CC BY
4
Таблица ^
Результаты обследования не гельминтозы людей, работающих и не работающих на орошаемых землях
Количество ии- В том числе
Группа обследуемых следованных аскаридами власоглавом те ни идам и острицам! строигилоидссом
абс. % абс. % абс. % абс. % абс. % абс. %
Опытная: овощеводы, садоводы, мелиораторы школьники 221 238 2 9 0,9 3,8 6 2,6 2 0,8 2 0,9 1 0,4 — —
Всего... 459 II 2,4 6 1,3 2 0,4 2 0,4 1 0,2
Контрольная:
овощеводы, садоводы, механизаторы, виноградари, животноводы 73 — — — — — — — — — — школьники 105 2 1,9 1 0,95 — — — — I 0,95
В целом...
178
1,1
0,55 — — — —
0,55 —
основание предполагать, что у лиц, занятых возделыванием овощей и фруктов на орошаемых землях, имеется повышенная опасность заражения инвазионным началом.
Для подтверждения этого предположения целесообразно проведение исследований, направленных на изучение обсемененности яйцами гельминтов речной воды, используемой для орошения, почвы с орошаемых площадей, овощей и фруктов, возделываемых на них. С этой же целью необходимо прозести анализ пораженности населения гельминтозами по хозяйствам в зависимости от масштаба орошения земель и вида возделываемых на них сельскохозяйственных культур.
Выводы. 1. Среди школьников приречных сел уровень пораженности гельминтозами в целом достоверно выше, чем в неприречных населенных пунктах.
2. Имеется выраженная тенденция к росту пораженности аскаридозом среди школьников и трихоцефалезом среди дошкольников в приречных селах в сравнении с таковыми в неприречных населенных пунктах.
3. Уровень пораженности аскаридозом среди
школьников, занятых сбором овощей и фруктов с орошаемых площадей, в 2,75 раза выше контроля. Литература.
1. Москаленко И. К. Дне. ... канд. мед. наук.—М., 1958]
2. Падченко И. К.. Лаптева И. М., Таран В. В. и др. // Проблемы эпидемиологии, микробиологии и паразитоло-! гии,—Кишинев, 1987,— Ч. 2,—С. 176—177.
3. Романенко И. А., Станку М. Л., Хайдаров А. X. и др. // Мед. паразнтол.— 1985.— № 5,— С. 81—83.
4. Спыну К. И. Ц Вопр. вирусол,— 1988.— № 5,— С. 625-631.
5. Спыну К. И., Грушко Т. П., Вуткарев В. П. и др. // Всесоюзная конф. «Гигиенические аспекты изучения биологического загрязнения объектов окружающей среды». 10-я: Материалы.—М., 1988.—Ч. 1.—С. 98.
6. Спыну К. И., Яровой П. И., Вуткарев В. П. и др. // Вопр. вирусол,— 1988.—№ 3.—С. 327—331.
7. Станку М. Л., Романенко Н. А., Хайдаров А. X. и др А. с. 1220344 СССР // Открытия,—1986.—№ 12,-С. 92.
8. Яровой П. И., Станку М. Л., Хубка Е. И. и др. // Всесоюзная конф. «Гигиенические аспекты изучения биологического загрязнения объектов окружающей среды» 10-я: Материалы.—М„ 1988,—Ч. 1,—С. 116—117.
9. Яровой П. И., Станку М. Л., Хубка Е. И. и др. // Гиг. и сан,— 1988,— № 8.— С. 67—68.
10. /Са/яи/а Ка/оИ // Мед. паразитол,—1970,—№ 6.-С. 733—734.
Поступила 09.08.90
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1991 УДК 614.771: |613.632:в32.95
Е. И. Гончарук, М. М. Коршун, А. В. Чалый
О РОЛИ ПОЧВЕННОГО ВОЗДУХА В ВОЗНИКНОВЕНИИ ОСТРЫХ ОТРАВЛЕНИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАБОЧИХ ПЕСТИЦИДАМИ
Киевский медицинский институт им. акад. А. А. Богомольца
Описаны случаи групповых отравлений людей при сельскохозяйственных работах по истечении установленных сроков после применения сорбция пестицидов на капельках тумана [3, 4, 5] ; химических средств защиты растений [2, 7, 10, 11 ]. 2) поступление в приземный слой атмосферы
3* -35-
Основные возможные причины острых интоксикаций сельскохозяйственных рабочих на полях: 1)
на [3,4,5] атмосферь
ысокотоксичных продуктов почвенного синтеза фосген, дифосген, хлорциан, хлористый водо-од и др.) [1, 8]; 3) трансформация пес-ицидов с образованием более токсичных веществ 10, 17]; 4) образование фотооксидантов [2, 10]; >) сорбция пестицидов на частицах пыли 15]; 6) кристаллизация испарившихся веществ; ') выход почвенного воздуха, содержащего пе-тициды, в приземный слой атмосферы.
Ранее мы рассматривали механизмы формиро-1ания высоких концентраций пестицидов в призем-юм слое атмосферного воздуха в результате их юрбции на капельках тумана. Доказана возмож-юсть острых интоксикаций у сельскохозяйствен-шх рабочих в этих случаях, а также обоснова-критическая зона параметров окружающей :реды, в которой возникают условия для обра-ювания «токсичного тумана» на полях, обработанных пестицидами [3—5]. В настоящей работе основное внимание уделено роли почвенного зоздуха в возникновении острых интоксикаций / сельскохозяйственных рабочих.
При резком падении барометрического давления и значительном нагревании почвы летом в цневные часы возможно поступление в приземный слой атмосферы значительного количества почвенного воздуха. Наоборот, при резком повышении атмосферного давления и падении температуры почвы газы приземного воздуха поступают в почву. Это явление названо воздухообменом между почвой и атмосферой, оно хорошо описано в отношении диоксида углерода и кислорода [14].
Анализ данных литературы [9] свидетельствует о том, что на территории Украины максимальный суточный размах температуры поверхности почвы составляет 60 °С, а наибольший перепад атмосферного давления достигает 30 мм рт. ст. В этих условиях в приземный слой атмосферы с 1 м поверхности почвы путем воздухообмена может поступить до 20 дм3 почвенного воздуха. В условиях температурной инверсии без горизонтального сноса (штиль) составляющие почвенный воздух газы и пары летучих экзогенных химических веществ (ЭХВ) создают дополнительные концентрации в приземном слое атмосферы. Данный процесс происходит не изолированно, а одновременно с испарением вещества с поверхности почвы, а также с его диффузией и массопереносом по почвенному профилю (механизмы этих процессов будут подробно рассматриваться в последующих работах). При неблагоприятных метеорологических условиях (предшествующие обильные дожди, значительное нагревание почвы, резкое падение атмосферного давления, температурная инверсия, штиль), особенно в утренние часы, все указанные процессы усиливаются. По нашему мнению, это способствует формированию в приземном слое атмосферного воздуха таких высоких концентраций пестицидов, при которых становятся возможными ост-
рые интоксикации у работающих на сельскохозяйственных полях.
Для выяснения возможности создания высоких концентраций ЭХВ в приземном слое атмосферы в результате поступления почвенного воздуха при экстремальных метеорологических условиях мы прибегли к математическому моделированию рассматриваемого процесса с привлечением физических законов для газового состояния вещества.
Расчет начального объема свободного почвенного воздуха, активно перемещающегося по системам почвенных пор и обеспечивающего воздухообмен между почвой и атмосферой, мы проводили с учетом следующих положений.
1. В воздухообмене между почвой и атмосферой наиболее интенсивно участвует свободный почвенный воздух пахотных горизонтов, так как в почвогрунтах ниже пахотного слоя размеры пор чрезвычайно малы (Ю-7—Ю-9 м), в связи с чем газы находятся в ультраразреженном состоянии и имеют иные термодинамические и молекуляр-но-кинетические свойства [16].
2. Среди воздушно-физических свойств почвы наибольшее значение для нормальной аэрации имеет некапиллярная воздухоемкость или пороз-ность аэрации, которая у хорошо оструктурен-ных и слабо уплотненных почв достигает 25— 30% [13, 14].
3. Реальное содержание воздуха в естественных почвах в природных условиях всегда меньше воздухоемкости на величину объемной влажности почвы, так как вода и воздух конкурируют за пороговое пространство почвы [13].
С целью соблюдения принципа экстремальности начальный объем свободного почвенного воздуха рассчитывали для следующих условий: 1) глубина пахотного слоя почвы 0,25 м; 2) содержание воздуха равно воздухоемкости; 3) пороз-ность аэрации составляет 30 %.
С учетом изложенного на основании законов Бойля—Мариотта и Гей-Люссака получена общая формула изменения объема почвенного
Таблица 1
Объем почвенного воздуха, поступающий в приземный слой атмосферы при падении барометрического давления и повышении температуры почвы*
Снижение барометрического давления. Объем почвенного воздуха (в дм3), поступающего с 1 м2 в атмосферу при повышении температуры, °С
мм рт. ст. 20 30 40 50 60
5 10 20 30 40
5,58 6,03 6,91 7,77 9,57
8,22 8,78 9,91 11,08 12,28
10,80 11,38 12,54 13,74 14,97
13,38 13,97 15,17 16,41 17,68
15,96 16,56 17,80 19,07 20,38
* И ходное барометрическое давление 760 мм рт. ст., начальная температура почвы 20 °С.
воздуха при нагревании почвы и падении барометрического давления:
ЛУ_ 7,5-\0~2■а-Ь-(Р[-ЛТ— ДР-Г.) т
ТХ(Р1+АР) ' * '
где а — ширина участка почвы; м; Ь — длина участка почвы, м; Р\ — исходное барометрическое давление, мм рт. ст.; 7*1 — начальная температура почвенного воздуха (почвы), °К; ДТ — изменение температуры почвы, °К; АР — изменение барометрического давления, мм рт. ст. В случае одновременного падения атмосферного давления и повышения температуры почвы при неизмененном поровом пространстве именно этот объем почвенного воздуха поступит в приземный слой атмосферы. Результаты расчетов объема почвенного воздуха, поступающего в приземный слой атмосферы с 1 м2 почвы при изменении метеорологических условий, приведены в табл. 1.
Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что при падении барометрического давления и повышении температуры почвы в атмосферу на 0,5 м от поверхности земли может поступить до 20,38 дм3 почвенного воздуха. При расчете концентрации ЭХВ, которая может создаться в приземном 0,5-метровом слое атмосферы в результате поступления такого количества почвенного воздуха, мы исходили из того, что сорбционная способность почвы ничтожно мала, и концентрация паров ЭХВ в почвенном воздухе достигает максимальной при данной температуре. В этом случае концентрацию изучаемого ЭХВ в почвенном воздухе можно найти по уравнению Менделеева — Клапейрона:
М- Р„- 273 • 1 о6 760-22,4 • Т ' ( '
где С — концентрация паров вещества при определенной температу. е, мг/м3; М — мол. масса вещества; Рн — давление насыщенного пара вещества при температуре Т, мм рт. ст.; 273 — температура таяния льда, °К; 760 — нормальное атмосферное давление, мм рт. ст.; 22,4 — объем 1 моля вещества при нормальных условиях, л/моль; Т — температура, при которой определяется максимально возможная концентрация паров вещества, °К; 106 — коэффициент пересчета.
Тогда в результате выхода из почвы в атмосферу объема ДК почвенного воздуха, содержащего пары ЭХВ в максимально возможной концентрации при данной температуре почвы, концентрация вещества в приземном слое атмосферного воздуха высотой 0,5 м увеличится на некоторую величину ДС. Мы получили общую формулу, позволяющую рассчитать эту величину:
2,4 • 103-М• Р„• (Р| - А7"— АР -7"|) Г| • (Т\ + А7")- (Р\-\-АР)
Рассчитанный по данной формуле прирост кон центрации в приземном слое атмосферного воз духа возникнет без горизонтального сноса хими ческих веществ ветром, а также без вертикаль ного перемещения вещества путем диффузии. Пp^ интерпретации результатов расчетов, выполнен ных по предлагаемой модели, также следуе: учесть, что в реальных условиях метеорологи ческие параметры изменяются за некоторый про межуток времени и, следовательно, прирост концентрации также растянут.
Таким образом, формула (3) позволяет определить максимально возможный при экстремальных условиях прирост концентрации ЭХВ в приземном слое атмосферы, обусловленный выходом части почвенного воздуха при падении атмосферного давления и повышении температуры почвы, загрязненной ЭХВ.
В соответствии с предоставленной моделью по программам для микрокалькуляторов типа МК.-61 и персональных ЭВМ мы рассчитали прирост концентрации в приземном слое атмосферного воздуха для ряда пестицидов, относящихся к различным классам химических соединений и обладающих различной летучестью. Наиболее убедительные результаты приведены в табл. 2.
Из табл. 2 видно, что в результате выхода почвенного воздуха при неблагоприятных метеорологических условиях содержание высоколетучих фосфорорганических пестицидов в приземном слое атмосферы значительно возрастает. Так, прирост концентрации базудина при нагревании почвы на 60 °С и падении атмосферного давления на 40 мм рт. ст. составит 22,12 мг/м3, что в 2212 раз превысит среднесуточную ПДК пестицида в атмосферном воздухе (ПДКа™)- Как следует из ориентировочной шкалы оценки качества здоровья населения в зависимости от состояния атмосферного воздуха [6], такое содержание базудина в приземном слое атмосферного' воздуха на сельскохозяйственных полях крайне опасно для здоровья людей.
В то же время для симм-триазинов атразина
Таблица 2
Прирост концентрации некоторых пестицидов в приземном слое атмосферного воздуха в результате воздухообмена при изменении метеорологических условий
Пестицид Молеку-лярная масса Давление насыщенных паров, мм рт. ст. Прирост концентрации при нагревании почвы на 60 °С и падении атмосферного давления на 40 мм рт. ст.. мг/м3 Кратность превышения ПДК в атмосферном воздухе
Базудин 303,97 3,27-10—2 22,12 2212
Карбофос 330,35 2,35-10~2 9,93 709,3
Метафос 263,22 1,38-10~2 8,08 8080
ДДТ 354,50 5,19-10~~4 4,09-10-' 409
Атразин 215,69 8,37-10~4 4,02-10-' 20,1
Пропазин 299,72 1,92-10~4 1,28-10-' 3,2
Номограмма для определения коэффициента К превышения ПДКатм базуднна в зависимости от изменения температуры -почвы и атмосферного давления.
По оси абсцисс ЛР, мм рт. ст.; по оси ординат ДТ, °К- Область А соответствует потенциально опасной зоне, заштрихованная область Б соответствует опасной зоне метеорологических параметров.
и пропазина, обладающих низкой летучестью, формирующийся в результате выхода почвенного воздуха в приземный слой атмосферы при нагревании почвы на 60 °С и падении барометрического давления на 40 мм рт. ст. прирост концентрации превышает их ПДКатм только в 20,1 и 3,2 раза соответственно.
Таким образом, рассматриваемый механизм образования высоких концентраций ЭХВ в приземном слое атмосферного воздуха может реализоваться только для высоколетучих соединений. Естественно, что все это действительно для экстремальных метеорологических условий с резким, в течение 2—3 ч, падением барометрического давления, значительным прогреванием верхних слоев почвы, безветрием, приземной температурной инверсией. Повышенные концентрации пестицидов в приземном слое атмосферного воздуха могут формироваться тогда, когда почва не обладает сильно выраженной сорбционной способностью как из-за своих физико-химических свойств (например, легкие подзолистые почвы), так и в результате естественного увлажнения дождем. Тем не менее теоретические расчеты ¡подтверждают, что в экстремальных метеорологических условиях поступление почвенного воздуха, содержащего пары высоколетучих ЭХВ, в приземный слой атмосферы может быть одной из причин описанных С. Г. Малаховым и соавт. [12] высоких концентраций пестицидов на сельскохозяйственных полях.
Все изложенное потребовало обоснования кри-
тической зоны метеорологических параметров, в которой создаются наиболее благоприятные условия для формирования высоких концентраций пестицидов.в приземном слое атмосферного воздуха на сельскохозяйственных полях. Для определения кратности превышения концентрации пестицида в приземном слое атмосферы в <
экстремальных метеорологических условиях по сравнению с его ПДКатм вводится коэффициент К, определяемый соотношением ЛС/ПДКатм- С учетом формулы (3) коэффициент К можно вычислить по формуле:
2,4 ■ 103 - М • РН(Р| • А7"— АР - Г|)
Т\ -(Т\ +ДГ)- (Я| +ДР)-ПДКатм • 1 '
Поскольку формула (4) позволяет рассчитать коэффициент К превышения ПДКатм в зависимости от метеорологических условий (температуры почвы и атмосферного давления), то для каждого пестицида можно установить критическую зону параметров окружающей среды, в которой создается реальная опасность для здоровья работающих на сельскохозяйственных полях. На рисунке представлена номограмма для определения коэффициента К превышения ПДКатм базу-дина в зависимости от изменения температуры почвы и атмосферного давления. По этой же номограмме практические врачи могут оценить полученную от районных метеостанций информацию об ожидаемом изменении метеорологических параметров с позиций безопасности выхода сельскохозяйственных рабочих на поля. Так, если предполагаются быстрое, в течение нескольких часов, падение барометрического давления и значительное прогревание почвы, попадающие в зону А, то при приземной температурной инверсии и штиле возможно формирование концентраций базудина, в 100—400 раз превышающих ПДКатм- Следовательно, эти метеорологические параметры создают потенциальную опасность в отношении острых отравлений. В этой ситуации проведение ручных работ на сельскохозяйствен- у
ных полях не рекомендуется. Если изменение метеорологических параметров попадает в заштрихованную зону Б, то ситуация оценивается как чрезвычайно опасная и выход сельскохозяйственных рабочих на поля запрещается.
Л итература
1. Александрова А. Г., Хохолькова Г. А., Громова В. С.// Гиг. и сан,— 1986,—Л1» 7,—С. 15—17.
2. Алтарева Л. А.// Там же,— 1978,—№ 1.—С. 109—111.
3. Гончарук Е. И., Филатова И. Н., Липатова Т. Э. // Там же.— 1987,—№ П.—С. 15—18.
4. Гончарук Е. И., Липатова Т. Э., Филатова И. Н. // Там же,— 1988.- № 1,— С. 25-27.
5. Гончарук Е. И.. Чалый А. В., Филатова И. Я.//Там же,—1989,—№ 6.—С 8—11.
6. Гончарук Е. И., Вороненке Ю. В., Марценюк Н. И. Изучение влияния факторов окружающей среды на здо- I ровье населения: Учеб. пособие / Под ред. Е. И. Гончару-
ка,— Киев, 1989.
7. Громов В. А., Громова В. С. // Гнг. труда.— 1980.— № П.— С. 43—44.
8. Громова В. С., Максименко О. А. //Гиг. и сан.— 1985.— № 3,- С. 24—25.
9. Климат Киева /' Под ред. Л. И. Сакали.— Л., 1980.
10. Клисенко М. А. Войтенко Г. А., Киселева Н. И. // Гиг. труда,— 1977,—№ 10.—С. 32—35.
11. Кундиев Ю. И., Никитин Д. П. Эрман М. И. Хохоль-кова Г. А. // Гиг. и сан,—1975,—№ 10.—С. 6—10.
12. Малахов С. Г., Бобовникова Ц. И., Егоров В. В.. Ти-мохович К. А. //Там же.— 1983.—№ 1.—С. 34—37.
13. Ревут И. Б. Физика почв,—Л., 1972.
14. Розанов Б. Г., Каспаров С. В.. Зборищук Н. Г., Па-ников А. С. Взаимодействие почвенного и атмосферного
воздуха.— М>, 1985.
15. Талакин Ю. Н., Волошина Л. Т. // Гиг. и сан.— 1983.-№ 1,— С. 49—50.
16. Турлюн И. А. /1 Почвоведение,— 1957,— № 7.— С. 22—30.
17. Шинова Р. П.// Гиг. и сан,— 1974,— № 6—С. 96.
Поступила 11.09.90
Summary. The mechanism of the high concentrations of pesticides in overgroun air is described. Equvotion and computer programm for the pesticides concentration to calculations are worked out.
© И. А. ВЕЛДРЕ, С. А. КАРЛОВА, 1991 УДК в13.32:546.175|-074
И. А. Велдре, С. А. Карлова О НИТРАТАХ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ (ОБЗОР)
Институт экспериментальной и клинической медицины Минздрава Эстонской ССР, Таллинн
Проблема содержания нитратов в подземной воде является общепризнанной. Почти во всех европейских странах в последние десятилетия наблюдается повышение содержания нитратов в подземной воде. Источниками поступления нитратов в питьевые воды являются как возросшее применение минеральных удобрений в сельском хозяйстве и создание крупных животноводческих ферм, так и сброс хозяйственно-бытовых и промышленных стоков в поверхностные водоемы. Например, во Франции по данным 1979—1981 гг. из 20 000 водопроводов около 1000 содержали в воде нитраты в количестве более 50 мг/л N05" и 67 — более 100 мг/л [6]. В ФРГ с 1966 по 1983 г. концентрация нитратов в воде повышалась с каждым годом в среднем на 2,7 мг/л, средняя концентрация в 1966 г. составляла 33 мг/л, а в 1983 г.— 79 мг/л [28]. Т. Darimont и М. Son-neborn [9] исследовали 856 проб воды в ФРГ и установили, что в 66 % из них содержание нитратов было менее 10 мг/л, в 20,4%—от 10 до 25 мг/л, в 8,8 % — от 25 до 50 мг/л, а в 0,8 % — даже более 90 мг/л. S. Tuckwell и М. Knight [29] отметили возрастающее загрязнение нитратами подземных вод Англии. По данным ВОЗ, в большинстве европейских стран в питьевой воде, получаемой из поверхностных водоемов, в отличие от подземных вод содержание нитратов редко превышает 10 мг/л [33].
Повышение концентрации нитратов в подземной воде отмечено не только в Европе, но и в неглубоких скважинах в Канаде, где источниками загрязнения воды нитратами являются сельское хозяйство и промышленные стоки, причем имеется корреляция между глубиной колодца и содержанием в воде нитратов. Так, в воде скважины глубиной 10,4 м содержалось 0,3 мг/л, а в воде скважины глубиной 1,8 м — 22,8 мг/л нитратного азота [10] _
Влияние сельского хозяйства на качество воды, в частности загрязнение нитратами района крупных озер Канады, освещено в работе [22].
S. Kunikane и Y. Magara [20] установили, что в период 1970—1983 гг. содержание нитратного и нитритного азота в подземных водах Японии колебалось от 1,10 до 1,33 мг/л. Однако в некоторых неглубоких колодцах были найдены и высокие концентрации азота. Авторы считают основным источником азота в подземных водах минеральные удобрения. Проблеме загрязнения окружающей среды в Индии нитратами посвящена работа A. Chaturvedi [8].
Мнения авторов о доле нитратов питьевой воды в их суммарной дозе, получаемой человеком, довольно резко расходятся. W. Gabel и соавт. [14] отмечают, что основное количество нитратов поступает в организм человека с пищей и питьевой водой, при этом при концентрации 50 мг/л NOr в воде их соотношение составляет 1:1, а при концентрации 90 мг/л—даже 2:1. К. Quentin [24] полагает, что в настоящее время дозы нитратов, получаемых с питьевой водой и пищей, примерно одинаковы. Н. Petri [23] считает, что с питьевой водой человек получает до 30 % от общего количества нитратов, с овощами — 60—80 %, с мясом и мясопродуктами — 5—15 %, а остальные 5—15 %, по мнению автора, приходятся на зерно, фрукты, молоко и молочные продукты.
P. Smith и соавт. [26] отмечают, что 68 % дневной дозы нитратов в США получают в результате редуцирования нитратов, поступающих в организм с овощами и водой. Авторы, изучая судьбу нитратов в организме, считают возможным, что происходит транспорт нитритов в системе кровообращения, и они способны поступать в организм либо путем диффузии, либо активного транспорта.
По данным регионального бюро ВОЗ, ежедневная доза нитратов составляет 10—30 мг азота [33]. Люди, употребляющие только растительную пищу, получают их в 2—4 раза больше. Грудные дети, находящиеся на искусственном вскармливании, получают нитраты с
