CC BY
23
^земных газонефтепроводов, полигонов складирования бытовых и промышленных отходов, почв, подверженных ветровой, водной и химической эрозии; гигиеническая оценка дообезвреживания городских бытовых сточных вод, стоков животноводческих комплексов, сточных вод промышленности, перерабатывающей сельскохозяйственное сырье агробиологическим методом , на орошаемых земледельческих полях.
В тематике научных исследований должны найти отражение следующие актуальные проблемы совершенствования системы гигиенической регламентации факторов окружающей среды:
— разработка гигиенических рекомендаций по оптимизации контроля качества объектов окружающей среды;
— гигиеническая характеристика загрязнения почвы титаном и цирконием в связи с их регламентированием и изучение санитарных условий
ЛЙ^кизни и здоровья населения;
— гигиеническая оценка почвы, загрязненной толуолом в комбинации с никелем;
— токсикологическая оценка почвы, загрязненной сернистыми соединениями нефти и влияния их на здоровье населения;
— разработка гигиенических рекомендаций по санитарной охране почвы, загрязненной нефтепродуктами;
— изучение влияния на почву фосфатшлаков и их гигиеническое значение в общем балансе
'1 * ■ |* « • | 'ф ■ ^ ^мЛа? "" % ' ' ' + в • ® * »*•• ^ " I
загрязняющих факторов.
Не менее важными направлениями исследований являются разработка научных основ гигиенической оценки промышленных отходов (на
примере предприятий металлургии и нефтеперерабатывающей промышленности); разработка методики определения классов опасности токсичных промышленных отходов; исследование влияния крупного химического узла на почву в климатических условиях Западной Сибири и других регионов страны.
В работе по указанным направлениям активное участие принимают коллективы научно-исследовательских гигиенических институтов и кафедр коммунальной гигиены медицинских вузов: лаборатория гигиены почвы НИИ общей и коммунальной гигиены им, А. Н. Сысина АМН СССР, Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева, НИИ санитарии и гигиены им.. Г. М. Натадзе, Уфимский НИИ гигиены и профзаболеваний, Львовский НИИ эпидемиологии, Киргизский НИИ эпидемиологии, микробиологии и гигиены, кафедры коммунальной гигиены Киевского, Днепропетровского, Кемеровского и ряда других медицинских институтов.
Следует подчеркнуть, что накопленные гигиенической наукой данные по гигиеническому регламентированию более 50 химических веществ в почве, а также разработанные методические документы по контролю за загрязнением почвы нашли широкое применение в практической работе санитарно-эпидемиологической службы страны. Несомненно, что дальнейшая разработка актуальных гигиенических проблем будет способствовать снижению загрязнения почвы, растений, продуктов питания химическими соединениями, а следовательно, способствовать охране здоровья населения.
Поступила 13.02.87
УДК 614.771:546/.547]-074
*
И. И. Тонкопий, А. Ф. Перцовская, Т. И. Григорьева, Ю. Е. Сает,
Б. А. Ревич, Р. С. Смирнова
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ХИМИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва; Инсти
тут минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов, Москва
Гигиеническим критерием оценки загрязнения почв химическими веществами являются ПДК. Отражая объективные закономерности взаимоотношений организма с химическим веществом почвы, ПДК позволяют предупредить отрицательное влияние токсикантов на контактирующие среды и здоровье человека, сохранить барьерную функцию почвы, прогнозировать возможные изменения в связи с существующим загрязнением почв. ПДК служат основой для гигиенического прогноза качества пищевой продукции растительного происхождения. Они стимулируют разработку и совершенствование прогрессивных технологических процессов, способствуя
тем самым ограничению поступления химических веществ в почву, позволяют осуществить эффективный контроль за проведением оздоровительных мероприятий. Вследствие этого ПДК являются основой предупредительного и текущего санитарного надзора и используются контрольными службами страны.
В настоящее время гигиенистами научно обосновано более 100 ПДК и ориентировочных допустимых концентраций приоритетных загрязнителей почвы, относящихся к различным классам химических соединений (тяжелые металлы и некоторые их смеси, канцерогенный ПАУ — полициклический ароматический углеводород,
бенз(а)пирен, нефтепродукты, нитраты, пестициды).
Однако наличие территорий, на которых уровень загрязнения почв химическими веществами значительно превышает их ПДК, и отсутствие возможности санации или изъятия таких почв из хозяйственного землепользования ставят вопрос о необходимости ранжирования их по степени опасности. Это важно прежде всего для решения вопросов о возможности их использования и установления очередности осуществления гигиенических и природоохранных мероприятий.
С гигиенических позиций опасность загрязнения почвы химическими веществами определяется уровнем их возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (пищевые продукты, вода, воздух) и опосредованно на человека, а также на биологическую активность и процессы самоочищения почв.
Специальные исследования, проведенные на примере тяжелых металлов (никель, медь, цинк), показали, что степень влияния токсикантов почвы обусловлена рядом факторов, важнейшими из которых являются уровень загрязнения почв, количество подвижных форм элемента, буферность почвы и специфика загрязнителя.
Выявленные взаимосвязи между степенью негативных изменений в биологических цепях, уровнем превышения ПДК почвы, количеством подвижных форм, механическим составом и рН позволили разработать гигиенические подходы к оценке степени опасности загрязнения почв токсикантами, позволяющие определить уровень возможного воздействия токсических веществ на системы почва —
растение, почва
низмы
биологическая
— микроорга-активность, почва —
грунтовые воды и опосредованно на здоровье человека.
Принимая во внимание возможность многопланового воздействия, оценка опасности почв, загрязненных химическими веществами, должна проводиться дифференцированно для почв разного характера землепользования с учетом особенностей хозяйственного использования территорий (почвы населенных мест, сельскохозяйственные угодья, рекреационные зоны, природные ландшафты и т. д.), наиболее значимых для этих территорий путей воздействия загрязнителя на человека.
ПДК является комплексным интегральным показателем безвредного содержания химического вещества в почве, так как используемые при его обосновании критерии вредности отражают все возможные пути опосредованного воздействия загрязнителя на контактирующие среды и биологическую активность почвы. При этом каждый путь воздействия оценивается количественно с обоснованием допустимого уровня содержания вещества по различным показателям вредности. Наименьшее из обоснованных содержание является лимитирующим и принимается за ПДК
Таблица 1
ПДК химических веществ в почве и допустимые уровни их^
содержания по показателям вредности
Вещество
Показатель вредности
03
^ йй О
О X
сс
л
X =
о
ГУ я
к х
СО
И р.
Ю аз О Е-
Медь*
Цинк*
Никель*
Сур ьма
Марганец
Ванадий
Свинец
Мышьяк
Бенз(а)пирен
Бензол
Толуол
Нитраты
Изопропилбензол Альфаметилстирол Стирол Ксилол
3 23
4 4,5
1 500 150 30 2
0,02 0,3 0,3 130 0,5 0,5 0,1 0,3
3,5 23 6,7 4 5 10 000 100—300 35 2 0,2 3,0 0,3 180 3,0 3,0 0,3 0,3
72 200 14 4,5 6 300 100 260 15 0,5 10 100 130 100 100 100 100
0,3 0,3
0,5 0,5 0,1 0,3
3
37 '
4
50 1 500 100 30 10 0,02 50 50 225
5—5(М 5—5(Г 5—50 5—50
Примечание. Звездочка — ПДК обоснованы по подвижным формам металлов, извлекаемых ацетатно-аммонийным буфером рН 4,8 (медь и цинк) и рН 4,6 (никель), для свинца рекомендовано допустимое содержание в подвижной форме при рН 4,4—4,6 (ацетатно-аммонийный буфер) 6,0 мг/кг [1]. ПДК по подвижным формам остальных химических элементов еще не разработаны.
вещества, так как отражает наиболее уязвимый путь воздействия данного токсиканта.
Анализ материалов нормирования химических веществ показывает, что в зависимости от спе-цифики вещества лимитирующие показатели вредности различны: для нефтепродуктов — это миграционный воздушный, для пестицидов — в основном транслокационный, для тяжелых металлов — общесанитарный и транслокационный. При этом разница, в допустимых уровнях каждому показателю вредности для каждого ве-4^; щества может быть значительна (табл. 1).
С учетом разницы допустимых уровней содержания химических веществ по различным показателям вредности и основных положений дифференцированной оценки опасности загрязнения почв разработаны рекомендации по возможному использованию загрязненных территорий (табл. 2). Исходя из указанных принципов, предлагаются различные схемы оценки опасности загрязнения химическими веществами почв населенных мест и почв, используемых для выращивания сельскохозяйственных растений. Основой гигиенической оценки почв, используемых для выращивания сельскохозяйственных растений, является транслокационный показатель вредности — важнейший при обосновании ПДК химических веществ в почве. Это обусловлено тем, что с продуктами питания растительного происхож-
Категория загрязненности почв
Возможное использование
территории
Характеристика загрязненности
Предлагаемые мероприятия
Снижение уровня воздействия источников загрязнения почвы. Осуществление мероприятий по' снижению доступности токсикантов для растений (известкование, внесение органических удобрений и т. п.)
Мероприятия, аналогичные категории I. При наличии веществ с лимитирующим миграционным водным или миграционным воздушным показателями проводится контроль за содержанием этих веществ в зоне дыхания рабочих и в воде местных водоисточников
Кроме мероприятий, указанных для категории I, обязателен контроль за содержанием токсикантов в растениях — продуктах питания и кормах. При необходимости выращивания растений — продуктов питания рекомендуется их перемешивание с продуктами, выращенными на чистой почве. Ограничение использования зеленой массы на корм скоту с учетом растений-концентраторов
Мероприятия по снижению уровня загрязнения и связыванию токсикантов в почве. Контроль за содержанием токсикантов в зоне дыхания рабочих и в воде местных водоисточников
Содержание химических веществ в почве повышает фоновое, но не выше ПДК
Г. Допусти мая
Использование под любые культуры
II. Умеренно опасная
Использование под любые культуры при условии конт роля качества сельскохозяй ственных растений
Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем общесанитарном миграционном водном и миграционном воздушном показателях вредности, но ниже допустимого уровня по транслокационному показателю Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем транслокационном показателе вредности
III. Высоко-* опасная
Использование под технические культуры. Использование под сельскохозяйственные культуры ограничено с учетом растений-концентраторов
IV. Чрезвы-. чайно опасная
Содержание химических веществ превышает ПДК в почве по всем показателям вредности
Использование под технические культуры или исключение из сельскохозяйственно го использования. Лесозащитные полосы
дения в организм поступает в среднем 70 % вредных химических веществ, уровень транслокации определяет уровень накопления токсикантов в продуктах питания, влияет .на их качество, обусловливая их пищевую ценность; степень транслокации отражает буферные свойства почвы и, следовательно, характеризует состояние и функционирование почвенной системы в целом при загрязнении химическими веществами.
В соответствии с общеизвестным принципом суммации при ранжировании почв следует учи-
Я • ' ф* . - « | ■ £4 ^ Л | , . %
тывать, что опасность загрязнения тем выше, чем больше фактические уровни содержания контролируемых веществ в почве (С) превышают ПДК и чем выше класс их опасности, т. е. опасность загрязнения почвы возрастает с увеличением
коэффициента =
При оценке опасности загрязнения почвы любым токсикантом необходимо учитывать также ее буферность. Чем меньшими буферными свойствами обладает почва, тем большую опасность представляет ее загрязнение катионогенными химическими веществами. При равных значениях Ко химического вещества в разных почвах в целом опасность загрязнения будет больше для
почв с кислым значением рН, меньшим содержанием гумуса и более легким механическим составом, Например, если Ко вещества оказались равными в дерново-подзолистой супесчаной почве, в дерново-подзолистой суглинистой почве и черноземе, то в порядке возрастания опасности загрязнения почвы могут быть расположены следующим образом: чернозем, дерново-подзолистая суглинистая почва, дерново-подзолистая супесчаная почва. Необходимо отметить, что при одной и той же величине Ко опасность загрязнения выше для почв, загрязненных химическим веществом более высокого класса опасности. Например, загрязнение почв свинцом и мышьяком более опасно, чем марганцем или ванадием, поскольку мышьяк и свинец относятся к 1-му, а марганец и ванадий — к 3-му классу опасности.
В отличие от почв, используемых для выращивания сельскохозяйственных растений, опасность загрязнения почв населенных мест определяется прежде всего возможным вторичным загрязнением атмосферного воздуха в зоне дыхания человека почвенной пылью и значением почвы как фактора эпидемической опасности.
При определении значимости эпидемической опасности в первую очередь необходим учет
Таблица 2
Принципиальная схема оценки почв сельскохозяйственного использования, загрязненных химическими веществами
Таблица 34^
Схема оценки эпидемической опасности почв населенных пунктов
ти
Категория загрязненности • Показатели загрязнения (число клеток в 1 г почвы)
Объект кишечные патогенные
почвы палочки энтерококки энтеробактерии эптеровирусы гельминты
Чистая % Зоны повышенного риска детские сады, игровые детские площадки, зоны санитарной 1—9 • 1—9 — • —
Загрязненная охраны водоемов То же >10 >10 + + +
Чистая Санитарно-защитные зоны 1—99 1 99 - — —
Загрязненная То же >100 >100 + + +
П р и м е ч а и и е. Знаками + и тов в 1 г почвы.
обозначены соответственно наличие или отсутствие микроорганизмов и гельмин-
влияния химических веществ на выживаемость патогенных энтеробактерий и яиц гельминтов. Так, нашими исследованиями показано, что с увеличением химической нагрузки возрастает эпидемическая опасность почвы: на фоне уменьшения истинных представителей почвенных мик-робоценозов (антагонистов патогенной кишечной микрофлоры) и снижения биологической активности почв отмечается увеличение процента обнаружения патогенных энтеробактерий и геогельминтов, которые более устойчивы к химическому загрязнению почвы, чем представители естественных почвенных ценозов. Трехлетние исследования почв крупного индустриального города позволили на основе критерия эпидемической безопасности — отсутствия патогенных агентов в исследуемом объекте — разработать схему оценки городских почв с повышенной степенью риска, а также санитарно-защитных зон предприятий (табл. 3).
Особенностью загрязнения почвы населенных мест химическими веществами является то, что загрязнение ее происходит одновременно от ряда источников, в результате чего в почве накапливается сложная многокомпонентная смесь химических веществ различной природы.
Результаты комплексных исследований почв населенных мест, проведенных в последние годы в различных регионах страны, позволяют рекомендовать проведение оценки опасности уровня химического загрязнения почв населенных мест по геохимическим критериям, учитывающим уровень вторичного загрязнения атмосферного воздуха почвенной пылью, опасность загрязнения почв детских игровых площадок свинцом и влияние на состояние здоровья населения.
К основным геохимическим критериям оценки уровня загрязнения почв относятся коэффициент концентрации (1С) и суммарный показатель загрязнения (2С). Первый из них определяется отношением реального содержания токсиканта в
почве (Сг) к фоновому (Сф):
Ш
К
с
с
Второй
Ф
— равен траций химических уровня:
сумме превышении концен-элементов их фонового
г
О—-Сф
с
ф
Опасность
загрязнения почв по суммарному показателю определяется в соответствии с предлагаемой шкалой (табл. 4). Градация оценочной
Таблица 4
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения
почв по
Категория загрязнения почв
г
Изменения показателей здоровья населения в очагах
загрязнения
Допустимая
Умеренно опасная Опасная
Чрезвычайно опас на я
<16
16—32 32—128
Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений Увеличение общей заболеваемости Увеличение общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечно-сосудистой системы Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение токсикоза беременности, преждевременных родов, мертворождаемос-ти, гипотрофий новорожденных)
Примечание. Определение химических веществ при оценке уровня загрязнения почв рекомендуется проводить методом эмиссионного анализа.
>128
калы учитывает связь накопления всех химических элементов, участвующих в загрязнении (геохимический показатель), с показателями здоровья населения.
Наиболее распространенным загрязнителем в почве городов является свинец, содержание которого в значительной степени определяет величину Ъс и, как правило, коррелирует с содержанием других элементов. Поэтому уровень содержания свинца в почве может служить ориентировочной оценкой суммарного загрязнения почвы. Учитывая его высокую токсичность и широкое распространение, целесообразно оценивать содержание свинца ,в почве по следующим критериям: при содержании свинца 250 мг на 1 кг почвы возможно превышение его среднесуточных ПДК в атмосферном воздухе; при содержании 500 мг на 1 кг почвы и систематическом нахождении свинца в почве игровых площадок на указанном уровне можно ожидать изменение психоневрологического статуса у детей.
Использование предложенных р данной работе единых методических подходов к оценке качества почвы способствует получению сопоставимых данных при оценке уровня загрязнения различных почв и позволяет ранжировать их по степени опасности для человека. Апробация рекомендуемых методических подходов, проведенная в НИИ краевой патологии Казахской ССР, показала целесообразность их использования для решения широкого круга вопросов в области охраны окружающей среды и в "первую очередь для разработки комплексных мероприятий по охране почв и создания систем почвенного мониторинга.
Литература
1. Несвижская Н. И., Саеб Ю. Е. // Всесоюзное совещание по исследованию миграции загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах, 4-е: Труды. — Л., 1985.— С. 10—18.
Поступила 13.02.87
УДК 614.771:5791-07 ([47 + 57] +430.2)
А. Ф. Перцовская, Е. В. Филимонова, Т. В. Доскина, Ф. Меллер,
К. Краних, Б. Стетниш
ОЦЕНКА МИКРОБНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ СССР И ГДР
щ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва; Институт гигиены округа Потсдам (ГДР)
В последние годы обоснование регламентов микробного загрязнения почвы становится актуальнейшей задачей в области гигиены окружающей среды. В значительной степени это связано с тем, что интенсивность естественных процессов самоочищения объектов окружающей среды, в том числе и почвы, снижена в результате возрастающего химического и биологического за-рязнения. Принятые ранее показатели и нормативы схем санитарно-эпидемиологической оценки почв как в СССР, так и в ГДР были обоснованы без применения методов прямого определения патогенных энтеробактерий и вирусов в почве. Наряду с этим в отечественной и зарубежной литературе практически отсутствуют материалы, посвященные оценке микробного загрязнения почвы на основе прямого определения патогенной кишечной микрофлоры.
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР и Институтом гигиены округа Потсдам проведены совместные исследования по оценке микробного загрязнения почв СССР и ГДР.
На первом этапе была проведена сравнительная оценка разработанных в обеих странах количественных методов обнаружения в почве лак-тозоположительных кишечных палочек (фекальных коли-форм), энтерококков, сальмонелл и энтеровирусов, позволившая установить сопоста-
вимость данных, получаемых при использовании указанных методов. В дальнейшем для оценки микробного загрязнения почв ГДР и СССР использовали принятые в каждой стране стандартные методы [2, 3]. В обеих странах для учета фекальных коли-форм и энтерококков применяли капельный посев 10-кратных разведений почвенной суспензии на твердые питательные среды: коли-формы — на среду Эндо, энтерококки — на среду Сланец — Бертли. Для подтверждения результатов использовали посев в жидкие среды, принятые в ГДР и СССР. Для количественного учета сальмонелл использовали прямой посев почвы в накопительные среды: в СССР — в магниевую среду М с последующим высевом на вис-мут-сульфитный агар, в ГДР — в калий-тетра-тионат-кристаллвиолетовый бульон (по Прейсу), из него — в селенитовый бульон и затем пересев из обеих накопительных сред на дезоксихолат-цитратный агар (по Лейфсону). Как в СССР, так и в ГДР энтеровирусы выделяли при щелочных условиях, применяя в качестве десорбента широко используемые стандартные вирусологические среды: в СССР — среду 199, в ГДР — среду Хенкса с добавлением в обе среды бычьей сыворотки. После десорбции вирусов в раствор почвенную суспензию центрифугировали, надо-садочную жидкость освобождали эфиром и антибиотиками от бактериальной флоры и без после-
