соединений, он не загнивает, не выделяет газов с неприятным запахом и не привлекает мух.

380