В почве жизнеспособность сохраняет. Гигиеническое значение почвы

ФГБОУ ВПО "Ульяновская ГСХА ИМ. П.А. Столыпина"

Кафедра микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ВСЭ

Курсовая работа

Почвенные инфекции

Ульяновск- 2014

Введение

Основная часть

3.1 Столбняк

3.2 Сибирская язва

3.3 Газовая гангрена

3.4 Эмфизематозный карбункул

почва инфекция столбняк самоочищение

Введение

Большое влияние на здоровье и продуктивность животных оказывает почва. По определению В.Р. Вильямса она представляет "... рыхлый, поверхностный горизонт суши земного шара, способный производить урожай растений".

Еще в древние времена было замечено, что есть почвы здоровые и есть почвы такие, на которых чаще бывают случаи заболеваний животных. От качества почвы и в основном от ее физических свойств и химического состава и биологических процессов зависят урожай и кормовая ценность произрастающей на ней растительности, что, в свою очередь, влияет на здоровье и продуктивность всех сельскохозяйственных животных, в том числе и птиц.

1. Основная часть

По?чва - поверхностный слой Земли, обладающий плодородием и представляющий собой структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов.

Почвенная инфекция- это инфекция, вызываемая спорообразующими бактериями, которые долгое время сохраняются в почве и передаются через неё.

Патогенные микроорганизмы попадают в почву с трупами, испражнениями и различного рода зараженными отбросами и сточными водами. Почва в ряде случаев является резервуаром некоторых патогенных микроорганизмов.

Некоторые инфекции признаются даже почвенными, например сибирская язва, эмфизематозный карбункул, столбняк. Препятствуют накоплению и сохранению большинства патогенных бактерий недостаток соответствующих питательных веществ, антагонистическая деятельность обычной почвенной микрофлоры, ряд физико-химических факторов (свет, высыхание, большие концентрации СО2 и др.), наличие бактериофагов.

Сохранности неспороносных бактерий в почве могут способствовать ряд условий: попадание вместе с микробом достаточного количества питательных веществ (кал, мокрота, гной), благоприятные физико-химические условия, отсутствие микробов-антагонистов.

Особый практический интерес представляет вопрос о выживаемости патогенных микроорганизмов в захороненных в землю трупах. По исчерпании питательных веществ трупного материала неспороносные бактерии гибнут из-за неблагоприятных условий (недостаток питательных веществ, кислорода, низкая температура среды). Поднятие бактерий из глубины на поверхность почвы практически весьма ограничено: так, с капиллярно поднимающейся водой микроорганизмы могут подниматься лишь на несколько сантиметров (5-20). Большее значение при этом имеют вымывание микробов грунтовой водой, наводнение (заливные луга), раскопки в связи со строительными работами.

Весьма устойчивы спороносные патогенные микроорганизмы - аэробы и анаэробы. Из аэробов особо устойчива спора В. anthracis, которая десятилетиями сохраняется в почве. К типичным почвенным патогенным споровым анаэробам относятся Cl. tetani, возбудители газовой гангрены и злокачественного отека (Cl. perfringens, V. septique, Cl. oedematiens, Cl. histolyticus, Cl. botulinus, Cl. chauvoei). Хотя перечисленные споровые патогенные микробы наиболее приспособлены к почвенным условиям, однако при определенной обстановке в почве могут выживать относительно долго (недели и месяцы) и неспоровые патогенные формы.

Загрязненная почва может выполнять роль фактора передачи человеку возбудителей как антропонозных, так и зооантропонозных инфекций. Среди антропонозных - кишечные инфекции бактериальной природы (брюшной тиф, паратифы А и Б, бактериальная и амебная дизентерия, холера, сальмонелле-зы, 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, инфекционная желтуха, или болезнь Васильева-Вейля, бруцеллез, туляремия, сибирская язва. Через почву могут передаваться также микобактерии туберкулеза. Особенно велика роль почвы в передаче глистных инвазий (аскаридоза, трихо-цефаллеза, дифиллоботриоза, анкилостомидоза, стронгилоидоза). Для указанных инфекций и инвазий характерен фекально-оральный механизм передачи, который для кишечных инфекций является ведущим, а для других -одним из возможных.

Фекально-оральный механизм передачи инфекционных заболеваний через почву - многоэтапный процесс, характеризующийся последовательным чередованием трех фаз: выделение возбудителя из организма в почву; пребывание возбудителя в почве; внедрение возбудителя в видово-детерминированный организм биологического хозяина и сводится к следующему. Патогенные микроорганизмы или яйца геогельминтов с экскрементами больного человека или носителя инфекции или же больного животного (при зооантропонозных инфекциях) попадают в почву, в которой какое-то время сохраняют жизнеспособность, патогенные и вирулентные свойства. Находясь в почве, возбудители инфекционных 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.

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 загрязненные песком руки. Имеются данные о проникновении возбудителей брюшного 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 инфекций дыхательных путей могут распространяться с почвенной пылью, т. е. воздушно-пылевым путем, вызывая соответствующие инфекционные заболевания. Кроме того, заражение людей сибирской язвой возможно во время непосредственного контакта с инфицированной почвой (через поврежденную кожу).

Спорообразующие клостридии попадают в почву преимущественно с экскрементами животных и людей. Споры клостридии ботулизма обнаруживают не только в культивируемой, но и в необработанной почве. Они выделены в пробах почвы Калифорнии (70% случаев), Северного Кавказа (40%), их находили в прибрежной зоне Азовского моря, в иле и морской воде, на поверхности овощей и фруктов, в кишечнике здоровых животных, свежей красной рыбы (осетр, белуга и др.), в кишечнике (15-20%) и в тканях (20%) уснувшей рыбы. Нарушение технологии обработки продуктов на предприятиях пищевой промышленности и в 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 заболевания с симптомами поражения центральной нервной системы.

Споры возбудителей столбняка и газовой гангрены проникают в организм человека через поврежденную кожу и слизистые оболочки (мелкие, обычно колотые, 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. Оптимальные условия для развития (дозревания) яиц в почве создаются при температуре от 12 до 38°С, достаточной влажности и наличии свободного кислорода. В зависимости 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 другие продукты питания вызвать болезнь. Яйца геогельминтов, попадая на поверхность почвы, отмирают, но на глубине от 2,5 до 10 см, защищенные от инсоляции и высыхания, они сохраняют жизнеспособность, по последним данным, до 7-10 лет.

Эпидемиологическое значение почвы состоит еще и в том, что загрязненная органическими веществами почва является местом обитания и размножения 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 сточных вод и отходов от содержащихся в них патогенных микроорганизмов и гельминтов.

Почва является естественной средой для обезвреживания жидких и твердых бытовых и промышленных отходов. Это та система жизнеобеспечения Земли, тот элемент биосферы, в котором происходит детоксикация (обезвреживание, разрушение и превращение в нетоксические соединения) основной массы поступающих в нее экзогенных органических и неорганических 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 возможности". При превышении порога экологической адаптационной возможности почвы нарушаются характерные для данного вида почвы величины естественных процессов самоочищения, и она начинает отдавать в растения, атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды биологические и химические загрязнители, 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 растительных 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 вещества почвы - гумуса. Описанный процесс называется гумификацией, а оба биохимических процесса (минерализация и гумификация), направленные на восстановление природного состояния почвы, - ее самоочищением. Этим термином обозначают и процесс освобождения почвы от биологических загрязнений, хотя в этом случае следует говорить о природных процессах ее обеззараживания. Что касается процессов самоочищения почвы от ЭХВ, то правильнее их называть процессами детоксикации почвы, а все процессы вместе - процессами обезвреживания почвы.

1 Санитарно-микробиологическое исследование почвы

Микробиологическое исследование почвы является важным звеном в ее санитарной оценке. Необходимость санитарно-микробиологического исследования почвы обусловлена регламентациями при осуществлении предупредительного и текущего санитарного надзора. Предупредительный надзор необходим:

) при планировке, строительстве и реконструкции вновь заселяемых участков и населенных мест;

) при выборе участков для строительства детских дошкольных учреждений, пионерских лагерей, санаториев и т. д.;

) при строительстве водохранилищ;

) при решении вопросов водоснабжения и канализации населенных территорий;

) при санитарной оценке земли на полях орошения, где используются навоз, компосты, стоки животноводческих комплексов и т. д.;

) при определении санитарного состояния почвы, загрязняемой различными ядохимикатами;

) при санитарной оценке пляжей, мест коллективного отдыха и т. д.

Текущий санитарный надзор осуществляется:

) при оценке санитарного состояния поверхностных слоев почвы для установления степени влияния биологической контаминации на способность почвы к самоочищению;

) при контроле за почвенными и биотермическими методами обезвреживания сточных вод и отбросов;

) по эпидемическим показаниям для выяснения возможного пути передачи инфекционной болезни через почву, сроков выживаемости в ней патогенных микроорганизмов, а также возможности заражения воды (открытых водоемов и грунтовых), овощей (выращиваемых на орошаемых землях).

Основная задача санитарно-микробиологического исследования почвы: оценка санитарно-гигиенического состояния почвы и интенсивности загрязнения (степень и давность).

Краткий анализ рекомендуется при осуществлении текущего санитарного юра и включает определение бактерий группы кишечных палочек, общего числа сапрофитных бактерий, титра микробов - клостридий перфрингенс, термофильных бактерий, характеризующих характер контаминации (навозом, фекалиями, сточной жидкостью, компостом), нитрифицирующих бактерий. В полный санитарно-микробиологический анализ, проводимый при предупредительном санитарном надзоре, входят дополнительные исследования, которые определяются конкретными задачами. Полный анализ может включаться определение общей численности сапрофитов, численности и процентного отношения спор к общему количеству микроорганизмов, (отчества актиномицетов, грибов, целлюлозоразлагающих микроорганизмов, основных групп почвенного микробиоценоза. По эпидемическим показаниям проводятся обнаружение и индикация патогенных микроорганизмов - сальмонелл, шигелл, возбудителей столбняка, ботулизма, балл сибирской язвы.

Вследствие загрязнения почвы снижается её биологическая активность, замедляются процессы самоочищения, что приводит к загрязнению воды, воздуха, пищевых продуктов и других контактирующих с почвой объектов.

Результаты исследования почвы используют для:

определения степени опасности для здоровья людей в населённых пунктах (по эпидемиологическим показаниям);

профилактики инфекционных и неинфекционных заболеваний (предупредительный санитарный надзор);

текущего санитарного контроля за объектами, прямо или косвенно воздействующими на окружающую среду.

При выборе объектов в первую очередь обследуют почвы территорий, наиболее значимых для здоровья населения (детские дошкольные учреждения, школы и другие учебные заведения, селитебные территории, зоны санитарной охраны источников питьевого водоснабжения, сельскохозяйственные и лесные угодья, зоны рекреации и др.).

2 Отбор, хранение и транспортировка проб

Изучение микрофлоры почвы дает надежные результаты, только в том случае, если отбор проб проводится правильно. Перед взятием образцов следует сделать описание местности в котором указываются характер рельефа, растительность, климат, наличие канализации, сведения о применяемой агротехнике и т. д. При обосновании выбора участка для взятия проб санитарный врач составляет схематический план обследуемой территории. Определяет местонахождение источника загрязнения (туалеты общественного пользования, выгребные ямы, контейнеры с мусором и т. д.).

При исследовании территории в 100 м2 выделяют два участка по 25 м2: один - вблизи источника загрязнения и второй (контрольный) - вдали. Образцы почвы забираются в 5 точках - по типу конверта: 4 - по углам участка и 1 - в центре. Взятые пробы массой 200-300 г перемешивают в стерильной посуде и затем берут средний образец, который помещают в стерильный сосуд с ватно-марлевой пробкой (или пергаментный пакет). Объем почвы в 300 г необходим для поддержания определенной влажности в образце при его транспортировке и хранении до начала исследования. При взятии проб с поверхностных слоев земли снимают лопатой цельный пласт почвы, затем с боковой, отвесной поверхности фламбированным ножом срезают землю толщиной 1-1,5 см, нож снова прожигают и из глубины срезанного участка набирают образец почвы. Образцы с пахотных почв берут на всю глубину пахотного слоя. Из глубины слоев пробы почвы забирают буром Некрасова, представляющим собой штангу с рукояткой, которая служит для вращения бура. В нижней рабочей части бура имеется коробка для забора почвы. Во время бурения полость коробки закрыта, при достижении намеченного расстояния бур поворачивается в обратную сторону, полость открывается и заполняется почвой. С помощью бура можно брать пробы с глубины до 3 м. Взятые пробы почвы помещают в стерильную посуду, маркируют и снабжают сопроводительным документом, в котором указывают номер образца, место и глубину взятия, дату отбора пробы. Обработку пробы желательно проводить в день исследования, хранение допускается в течение 24 ч при температуре 4-5°С.

Подготовка проб почвы. Образцы почвы освобождают от крупных включений: камней, щебня, осколков стекол, корней, листьев растений и т. д. Затем почвы помещают в стерильную фарфоровую ступку, просеивают через стерильное сито с диаметром пор 3 мм и забирают навески для приготовления почвенной суспензии. В зависимости от цели исследования навеска может быть различной: 1-30 г для определения санитарно-показательных микроорганизмов, 1-10 г для учета почвенных микроорганизмов, 50-60 г для обнаружения патогенных энтеробактерий. Навеску почвы высыпают в стерильную колбу и заливают стерильной водопроводной водой в соотношении 1:10. Полученную почвенную суспензию подвергают предварительной обработке, т. е. встряхиванию руками или на механической мешалке в течение 10-15 мин и последующему отстаиванию в течение 2-3 мин. С помощью такой обработки удается извлечь микроорганизмы из комочков земли и с поверхности почвенных частиц. Из первого разведения (1:10) почтенной суспензии готовят ряд последующих 10-кратных разведении: от 1:10 до 1:1000 при исследовании чистых почв и до 1:1 000000 и более - при исследовании сильно загрязненных почв.

3 Почва как фактор передачи некоторых инфекций

3.1 Столбняк

Столбняк (Clostridium tetani) - особо тяжёлая, острая, сапрозоонозная (обитатель почв) бактериальная инфекция с контактным механизмом передачи, характеризующаяся приступами генерализованных судорог на фоне мышечного гипертонуса. Летальность при этом заболевании достигает 85% после появления симптомов, даже не смотря на адекватное лечение.

Возбудитель столбняка - бактерия Clostridium tetani. По форме напоминает палочку, по бокам которой расположены жгутики (они обуславливают активное проникновение и дальнейшее передвижение по организму). Главная отличительная особенность возбудителя - наличие самого сильного в мире экзотоксина, по силе он уступает лишь ботулиновому токсину. Его минимальная смертельная доза - 2нг/кг. Этот экзотоксин состоит из двух фракций - тетаноспазмин и тетанолизин.

Что касается устойчивости, то возбудитель столбняка один из самых выносливых, т. к. образует спору (она округлой формы, больше диаметра клетки, расположена терминально, что придаёт возбудителю сходство с "барабанной палочкой") при неблагоприятных условиях и при доступе кислорода. В испражнениях, почве и на различных заражённых предметах споры сохраняются десятки лет, поэтому почва является неиссякаемым резервуаром столбняка. Гибнет в течении 14 часов от 1% раствора сулемы, формалина и 5% раствора фенола. К действию УФИ устойчив.

Восприимчивость к столбняку высокая. Нет ни сезонности, ни возрастных и половых ограничений, а относительно географических границ - повсеместное распространение - проблема имеет глобальное значение, смертность при заражении всегда оставляет высокую стабильность.

Источник - почва и многие виды животных, в пищеварительном тракте которых обнаружен столбнячный возбудитель, не исключено обнаружение возбудителя и в кишечнике человека, но из-за целостности слизистого покрова кишечника, дальнейшее внедрение возбудителя не происходит (хотя риск всегда есть!).

Пути - контактный, заражение через повреждённый кожный покров или повреждённые слизистые. В основном, входными воротами инфекции считают: огнестрельные, колотые, резанные раны, занозы, потёртости, ожоги, обморожения, травмированные родовые пути и пупочные ранки в антисанитарных условиях.

Патологоанатомические данные. При вскрытии обнаруживают: резко выражено трупное окоченение; кровь плохо свернувшаяся, темно-красного цвета; зернистую дистрофию миокарда с резким расширением правых сердечных полостей; кровоизлияния под эпи- и эндокардом, в скелетных мышцах; застойную гиперемию и отек легких; гиперемию печени и почек.

Профилактика и меры борьбы. В основу профилактики болезни положены: предупреждение травматизма и своевременная, качественная обработка ран; соблюдение правил асептики и антисептики. В стационарно неблагополучных пунктах проводят профилактическую вакцинацию. Больных и подозрительных по заболеванию животных лечат, убой на мясо их не допускается.

3.2 Сибирская язва

Сибирская язва (Bacillus anthracis) обо опасная инфекционная болезнь сельскохозяйственных и диких животных всех видов, а также человека. Болезнь протекает молниеносно, сверхостро, остро и подостро (у овец и крупного рогатого скота), остро, подостро и ангинозно (у свиней), преимущественно в карбункулёзной форме - у человека. Характеризуется интоксикацией, развитием серозно-геморрагического воспаления кожи, лимфатических узлов и внутренних органов; протекает в кожной или септической форме (также у животных встречаются кишечная и лёгочная формы). Возбудитель - Bacillus antracis, это грамположительная (в мазках синей окраски) неподвижная палочка. К питательным средам не требовательна и на них образует колонии, в виде нитей отходящих от центра, в результате этот рост часто сравнивают с "локонами" или "львиной гривой".

Особенности структуры, являются факторами патогенности, т.е тем, что объясняет клиническое течение:

При попадании в организм образует капсулу - она охраняет возбудителя от фагоцитоза (уничтожение клетками иммунной системы);

Вне организма, при действии неблагоприятных факторов внешней среды, возбудитель образует спору, что делает его чрезвычайно устойчивым.

Наличие соматического и капсульного антигена которое имеет диагностическое значение при постановке реакции Асколи;

Наличие сложного токсина, который состоит из 3-ёх компонентов: ОФ - фактора отёчности, действие которого основано на накоплении в клетках цАМФ - активация этой каскадной реакции объясняет выход Na и Cl из клетки, а вслед за ними и воды в межклеточное пространство, возникают отёки. ПА- протективного антигена, попадение которого обуславливает формирование иммунитета, ЛФ-летального фактора вызывает летальный исход, обладая цитотоксическим действием и подводя итоги отёчного фактора, путём формирования отёка лёгких.

Вегетативные формы сибирской язвы обладают такой же степенью устойчивости, как и другие бесспоровые бактерии - при температуре выше 75єС гибнут через 5-10 минут, в трупах животных под влиянием продуктов жизнедеятельности гнилостных бактерий и ферментативных факторов - гибель наступает в течении 7 дней. Также возбудитель быстро гибнет под действием кипячения и дезинфицирующих растворов в течении нескольких минут.

Иное дело обстоит со спорообразующей формой, которая успевает образовываться из той части возбудителей, которые попали под условия неблагоприятных факторов: в почве сохраняются десятилетиями (около 60 лет) после гибели хозяина и, при повторном попадании уже в другой организм, начинают прорастать в вегетативные формы и снова становятся активными. Устойчивы к кипячению - гибнут на протяжении 30-60 минут. При автоклавировании (действие пара 100°С) - через 40 минут. Сухой жар с температурой 140°С убивает споровые формы в течении 3 часов. Прямые УФИ уничтожают на протяжении 20 и более суток. Дезинфецирующие растворы (хлорамин, горячий формальдегид, перекись водорода) убивают споры в течении 2 часов.

Восприимчивость всеобщая и связана с путями заражения, величиной инфицирующей дозы и факторами резистентности макроорганизма. Географическая распространённость не имеет ограничений, но наиболее часто регистрируются эпизодические вспышки в странах с умеренным климатом, и преимущественно в животноводческих регионах в весенне-осенний период. В результате повторения биологических циклов (захоронения заражённых животных? попадание возбудителя в почву? образование спор? поедание другими животными заражённой травы? заражение), возбудитель сибирской язвы способствует созданию долговременных активных почвенных очагов, т.е потенциально опасных территорий - "проклятые поля". Как таковых географических очагов нет, есть условное деление очагов: профессионально-сельскохозяйственный, профессионально-индустриальный и бытовой.

Диагностика сибирской язвы

1. По эпидемическим данным - исследование места работы (уход за скотом, разделка туш, работа с кожами и шкурами), условий и места проживания (сельская местность), употребления заражённых продуктов (употребление мяса не прошедшего ветеренарно-санитарного контроля, вынужденный забой больных животных) и т.д.

По клиническим данным - наличие чёрного струпа с венчиком гиперемии ("чёрный уголёк на красном фоне"). Это кожное образование обкалывают иголочкой и, если чувствительность снижена или отсутствует, это даёт шансы на подтверждение предварительного диагноза.

Лабораторные данные: - бактериологическое исследования путём микроскопии мазков из биологического материала больного: кровь, моча, рвотные массы, испражнения, мокрота - генетический метод (определение ДНК возбудителя с помощью ПЦР-метода, т.е. полимеразной цепной реакции) - серологический метод: РИФ (реакция иммунофлуоресценции) и РНГА (реакция непрямой гемагглютинации) - эти два эксперсс-метода, направлены на определение антигена. ИФА (иммуноферментный анализ) - определяет напряжённость иммунитета. - иммуногистохимический метод - кожно-аллергическая проба с антраксином

Дополнительные методы исследования при подозрении на генерализованную форму: УЗИ, люмбальная пункция, ОАК, ОАМ - они применимы только для определения степени компенсации со стороны исследуемых органов и системе, для решения дальнейшего составления плана лечения.

3.3 Газовая гангрена

Газовая гангрена (Clostridium perfringens) - грамположительная, строго анаэробная (за исключением C. perfringens типа A) спорообразующая палочковидная бактерия рода Clostridium. Возбудитель пищевых токсикоинфекций человека, один из возбудителей газовой гангрены. Является санитарно-показательным организмом. Открыта в 1892 г. М. Уэлчем и Нетталом. Возбудители злокачественного отёка анаэробные бактерии из рода Clostridium. Из поражённых тканей чаще выделяют Cl. perfringens (60-80%), реже Cl. oedematiens (20-30%), Cl. septicum (10-20%) и Cl. histolyticum (2-5%).

Крупные (0,8-1,5 Ч 4-8 мкм) полиморфные палочковидные грамположительные бактерии. Споры овальные, расположены центрально либо субтерминально. Неподвижны, в организме человека образуют капсулу. Образуют стабильные L-формы, способные расти на поверхности стекла

почва - источник заражения человека газовой гангреной. Это тяжелое заболевание, характеризующее быстро распространяющимся отеком тканей и их омертвением. Она возникает при проникновении спор гангренозной палочки в поврежденные ткани вместе с загрязненной почвой, обрывками одежды, обуви и другими предметами. Газовую гангрену могут вызывать несколько видов клостридий. Чаще в почве встречаются клостридии Перфрингенс типа А. Эти микробы, по данным различных авторов, встречаются в каждом образце почвы. Попадая в рану, они при благоприятных условиях размножаются в тканях и продуцируют токсин, который и вызывает омертвение и другие тяжелые признаки заболевания.

Из числа временных микроорганизмов, обитающих в почве, большую группу составляют возбудители кишечных инфекций (брюшного типа, паратифов, дизентерии, холеры), бруцеллеза, туляремии, чумы, коклюша и др. Они попадают в почву только при определенных условиях (с выделениями больных, с нечистотами и др.). Нельзя сказать, что почва является благоприятной средой для их обитания. В их гибели большую роль наряду с недостатком питательных веществ, не всегда оптимальными влажностью и температурой почвы играет антагонизм между различного рода почвенными микроорганизмами. Не находя подходящих условий для своего развития, патогенные для человека и животных неспороносные бактерии погибают обычно относительно быстро. Однако некоторые из них, особенно в загрязненной почве, сохраняются продолжительное время: возбудители брюшного тифа, паратифов и холеры остаются жизнеспособными от нескольких суток до трех месяцев; бруцеллеза - от нескольких суток до пяти месяцев, туляремии - от нескольких суток до двух месяцев и т. д. Энтеровирусы - возбудители полиомиелита и некоторых кишечных заболеваний вирусного происхождения - выживают в почве от 25 до 170 дней.

Обычно заражение человека кишечными инфекциями происходит через загрязнённые овощи. Однако наибольшую опасность имеет вторичное загрязнение подземных и поверхностных вод. Атмосферные осадки, попадающие на загрязненную почву и проходящие через нее, выносят микрофлору, в том числе и возбудителей заразных болезней, из поверхностных слоев в нижележащие грунтовые воды и загрязняют их. С ливневыми водами возбудители могут попасть в водоемы.

3.4 Эмфизематозный карбункул

Эмфизематозный карбункул (Gangraena emphysematosa, эмкар) - инфекционная, остро протекающая, неконтагиозная болезнь, характеризующаяся лихорадкой, развитием крепитирующих припухлостей в отдельных мышцах тела.chauvoei -имеет вид прямых или слегка изогнутых палочек с закругленными концами длиной 2-8 мкм. В мазках из патологического материала микробы располагаются одиночно или попарно. Они обладают подвижностью, в молодых культурах окрашиваются по Граму положительно, в старых - отрицательно, в трупах и во внешней среде образуют споры, которые диаметром больше толщины микробной клетки и располагаются центрально или субтерминально.

Споры возбудителя очень устойчивы. Они несколько лет сохраняют жизнеспособность в почве, а в гниющих мышцах, навозе - до 6 месяцев. Прямые солнечные лучи убивают их за 24 ч, кипячение - за 2 ч, автоклавирование - 30-40 минут. Лучшим дезинфицирующим средством является 4%-ный р-р формальдегида.

Источником возбудителя инфекции является больное животное, факторами передачи - инфицированные спорами возбудителя почва, пастбища, водазаболоченных стоячих водоемов.

Заражение происходит алиментарным путем и через поврежденные i-ешние покровы. Проникновению возбудителя в организм способствуют крушение целостности слизистой оболочки рта, воспалительные процессы в желудочно-кишечном тракте, некоторые гельминтозные заболевания. Овцы преимущественно заражаются через поврежденную кожу, особенно в период стрижки и кастрации.

4 Самоочищение почвы и факторы, влияющие на этот процесс

Для почвы существует своя система защиты, которая относится к процессам самоочищения почвы. Самоочищение почвы - это способность почвы минерализовать органические вещества, превращая их в безвредные в санитарном отношении органические и минеральные формы, которые способны усваиваться растительностью.

Процесс проходит в 2 стадии:

первая стадия распада (разложения). Органические вещества распадаются на простые, по большей части минеральные вещества. Сложные органические азотсодержащие соединения, которые попадают в почву с остатками гниющих растений, трупов животных, мочевиной (содержащейся в моче человека и животных), подвергаются распаду с участием гнилостных микроорганизмов. Это процесс аммонификации, характеризующийся постепенным гидролитическим расщеплением белков до аминокислот, а затем до конечных продуктов - сероводорода, аммиака, индола, скатола - из них нитриты и из нитритов нитраты, которые считаются конечными продуктами самоочищения, они способны усваиваться почвой. Параллельно идет процесс синтеза гуминовых кислот, также безвредных в санитарном отношении. Аммонификацию в кислородных условиях называют тлением. Такой процесс осуществляется аэробными бактериями (Вас. subtilis, Вас. mesentericus, Proteus vulgaris и др.), а окислительные реакции ведут к глубокому распаду молекулы белка. В анаэробных условиях наблюдается гниение органических остатков под действием гнилостных анаэробов - Cl. sporogenes, Cl. putrificum и др. В этом процессе преобладают восстановительные реакции и распад белков идет менее глубоко. Разложение мочевины, выделяющейся в больших количествах с мочой животных, осуществляют уробактерии (Urobacillus pasteurii, Sarcina ureae и др.), расщепляющие мочевину до аммиака и углекислоты.

вторая стадия - синтез новых органических веществ (гумус). Аммонийные соли, образующиеся в результате ферментации бактериями органических соединений, частично могут использоваться высшими зелеными растениями. Однако наиболее пригодными для растений являются азотнокислые соли-нитраты (селитра). Их образование связано с этапом минерализации азотсодержащих соединений через азотистую кислоту. Этот процесс носит название нитрификации (от nitrum-селитра), а вызывающие его микроорганизмы - нитрифицирующих бактерий. Нитрификация протекает в две фазы: 1) под действием Nitrosomonas аммиак окисляется до азотистой кислоты и возникают нитриты; 2) при жизнедеятельности Nitrobacter азотистая кислота окисляется до азотной и превращается в нитраты.

Наряду с нитрификацией в почве происходит и процесс денитрификации - разложение азотно- или азотистокислых солей с выделением свободного азота, осуществляемое денитрифицирующими бактериями (Pseudomonas aeruginosa, Bact. denitrificans и др.). Этот процесс уменьшает содержание нитратов в почве и снижает ее плодородие.

Почва - естественная среда микроорганизмов, принимающих участие в круговороте веществ в природе. Микробы из почвы попадают в воздух и воду.

В 1 г почвы находится несколько миллиардов самых разнообразных микроорганизмов: гнилостные аэробные и анаэробные бактерии, азотфиксирующие, нитрофицирующие и другие бактерии, актиномицеты, грибы, простейшие. Особенно длительно в почве находятся споры бактерий и грибов. Наибольшее количество микробов содержится на глубине 5-10 см. Почвенные микроорганизмы осуществляют процесс минерализации органических отходов с образованием гумуса, обеспечивающего плодородие почвы.

Болезнетворные микроорганизмы попадают в почву с выделениями больных людей и животных, с отбросами, с трупами крыс и других животных. Возбудители кишечных инфекций могут находиться в почве от нескольких дней до месяца, иногда дольше. Споры сибирской язвы, ботулизма, столбняка и газовой гангрены могут сохраняться в почве десятки лет. Загрязнение продуктов болезнетворными микробами из почвы представляет большую опасность заболевания людей.

Список использованной литературы

1. Воробьев А.А. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: Уч-к для ст-в мед. вузов / ред. Воробьев А.А. - М.: МИА, 2008. - 704 с.

Зверев В.В., Бойченко М.Н. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: в 2 т.: учебник. - М: ГЭОТАР-Медиа 2010, 2011. - 480 с., т. 2

Коротяев А.И. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология: учебник для мед. вузов / А.И. Коротяев, С.А. Бабичев. - 5-е изд., испр. и доп. - СПб.: СпецЛит, 2012. - 760 с.: ил

Медицинская микробиология / Гл. ред В.И. Покровский, O.K. Поздеев. - М.: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 2006. - 1200 с.

Сбойчаков В.Б. Санитарная микробиология // М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 192 с.

Кочемасова З.Н., Ефремова С.А. "Санитарная микробиология и вирусология" // М:Медицина, 1987. - 352 с

Воробьев А.А., Кривошеий Ю.С., Широбоков В.П. Медицинская и санитарная микробиология М: Издательский центр "Академия" 2003, 464 с.

Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена: Учебник для вузов - 7-е изд. - М: Издательский Дом "Деловая литература", 2001.

Лабинская А.С., Волина Е.Г. Название: Руководство по медицинской микробиологии. Общая санитарная микробиология. Книга 1. Издательство: БИНОМ. - 2008. - 1080 с.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Эпидемиологическое значение почвы состоит в том, что в ней, несмотря на антагонизм почвенной сапрофитной микрофлоры, возбудители инфекционных заболеваний могут достаточно продолжительное время сохранять жизнеспособность, вирулентность и патогенность. Так, в почве, особенно в ее глубоких слоях, сальмонеллы 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 патогенные микроорганизмы, но и вирусы.

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

Загрязненная почва может выполнять роль фактора передачи человеку возбудителей как антропонозных, так и зооантропонозных инфекций. Среди антропонозных - кишечные инфекции бактериальной природы (брюшной тиф, паратифы А и Б, бактериальная и амебная дизентерия, холера, сальмонелле-зы, 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, инфекционная желтуха, или болезнь Васильева-Вейля, бруцеллез, туляремия, сибирская язва. Через почву могут передаваться также микобактерии туберкулеза. Особенно велика роль почвы в передаче глистных инвазий (аскаридоза, трихо-цефаллеза, дифиллоботриоза, анкилостомидоза, стронгилоидоза). Для указанных инфекций и инвазий характерен фекально-оральный механизм передачи, который для кишечных инфекций является ведущим, а для других -одним из возможных.

Фекально-оральный механизм передачи инфекционных заболеваний через почву - многоэтапный процесс, характеризующийся последовательным чередованием трех фаз: выделение возбудителя из организма в почву; пребывание возбудителя в почве; внедрение возбудителя в видово-детерминированный организм биологического хозяина и сводится к следующему. Патогенные микроорганизмы или яйца геогельминтов с экскрементами больного человека или носителя инфекции или же больного животного (при зооантропонозных инфекциях) попадают в почву, в которой какое-то время сохраняют жизнеспособность, патогенные и вирулентные свойства. Находясь в почве, возбудители инфекционных 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.

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. Оптимальные условия для развития (дозревания) яиц в почве создаются при температуре от 12 до 38 °С, достаточной влажности и наличии свободного кислорода. В зависимости 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 другие продукты питания вызвать болезнь. Яйца геогельминтов, попадая на поверхность почвы, отмирают, но на глубине от 2,5 до 10 см, защищенные от инсоляции и высыхания, они сохраняют жизнеспособность, по последним данным, до 7-10 лет.

Процесс самоочищения почвы от чужеродного органического вещества очень сложный и осуществляется главным образом за счет сапрофитных почвенных микроорганизмов. Проникновение необходимых для существования питательных веществ в микробную клетку происходит за счет осмотического всасывания через мелкие поры в клеточной стенке и цитоплазматической мембране. Поры настолько маленькие, что сложные молекулы белков, жиров и углеводов через них не проникают. Лишь в случае расщепления сложных веществ до более простых молекул (аминокислот, моносахаридов, жирных кислот) питательные вещества могут поступить в микробную клетку. Для осуществления такого способа питания в процессе эволюции у микроорганизмов выработалась 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- разделяют на две группы: экзоферменты, действующие вне клетки, и эндофер-менты, действующие внутри клетки. Экзоферменты участвуют в подготовке питательных веществ к поступлению их в клетку, а эндоферменты способствуют их усвоению. Характер действия ферментов различен. Эстеразы (липазы), расщепляющие жиры, встречаются во многих плесневых грибах и бактериях. Протеазы, расщепляющие белковые молекулы, выделяются многими гнилостными бактериями и т.д.

(по К.Д. Пяткину)

Опасность заражения, несомненно, существует и при непосредственном контакте человека с почвой. В таких случаях возможны заболевания столбняком, газовой гангреной, возбудители которых относятся к числу спороносных анаэробов и являются постоянными обитателями почвы Споры столбняка встречаются чаще всего в садовой и огородной земле, удобренной навозом, а также в других местах, загрязненных экскрементами животных. При различных травматических повреждениях кожных покровов вместе с частицами почвы и пылью столбнячные споры попадают в поврежденные ткани и могут вызвать тяжелейшее заболевание, выделяя сильнодействующий токсин В целях профилактики необходимо даже при небольших повреждениях, царапинах и ссадинах, загрязненных почвой и пылью, немедленно вводить противостолбнячную сыворотку.

Об этом должны быть хорошо осведомлены спортсмены, так как во время занятий легкой атлетикой, футболом и другими видами спорта возможны повреждения кожных покровов. На занятиях в спортивных залах с загрязненными полами также существует опасность инфицирования кожных повреждений.

В почве, загрязненной выделениями животных, больных сибирской язвой, или их трупами, могут находиться споры сибирской язвы, которые сохраняются годами. Попав в организм человека, они прорастают и вызывают чаще всего кожную форму заболевания, реже легочную и кишечную.

Особенно велико значение почвы как специфического фактора передачи ряда глистных заболеваний, так называемых геогельминтозов (аскаридоз, анкилостомоз и др.).

Бактериальная загрязненность почвы в населенных пунктах должна учитываться при выборе участков для строительства открытых спортивных сооружений. Нередко приходится удалять поверхностный слой почвы и заменять его новым, удовлетворяющим не только спортивно-техническим, но и санитарно-эпидемиологическим требованиям. В сельских населенных пунктах категорически запрещается отводить под спортивные площадки места, которые использовались ранее для содержания скота.

Решающую роль в предупреждении загрязнения почвы в городах и населенных пунктах играет рациональная система удаления и обезвреживания нечистот и отбросов.

Химическое и радиоактивное загрязнение почвы

В связи с ростом химизации сельского хозяйства актуальное гигиеническое значение приобрел вопрос о загрязнении почвы химическими средствами, применяемыми для удобрения почвы и борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений и сорняками Химические вещества, используемые в качестве минеральных удобрений, обладают, как правило, незначительной токсичностью. Однако на пересыщенной удобрениями почве вырастают корнеплоды, содержащие избыточные концентрации нитратов, вызывающие различные тяжелые нарушения здоровья человека

Ядохимикаты, применяемые для борьбы с вредителями и болезнями растений и повышения урожайности, - в большинстве случаев сильнодействующие токсические вещества, иногда обладающие канцерогенными и другими вредными свойствами. Их отрицательное действие на организм человека может проявляться не только при непосредственном контакте с ними в процессе работы, но и в результате их накопления в почве, проникновения из нее в подземные воды, в растения, а с ними в организм животных и затем с продуктами растительного и животного происхождения - в организм человека. Ядохимикаты вызывают различные острые и хронические отравления.

В целях профилактики их неблагоприятного воздействия на организм человека в Российской Федерации установлены перечень и дозы допустимых к применению в сельском хозяйстве ядохимикатов (гексохлоран, метафос и др.) и разработаны правила их использования.

Почва, как уже отмечалось, может подвергаться радиоактивному загрязнению. В дальнейшем радиоактивные изотопы поступают в растения, а через них - в организм травоядных животных.

Гигиеническое обоснование выбора почв для спортивных сооружений

Механические, физические и химические свойства почвы имеют важное значение для занятий физической культурой и спортом. Еще в глубокой древности люди понимали преимущества незаболоченной, сухой и возвышенной местности перед низко расположенной, заболоченной и сырой. Большое влияние на состояние здоровья человека и лиц, занимающихся спортом и физической культурой, оказывает водный, тепловой и воздушный режимы почвы. Высокое стояние почвенных вод вызывает сырость в спортивных сооружениях, высокую влажность воздуха и, следовательно, влияет на микроклимат местности. От теплового режима почвы зависят тепловые свойства приземного слоя воздуха.

Вместе с тем почва (комплекс физико-химических свойств и строения - литосфера) участвует в создании не только жизненно важных условий внешней среды (биосферы), но и дисперсной среды атмосферы. В результате движения воздуха микроэлементы почвы рассеиваются во внешней среде. Они имеют жизненно важное значение для нормальной жизнедеятельности организма человека и особенно физкультурно-спортивной деятельности. При выборе места строительства спортивного сооружения необходимо руководствоваться основными гигиеническими требованиями, предъявляемыми к почве спортивного участка:

Участок не должен быть затопляем дождевыми или талыми водами;

Почва должна быть сухой;

Грунтовые воды должны находиться на глубине не менее 0,7 м;

Для строительства спортивных сооружений наиболее предпочтительна крупнозернистая почва;

Почва должна быть эпидемически и токсикологически безопасной.

Контрольные вопросы и задания

1 Что такое почва?

2 Укажите основные свойства почвы.

3 Укажите состав и физические свойства почвы

4 Какие виды почв вы знаете?

5 Дайте гигиеническую характеристику почвы

6 В чем состоит эпидемиологическое значение почвы?

7 Какие гигиенические требования предъявляются к почве при планировании и строительстве спортивных сооружений?

Глава 6 ГИГИЕНА ЗАКАЛИВАНИЯ

Закаливание - одно из наиболее мощных и эффективных оздоровительных средств физического воспитания. Оно позволяет не только сохранить и укрепить здоровье, но и повысить работоспособность.

Подзакаливанием понимается повышение устойчивости - адаптации организма человека к действию различных неблагоприятных климатических факторов (холод, тепло, солнечная радиация) вследствие применения комплекса систематизированных и целенаправленных мероприятий.

Закаливание организуется с профессиональной (производственной) целью (подготовка к работе в определенных климатических условиях на севере, юге, в горах); с целью общего укрепления здоровья; повышения умственной и физической работоспособности; повышения устойчивости организма человека к действию неблагоприятных факторов окружающей среды.

Физиологические основы закаливания

В основе закаливания лежат тренировка центральных и периферических звеньев терморегуляторного аппарата, совершенствование механизмов, регулирующих отдачу и образование тепла. Постоянное систематическое и целенаправленное строго дозированное воздействие раздражающих факторов приводит к развитию адаптивных приспособительных реакций, снижающих чувствительность организма к их действию. Это повышает устойчивость организма человека к изменяющимся факторам внешней среды. Ведущая роль в этом принадлежит центральной нервной системе человека.

В процессе онто- и филогенеза в организме человека выработались определенные физиологические и биохимические механизмы, обеспечивающие его устойчивость к воздействию комплекса неблагоприятных метеорологических факторов. Организм человека способен эффективно приспосабливаться к изменениям метеорологических, температурных условий, выдерживать даже значительные колебания температуры воздуха, сохраняя при этом тепловое равновесие организма.

Тепловой баланс организма достигается в результате сложных терморегуляторных процессов. С одной стороны, происходит оптимальное динамическое колебание объема и интенсивности теплопродукции вследствие изменения интенсивности окислительно-восстановительных процессов, обеспечивающих образование тепловой энергии, с другой - одновременная перестройка теплообмена организма посредством его теплоотдачи во внешнюю среду.

При низких температурах в организме человека усиливаются механизмы теплопродукции, одновременно уменьшается диаметр сосудов кожи, перераспределение тока крови между кожей и внутренними органами.

Диапазон функциональных возможностей механизмов терморегуляции человека может быть значительно расширен после применения комплекса целенаправленных, систематических закаливающих процедур.

Механизм оздоровительного действия закаливания на субклеточном уровне идентичен механизму действия физических тренировок: создается дефицит АТФ и креатинфосфата и увеличивается потенциал фосфорилирования. Генетический аппарат клеток активизируется, растет производство митохондрий - энергетических «фабрик» клетки.

Увеличиваются энергетическая мощность клетки (мощность митохондрий), выработкаАТФ на единицу массы тканей, ликвидируется ее дефицит, следовательно, развивается адаптация к холоду, гипоксии и физической нагрузке.

В результате закаливания не только совершенствуется терморегуляция, но и происходят некоторые изменения в морфологической структуре и физико-химических свойствах различных тканей организма. Повторные температурные раздражения вызывают утолщение эпидермиса, уменьшение содержания воды в коже, уплотнение биологических каллоидов и т.д. Тем самым повышается стойкость организма по отношению к неблагоприятным метеорологическим факторам внешней среды.

Активизация энергетических процессов способствует нормализации жирового и углеводного обменов и играет положительную роль в профилактике атеросклероза, гипертонической болезни, диабета и ожирения.

При закаливании резко активизируются иммунные механизмы. Через центральную нервную систему и ее подкорковые образования (гипоталамус) активизируется функциональное состояние гипофиза - эндокринной железы, контролирующей действие всех эндокринных желез. Основное значение в повышении иммунитета при закаливающих процедурах имеет воздействие гипофиза на вилочковую (зобную) железу и надпочечники. От этой железы зависит функционирование основных иммунных механизмов - лимфоцитов и антител, в результате которого значительно повышается устойчивость организма к различным инфекциям, вызываемых бактериями и вирусами, улучшается контроль за появлением чужеродных злокачественных клеток, происходит их уничтожение, чем создается препятствие развитию онкологических заболеваний.

Функционирование коры надпочечников сопровождается увеличением образования ее гормона - кортизона. Это усиливает действие иммунных механизмов, снижает возможность аллергических реакций и заболеваний, повышает адаптационные способности организма к стрессовым воздействиям и, в частности, к таким, как чрезмерная физическая нагрузка, климатические факторы, психические раздражители, чрезмерное нервно-эмоциональное напряжение.

Таким образом, закаливание холодом укрепляет здоровье, повышает умственную и физическую работоспособность, устойчивость к инфекционным, аллергическим, злокачественным заболеваниям, атеросклерозу, ожирению, диабету. Спортсменам закаливание позволяет быстрее адаптироваться к тренировочным нагрузкам, добиваясь более эффективного их воздействия. Уменьшается опасность неблагоприятного влияния на организм физических и психических перенапряжений, уменьшается риск снижения иммунной защиты на пике спортивной формы.

Результат зависит от вида закаливающего фактора (воздух, вода, солнце), способа его применения (обтирание, купание, душ, плавание), двигательной активности в этот период, интенсивности и длительности процедур, уровня закаленности. Особенно важно локальное действие процедур, например закаливание носоглотки, ног, грудной клетки для профилактики инфекций верхних дыхательных путей.

Интенсивность процедур должна нарастать постепенно, поскольку организм быстро адаптируется к закаливающим мероприятиям. Поэтому их применение должно быть систематическим, ежедневным или даже два раза в день.

Если закаливание нерационально, могут развиться острые и хронические заболевания верхних дыхательных путей (насморк, гайморит, бронхит, тонзиллит, пневмония), почек (нефрит), суставов (артрит). Это чаще всего происходит, когда нарушается принцип соответствия силы раздражителя возрастно-половым функциональным возможностям и индивидуальным особенностям организма.

Гигиенические принципы закаливания

Принцип комплексности. Наибольший оздоровительный эффект закаливания возможен только при одновременном целенаправленном применении комплекса различных закаливающих средств (солнце, воздух, вода).

Принцип исходит из физиологической сущности закаливания. Физиологические воздействия на организм каждого применяемого средства взаимодополняются в процессе закаливания, что расширяет диапазон компенсаторно-приспособительных реакций организма и усиливает оздоровительное воздействие закаливания.

Принцип систематичности. Средство закаливания окажет оздоровительный эффект лишь в том случае, если оно применяется регулярно, без длительных перерывов. Многократные и систематические кратковременные термические воздействия с постепенным увеличением силы раздражения ведут к формированию стойкой адаптации организма человека к конкретному раздражителю. Ответные рефлекторные реакции существенно изменяются в процессе закаливания, причем некоторые из них угасают, а взамен них возникают новые, имеющие больший адаптивный эффект. В установлении новых функциональных взаимоотношений организма и окружающей среды ведущую роль играет образование условно-рефлекторных нервных связей, обеспечивающих эффективную приспособляемость организма к меняющимся температурным условиям. Закаливающие процедуры необходимо применять изо дня в день, а не от случая к случаю, так как следовые реакции, возникающие после отдельных процедур, не закрепляются должным образом. При вынужденных продолжительных перерывах закаливание возобновляют с более слабых процедур по сравнению с теми, которые применялись в предыдущий раз.

Принцип постепенности: ступенчатое повышение силы воздействующих раздражителей. Например, приступая к водным процедурам, необходимо начинать с прохладной воды и постепенно переходить к более холодной.

Принцип оптимальности дозирования процедур. Правильная дозировка - это та, которая в наибольшей мере соответствует функциональным особенностям и возможностям конкретного человека, в том числе и состоянию его здоровья. Поэтому все процедуры и методики закаливания имеют строго возрастной характер. При выборе закаливающего средства главное - сила раздражителя, а не продолжительность его воздействия. В связи с этим чрезмерно увеличивать сеансы закаливания не следует.

Закаливание с помощью низких температур

Физиологические основы закаливания холодом. Основное гигиеническое значение различных температур окружающей среды состоит в их влиянии на тепловой обмен организма с окружающей средой: высокая температура затрудняет отдачу, низкая, наоборот, повышает ее. Благодаря совершенству терморегуляторных механизмов, интегрируемых и управляемых центральной нервной системой, человек способен приспособиться к различным температурным условиям и может кратковременно переносить даже значительные отклонения от оптимальных температур.

Изменения внешней температуры активизируют физиологические механизмы выработки тепла и ее отдачи в окружающую среду: человек, с одной стороны, изменяет условия потери тепла, а с другой - эффективно приспосабливается к внешней температуре, изменяя количество вырабатываемого тепла.

Изменение величины теплопродукции объясняется химической терморегуляцией. При низкой температуре воздуха (начиная с +15° С) усиливается распад пищевых веществ в организме, служащих источником тепловой потенциальной энергии, при высокой же температуре (выше +25 °С) он уменьшается. Активизация обмена при низкой температуре происходит также благодаря непроизвольному сокращению мускулатуры (мышечное дрожание).

Теплоотдача происходит на основе физической терморегуляции. При температурных раздражениях кожных терморецепторов изменяется просвет периферических сосудов кожи. Если температура низкая, они суживаются, кровь перемещается в глубоколежащие ткани, к внутренним органам, предохраняя их от охлаждения. Температура кожи при этом понижается, и разница между ней и температурой окружающей среды становится меньше, что снижает отдачу тепла. Если температура воздуха высокая, кровеносные сосуды расширяются, приток крови к периферии увеличивается, температура кожи повышается и происходит усиленная отдача тепла. Основная масса тепла теряется с поверхности кожи в результате:

излучения к более холодным окружающим предметам (около 45%);

конвекции, т.е. послойного нагревания воздуха, прилегающего к телу и находящегося обычно в некотором движении (около 30 %);

испарения влаги с кожи и слизистых оболочек дыхательных путей (около 25%).

Остальное количество тепла расходуется на согревание пищи, вдыхаемого воздуха и теряется с выделениями - до 10%. В состоянии покоя и теплового комфорта теплопотери конвекцией составляют 15,3%, излучением - 55,6, испарением - 29,1%.

Приведенные величины тепловых потерь приближенны и характерны для состояния покоя при комнатной температуре. При высокой или низкой температуре окружающей среды и во время физической работы они значительно изменяются. Начиная с температуры +30° С уменьшается отдача тепла посредством излучения и конвекции и увеличивается испарение, которое становится единственным путем теплоотдачи при температуре выше +37 °С. Отдача тепла конвекцией происходит также при контакте с почвой или другими более холодными поверхностями.

Благодаря регулированию теплообразования и теплоотдачи организм человека способен сохранять постоянство температуры тела при значительных колебаниях температуры окружающей среды, однако пределы терморегуляции далеко не безграничны.

Закаливание проводится при воздействии низких температур окружающей среды на кожу и слизистые оболочки верхних дыхательных путей.

Кожа состоит из двух слоев: верхнего - эпидермы (эпителиальных клеток с наружным слоем ороговевших чешуек) и нижнего - дермы, представляющей собой конгломерат кровеносных и лимфатических сосудов, потовых желез, волосяных мешочков, нервных рецепторов, размещенных в поддерживающей соединительной ткани.

В реакции организма на действие температурного раздражителя (воздушная или водная процедура) выделяют три фазы.

В первой фазе (при вдыхании холодного воздуха) в коже и слизистых верхних дыхательных путей происходит спазм мелких артерий (артериол), снижаются кровоснабжение и температура кожи, благодаря чему уменьшается отдача тепла. Таким образом, сохраняется постоянная температура тела. У мало закаленных людей первая фаза более выражена как по степени снижения температуры кожи и слизистых оболочек, так и по длительности этой реакции.

Эту особенность реакции организма используют для определения степени закаленности. К коже прикладывают сосуд с холодной водой (например, 4 °С) и определяют степень снижения локальной температуры в месте прикосновения и длительность ее восстановления.

Первая фаза реакции на холод служит пусковым механизмом для развития второй фазы. Рефлекторно, через нейроэндокринную систему, усиливается обмен веществ, увеличивается производство энергии скелетными мышцами, печенью, внутренними органами, усиливается кровоснабжение, расширяются сосуды кожи, возрастает количество функционирующих в коже капилляров.

Во второй фазе организм сохраняет постоянную температуру тела за счет более интенсивной выработки тепла. Эти процессы особенно важны в механизме закаливания.

При проведении каждой закаливающей процедуры необходимо достигнуть этой фазы и не допускать развития третьей фазы, поскольку она появляется вследствие перенапряжения и срыва регуляторно-защитных механизмов и служит признаком передозировки закаливающей процедуры. В этой фазе кровоток в коже замедляется, она приобретает синюшный оттенок, появляется «гусиная кожа», человек ощущает неприятный озноб.

Эффект закаливания проявляется в более быстром наступлении и стойком удержании второй фазы реакции. По мере закаливания повышается интенсивность холодового раздражения. Однако существует специфика в развитии физиологических механизмов закаливания в зависимости от силы холодового раздражения.

Организм может адаптироваться к действию преимущественно умеренных, но продолжительных охлаждающих факторов (длительное пребывание на воздухе при умеренном понижении температуры, длительное плавание в умеренно холодной воде) или к сильным, но относительно кратковременным холодовым факторам (купание в ледяной воде - моржевание).

Первый вид закаливания играет, очевидно, более важную роль в сохранении и улучшении здоровья человека, повышении его устойчивости к действию инфекционных и неинфекционных факторов внешней среды. И не только из-за особенностей физиологических реакций, но и в силу большей распространенности указанных факторов в быту и производственных условиях и благодаря доступности закаливания.

Гигиенические нормы закаливания воздухом

Воздушные ванны начинают принимать при температуре в помещении +18.. .+20°С, полностью или частично обнажая тело (до трусов, купального костюма). Начав с 10-минутной продолжительности процедуры, ее ежедневно увеличивают на 3-5 мин и до 30-50 мин. В зависимости от возраста и состояния здоровья закаливание прекращают при температуре +12...+15° С. Критерием адекватности процедуры функциональным возможностям организма служит самочувствие. Появление чувства озноба, «гусиной кожи» указывает на передозировку закаливающих процедур.

Очень эффективно сочетать закаливание воздухом с одновременным выполнением физических упражнений (табл. 20, 21).

Почва - огромная естественная лаборатория, в которой беспрерывно протекают самые разнообразные сложные процессы разрушения и синтеза органических веществ, образуются новые неорганические соединения, происходит отмирание патогенных бактерий, вирусов, простейших, яиц гельминтов. Почву используют для очистки и обезвреживания хозяйственно-бытовых сточных вод, жидких и твердых бытовых отходов, образующихся в населенных пунктах. Почва оказывает значительное влияние на климат местности, характер растительности, планировку и застройку населенных мест и отдельных зданий, их благоустройство и эксплуатацию.

В условиях сельскохозяйственного производства в почву целенаправленно вносят большое количество разнообразных пестицидов, минеральных удобрений, структурообразователей почвы, стимуляторов роста растений. С жидкими и твердыми бытовыми и промышленными отходами, сточными водами, выбросами промышленных предприятий и автотранспорта в почву попадают поверхностно-активные вещества (ПАВ), полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), большое количество тяжелых металлов, нефтепродукты и т. д. с последующей миграцией в подземные и поверхностные водоемы - источники водоснабжения, а оттуда в питьевую воду, в сельскохозяйственные растения, атмосферный воздух. Почва может быть фактором передачи инфекционных заболеваний и инвазий. Таким образом, она оказывает большое влияние на здоровье населения.

Еще в глубокой древности различали почвы "здоровые" и "нездоровые". "Здоровыми" считались местности, расположенные на возвышенностях, с сухими почвами, хорошо проветриваемые и инсолируемые. К "нездоровым" относили территории, расположенные в низменностях, холодные, затопляемые, сырые, с частыми туманами. Поэтому почва имеет важное гигиеническое значение для здоровья населения и благоустройства населенных мест и является:

1) главным фактором формирования естественных и искусственных биогеохимических провинций, которые играют ведущую роль в возникновении и профилактике эндемических заболеваний среди населения;

2) средой, которая обеспечивает циркуляцию в системе окружающая среда - человек химических и радиоактивных веществ, используемых в народном хозяйстве, а также экзогенных химических веществ, которые попадают в почву с выбросами промышленных предприятий, авиа- и автотранспорта, сточными водами, а значит, фактором, влияющим на здоровье населения;

3) одним из источников химического и биологического загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, а также растений, используемых человеком для питания;

4) фактором передачи инфекционных заболеваний и инвазий;

5) естественной, наиболее подходящей средой для обезвреживания жидких и твердых отходов. р

Эндемическое значение почвы. Почва является средой, в которой происходят процессы трансформации солнечной энергии. По данным В.А. Ков-ды, растения ежегодно аккумулируют почти 0,5 х 1015 кВт солнечной энергии.

Человечество же использует в виде топлива, пищевых продуктов и корма для скота лишь 7 х 1012 кВт. Доказано, что сегодня и в будущем система почва - растения - животные в жизни людей останется главным поставщиком трансформированной энергии Солнца.

Почва является тем элементом биосферы, который формирует химический состав пищевых продуктов, питьевой воды и частично - атмосферного воздуха. Ежегодно на Земле вырабатывается 8,3 х Ю10 т живого вещества, представленного в основном фитомассой растений. За всю историю биосферы общая масса произведенного ею живого вещества почти в 2 раза превысила неорганическую массу земной коры. За год человечество нашей планеты использует в пищу около 3,6 х 108 т живого растительного вещества, что составляет 0,5% от производимого на Земле. Естественно, что потребляемая человеком с пищей фитобиомасса непосредственно или через продукты питания животного происхождения должна быть безвредной по химическому составу.

Научно обосновано, что химический состав фитобиомассы зависит от естественного химического состава почвы, т. е. эндогенных химических веществ, присутствующих в почве, а также от качества и количества экзогенных химических веществ, которые попали в почву случайно или целенаправленно вносятся с целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Описаны случаи отравления людей и животных, употреблявших фитомассу растений, выращенную на земельных участках эндемичных районов, которая содержала повышенную концентрацию некоторых химических веществ. Известны также и заболевания, связанные с недостаточным содержанием в почве, и соответственно, в суточном рационе, определенных микроэлементов.

Так, растения, которые выросли в районах, эндемичных по содержанию в почве селена, могут накапливать до 5000 мг/кг этого микроэлемента. Употребление такой фитомассы, полученной на щелочных землях США, Канады, Ирландии, приводило к отравлению людей и массовой гибели сельскохозяйственных животных. Селеновый токсикоз получил название "щелочной " болезни. В то же время селен - биомикроэлемент, и он обязательно должен поступать в организм человека в физиологически оптимальной суточной дозе (0,05-0,2 мг). В некоторых регионах Китая, Египта и Швеции содержание селена в почвах значительно меньше кларка (среднее содержание в земной коре). Такое низкое содержание селена в почве и соответственно в растительных продуктах является причиной возникновения болезни Кешана - селенового гипомикроэле-ментоза, при котором наблюдается ювенильная кардиопатия, повышен риск развития атеросклероза, гипертонической болезни, эндокринопатий, новообразований, встречаются хронический дерматит (зуд, слущивание кожи), артралгия.

Установлена связь между повышенным содержанием в почве молибдена и заболеваемостью молибденовой подагрой, раком пищевода, нарушением репродуктивной функции. Молибденовая подагра (гипермикроэлементоз молибдена) является эндемическим заболеванием для некоторых районов Армении (Анкаван и Кадражан). Избыточное поступление молибдена в организм человека (суточная потребность составляет 0,1-0,3 мг) приводит к повышению активности ксантиноксидазы и усиленному образованию мочевой кислоты и ее солей (уратов).

В некоторых районах Забайкалья, Восточной Сибири (Читинская, Амурская, Иркутская области), Кореи и Китая зарегистрирована так называемая уров-ская болезнь, или болезнь Кашина-Бека. В почвах этих регионов повышено содержание многих микроэлементов (стронция, железа, марганца, цинка, свинца, серебра, фтора) на фоне низкого содержания кальция. Болезнь Кашина- Бека (эндемический полигипермикроэлементоз) протекает в виде остеодефор-мирующего остеоартроза, особенно межфаланговых (медвежья лапа), тазобедренных суставов и позвоночника (утиная походка).

Чрезвычайно актуальной проблемой в Украине был эндемический зоб, который регистрировали у людей, длительное время проживающих в Карпатах и Полтавской области. В почвах этих местностей очень низкое природное содержание йода, что приводило к недостаточному его поступлению (суточная потребность человека - 0,2-0,3 мг) в организм с местными продуктами питания. Недостаток йода обусловливал гиперплазию щитовидной железы за счет гипертрофии соединительной и атрофии железистой ткани, т. е. отмечались признаки 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, наблюдались выпадение волос, ломкость ногтей, неврит, паралич, нарушение зрения, поражение печени. Была доказана связь между содержанием мышьяка в почве и уровнем заболеваемости раком желудка.

В настоящее время, кроме естественных эндемичных по тому или иному химическому элементу почвенных регионов, появились искусственные биогеохимические районы и провинции. Их появление связано с использованием различных пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растений, а также с поступлением в почву промышленных выбросов, сточных вод и отходов.

Население, длительно проживающее в этих провинциях, постоянно подвергается неблагоприятному воздействию экзогенных химических веществ. В таких искусственных геохимических провинциях отмечаются повышение уровня заболеваемости, количества случаев врожденных уродств и аномалий развития. Кроме того, уменьшается способность почвы к самоочищению. Помимо отдаленных последствий, в искусственных геохимических провинциях наблюдаются случаи не только хронических, но и острых отравлений при использовании ручного труда и проведении механизированных работ на сельскохозяйственных полях, приусадебных участках, садах, обработанных пестицидами, а также на земельных угодьях, загрязненных экзогенными химическими веществами, содержащимися в атмосферных выбросах промышленных предприятий. Так, например, загрязнение почвы фтором за счет выбросов промышленных предприятий приводило к некрозу листьев виноградной лозы и абрикосовых деревьев в долине Роны (Швейцария). Употребление продуктов

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

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

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

В незагрязненной почве ртуть обычно находится в виде следов. Поступление же в почву даже незначительных количеств ртути влияет на ее биологические свойства. Ртуть понижает амонифицирующую и нитрифицирующую активность, действие дегидрогеназ. Повышенное содержание ртути неблагоприятно влияет на организм человека. Наблюдаются увеличение частоты заболеваний нервной и эндокринной систем, мочеполовых органов у мужчин, снижение фертильности.

В свинцовых 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 нитрифицирующих бактерий, но и микроорганизмов - антагонистов кишечной и дизентерийной палочек Флекснера и Зонне, увеличивает сроки самоочищения почвы. К микроэлементам, повышенное содержание которых в почве приводит к неблагоприятным изменениям, относятся также ванадий, таллий, вольфрам и др.

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

Использование в сельском хозяйстве в качестве инсектицидов стойких в окружающей среде полихлорированных бифенилов привело к значительному загрязнению ими почв на рисовых полях Японии. Именно здесь в Кюсю впервые зарегистрировали болезнь Юшо, или масляную болезнь. Заболели тогда более 1000 человек. Причиной заболевания стало употребление рисового масла, содержащего полихлорированные бифенилы. Отравление сопровождалось тошнотой, рвотой, слабостью, гиперкератозом кожи, хлоракнэ, бронхитом, гепатитом, неврологическими нарушениями. Полихлорированные бифенилы обладают способностью преодолевать трансплацентарный барьер и попадают в молоко. Поэтому заболевание регистрировали даже у новорожденных, матери которых во время беременности употребляли загрязненное растительное масло. Доказано канцерогенное действие полихлорированных бифенилов.

В искусственно созданных эндемических провинциях вследствие миграции экзогенных химических веществ из почвы в атмосферный воздух, воду или растения наблюдаются случаи острого и хронического отравления, аллергических заболеваний. Отмечается также повышение бластомогенной опасности почвы, что связано с повышенным содержанием в ней бензпирена и подобных ему соединений. Обычно это бывает вблизи аэродромов, а также вдоль "коридоров" движения самолетов. Искусственные геохимические провинции с повышенным содержанием канцерогенных веществ в почве наблюдаются также вблизи ТЭЦ с малоэффективными золоуловителями, автомагистралей, после лесных пожаров и т. п.

Почва является средой, которая определяет циркуляцию экзогенных химических веществ в системе окружающая среда-человек и может стать источником загрязнения атмосферного воздуха, воды, пищевых продуктов. Почва - это ведущее звено круговорота веществ в природе, среда, в которой непрерывно протекают разнообразные сложные процессы разрушения и синтеза органических веществ. Органические вещества, поступающие в почву в естественных условиях в виде остатков растений и животных, а также продуктов их жизнедеятельности, разрушаются различными сапрофитными почвенными микроорганизмами: бактериями, актиномицетами, грибами, водорослями, простейшими и др. В присутствии кислорода аэробные микроорганизмы разлагают углеводы до углерода диоксида и воды.

Жиры в аэробных условиях расщепляются на глицерин и жирные кислоты, которые распадаються на углерода диоксид и воду. Распад белковых соединений происходит в 2 этапа. На первом этапе - аммонификации - белки распадаются до аминокислот, которые, в свою очередь, разрушаются до аммиаа и солей аммония, а также кислот жирного и ароматического рядов. В аэробных условиях параллельно происходит второй этап минерализации азотсодержащих соединений - нитрификации, когда аммиак окисляется до нитритов, а последние - до нитратов. Таким образом, благодаря процессам разрушения органические соединения преобразуются в те формы неорганических веществ, в которых они могут стать питательным материалом для растений и снова попадают в круговорот веществ в природе.

Почва является ведущим звеном миграции химических веществ на нашей планете. К тому же в процессы миграции включаются вещества как естественного, так и антропогенного (техногенного) происхождения. Миграция осуществляется 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 цепочкам. Пищевые цепочки могут быть чрезвычайно сложными. В них может накапливаться, концентрироваться химическое вещество. Например, в результате использования в сельском хозяйстве в качестве инсектицида ДДТ и его дальнейшей миграции концентрация этого вещества в воде озера Мичиган составляла 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.

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

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

Почва как ведущий элемент биосферы играет важную роль в формировании качества воды источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, к которым относятся в первую очередь подземные воды (грунтовые, межпластовые напорные и безнапорные), а также поверхностные водоемы (реки, озера, водохранилища). Химический состав воды поверхностных и подземных водоемов тесно связан с химическим составом почвы (см. с. 60).

Почва влияет на качественный состав атмосферы. Разнообразные по физико-химическим свойствам химические соединения, которыми перенасыщена почва вследствие техногенного загрязнения, путем испарения поступают в атмосферный воздух, накапливаются в приземном слое в концентрациях, превышающих предельно допустимые, т. е. достигают уровней, опасных для здоровья человека. Взаимодействие почвы с атмосферным воздухом - чрезвычайно сложный процесс.

Следует заметить, что почва имеет поры, и если она сухая, то они заполнены почвенным воздухом. Концентрации газов и паров в почвенном воздухе отличаются от таковых в атмосфере. Поэтому постоянно происходит диффузия, т. е. перемещение по градиенту концентраций: газообразные вещества, которых много в почвенном воздухе (например, углерода диоксид), поступают в приземный слой атмосферы и, наоборот, газы, парциальное давление которых в атмосфере 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 приземный слой атмосферы при повышении температуры почвы и снижении барометрического давления.

Примером влияния химического состава почвы на качество атмосферного воздуха является природная ртутная биогеохимическая провинция горного Алтая, 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. Уровень ртути в атмосферном воздухе провинции составляет 7-13 мкг/м3, что также значительно превышает средний фоновый уровень для паров ртути в приземном 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 составляло 0,014 мг/л, среди школьников - 0,021 мг/л, среди взрослых - 0,033 мг/л. Наблюдалось повышение заболеваемости населения (болезни нервной и эндокринной систем, мочеполовой системы у мужчин), снижение фертильности.

Еще одним примером влияния почвы на состояние атмосферного воздуха является образование так называемого токсического тумана на сельскохозяйственных 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. Вследствие этого в приземном слое сухого воздуха формируются определенные концентрации пестицидов, которые в отдаленные сроки (через 1-2 нед) после обработки полей в большинстве случаев невысокие и безопасные для здоровья. Но при определенных метеорологических условиях, которые способствуют образованию тумана на полях, концентрации пестицидов в приземном слое воздуха могут значительно повышаться. Это происходит следующим образом. Вследствие предшествующих дождей почва обильно увлажнена. За ночь температура воздуха снижается. Почва обладает высокой теплоемкостью и лучше удерживает тепло. Поэтому утром почва теплее воздуха. Влага с теплой поверхности почвы испаряется и в виде пара попадает в холодный воздух. Происходит ее конденсация с образованием мелкодисперсного водяного тумана (аэрозоля), который при неблагоприятных метеорологических условиях (температурная 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. Площадь 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 воздух и зависит от его физических параметров: водности и дисперсности. Водяные частицы тумана имеют малые размеры, но характеризуются большой величиной 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.

Почва как фактор передачи возбудителей инфекционных заболеваний и инвазий людей (эпидемиологическое значение почвы). Эпидемиологическое значение почвы состоит в том, что в ней, несмотря на антагонизм почвенной сапрофитной микрофлоры, возбудители инфекционных заболеваний могут достаточно продолжительное время сохранять жизнеспособность, вирулентность и патогенность. Так, в почве, особенно в ее глубоких слоях, сальмонеллы 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 патогенные микроорганизмы, но и вирусы (табл. 46).

Загрязненная почва может выполнять роль фактора передачи человеку возбудителей как антропонозных, так и зооантропонозных инфекций. Среди ан-тропонозных - кишечные инфекции бактериальной природы (брюшной тиф, паратифы А и Б, бактериальная и амебная дизентерия, холера, сальмонелле-зы, 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, инфекционная желтуха, или болезнь Васильева-Вейля, бруцеллез, туляремия, сибирская язва. Через почву могут передаваться также микобактерии туберкулеза. Особенно велика роль почвы в передаче глистных инвазий (аскаридоза, трихо-цефаллеза, дифиллоботриоза, анкилостомидоза, стронгилоидоза). Для указанных инфекций и инвазий характерен фекально-оральный механизм передачи, который для кишечных инфекций является ведущим, а для других - одним из возможных.

ТАБЛИЦА 46 Выживаемость некоторых патогенных микроорганизмов в почве

Спорообразующие клостридии (Cl. botulinum, Cl. tetani, Cl. perfringens, Cl. histolyticum и др.) попадают в почву преимущественно с экскрементами животных и людей. Споры клостридии ботулизма обнаруживают не только в культивируемой, но и в необработанной почве. Они выделены в пробах почвы Калифорнии (70% случаев), Северного Кавказа (40%), их находили в прибрежной зоне Азовского моря, в иле и морской воде, на поверхности овощей и фруктов, в кишечнике здоровых животных, свежей красной рыбы (осетр, белуга и др.), в кишечнике (15-20%) и в тканях (20%) уснувшей рыбы. Нарушение технологии обработки продуктов на предприятиях пищевой промышленности и в 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 заболевания с симптомами поражения центральной нервной системы.

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. Оптимальные условия для развития (дозревания) яиц в почве создаются при температуре от 12 до 38 °С, достаточной влажности и наличии свободного кислорода. В зависимости 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 другие продукты питания вызвать болезнь. Яйца геогельминтов, попадая на поверхность почвы, отмирают, но на глубине от 2,5 до 10 см, защищенные от инсоляции и высыхания, они сохраняют жизнеспособность, по последним данным, до 7-10 лет.

При превышении порога экологической адаптационной возможности почвы нарушаются характерные для данного вида почвы величины естественных процессов самоочищения, и она начинает отдавать в растения, атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды биологические и химические загрязнители, которые могут накапливаться в контактирующих с почвой средах в количествах, опасных для здоровья люей, животных и растений.

Процесс самоочищения почвы от чужеродного органического вещества очень сложный и осуществляется главным образом за счет сапрофитных почвенных микроорганизмов. Проникновение необходимых для существования питательных веществ в микробную клетку происходит за счет осмотического всасывания через мелкие поры в клеточной стенке и цитоплазматической мембране. Поры настолько маленькие, что сложные молекулы белков, жиров и углеводов через них не проникают. Лишь в случае расщепления сложных веществ до более простых молекул (аминокислот, моносахаридов, жирных кислот) питательные вещества могут поступить в микробную клетку.

Для осуществления такого способа питания в процессе эволюции у микроорганизмов выработалась 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 подразделяют на две группы: экзоферменты, действующие вне клетки, и эндофер-менты, действующие внутри клетки. Экзоферменты участвуют в подготовке питательных веществ к поступлению их в клетку, а эндоферменты способствуют их усвоению. Характер действия ферментов различен. Эстеразы (липазы), расщепляющие жиры, встречаются во многих плесневых грибах и бактериях. Протеазы, расщепляющие белковые молекулы, выделяются многими гнилостными 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 эндо-ферментов 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 протекает гораздо сложнее и заключается в образовании жирных кислот с последующим 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 экзоферментов (липаз, эстераз) жиры расщепляются до жирных кислот и глицерина, которые в аэробных условиях разлагаются эндоферментами до углерода диоксида и воды с выделением энергиии. В анаэробных условиях жирные кислоты и глицерин расщепляются примерно по той же схеме, что и углеводы, до углерода 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 почвенных микроорганизмов, для которых именно белоксодержащие вещества являются источником азота. Под действием экзоферментов, выделяемых микроорганизмами, 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 используется как пластический и энергетический материал размножающимися сапрофитными почвенными микроорганизмами. В дальнейшем после отмирания этих микроорганизмов образуется гумус - органическое вещество, входящее в состав почвы. В состав гумуса, кроме протеиновых комплексов, входят органические кислоты, гемицеллюлоза, жиры, образовавшиеся в результате микробного синтеза. В гумусе содержится много сапрофитных почвенных микроорганизмов, отсутствуют патогенные микроорганизмы, за исключением спо-рообразующих. Несмотря на наличие в гумусе органических соединений, он не загнивает, не выделяет газов с неприятным запахом и не привлекает мух.

Гумус может использоваться в качестве органического удобрения, поскольку медленно разлагается, постепенно отдавая растениям питательные вещества. Процесс образования гумуса получил название гумификации.

Часть аминокислот подвергается дезаминированию с образованием аммиака, углерода диоксида и воды. Процесс разрушения белков до аммиака называют аммонификацией. В аэробных условиях аммиак, растворяясь в воде, превращается в аммония гидроксид, который, соединяясь с углекислотой, превращается в аммония карбонат.

Кроме того, аммония карбонат образуется и вследствие самоокисления белковых веществ сапрофитных почвенных микроорганизмов.

Аммония карбонат, образовавшийся как при дезаминировании, так и в процессе гибели микроорганизмов и при гидролизе мочевины и других продуктов азотистого обмена, подвергается биохимическому окислению при участии аэробных бактерий. Этот процесс, получивший название нитрификации, осуществляется в две фазы: в первую фазу биохимического окисления аммонийные соли превращаются в азотистые соединения (нитриты) бактериями рода Вас. nitrosomonas, а во второй - в азотные соединения (нитраты) бактериями рода Вас. nitrobacter.

Азотная кислота в виде минеральных веществ (нитратов) является остаточным продуктом окисления белковых соединений и продуктов их обмена.

Одновременно с процессами окисления в почве происходят и восстановительные процессы, которые получили название денитрификации. Под денитри-фикацией понимают восстановление микроорганизмами нитратов независимо от того, образуются ли при этом нитриты, низшие азота оксиды, аммиак или свободный азот.

Степень восстановительного действия бактерий зависит не только от их биохимических характеристик, но и от состава среды, ее активной реакции (pH) и других условий. Так, в щелочной среде в аэробных условиях восстановительный процесс протекает до образования солей азотистой кислоты (нитритов); в кислой среде в анаэробных условиях - до аммиака.

Под денитрификацией в более узком значении слова понимают разложение нитратов и нитритов с выделением свободного азота. Если в среде нет кислорода или его содержание ограничено, денитрифицирующие бактерии берут его у солей азотной и азотистой кислот и одновременно окисляют безазотные органические соединения, получая при этом энергию. Азот нитратов они также используют для построения цитоплазмы. Этот сложный процесс является одновременно восстановительным и окислительным (см. с. 275).

Гигиеническое значение денитрификации весьма важно в связи с тем, что этот процесс при работе сооружений по почвенной очистке может стать преобладающим, когда нарушается воздухопроницаемость почвы, например, в начальный период эксплуатации полей орошения. Положительным в этом процессе является то, что при дефиците кислорода в воздухе может использоваться кислород нитратов, и этот процесс предотвращает загрязнение ими подземных вод. Часть нитратов, образовавшихся в процессе биохимического окисления органических веществ, усваивается корневой системой растений, а часть денитрифицируется. Азот нитратов может быть также использован для синтетических процессов микроорганизмами.

В условиях, способствующих размножению анаэробных микроорганизмов, образуются промежуточные продукты распада белков (индол, скатол, меркаптаны, летучие жирные кислоты, сероуглерод и др.). Для них характерен неприятный сильный запах. Такие условия создаются в результате перегрузки почвы органическими отходами, особенно в случае ее тяжелого механического состава (средние и тяжелые супески, суглинки, глины) и повышенной влажности.

По мере самоочищения почвы от органических загрязнений отмирает и патогенная микрофлора, главным образом неспорообразующие микроорганизмы. К факторам, которые способствуют отмиранию патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов, относятся бактериофаги и антибиотики, имеющиеся в почве, солнечная радиация, высыхание почвы. Все вышеизложенное свидетельствует о большом гигиеническом значении процессов самоочищения почвы, которые можно использовать и даже воспроизводить на искусственных сооружениях, предназначенн

001. Неблагоприятные экологические факторы проявляются: а) изменением газового состава атмосферы; б) истончением озонового слоя атмосферы; в) изменением климата; г) ростом заболеваемости населения; д) появлением микроорганизмов-мутантов. Выберите комбинацию, дающую исчерпывающий ответ:

5) все перечисленное.

002. В почве могут длительно сохранять жизнеспособность возбудители следующих заболеваний: a ) bac . anthracis ; б) cl . tetani ; в) cl . perfringens ; г) cl . boturinum ; д) sp . pallida . Выберите правильную комбинацию ответов:

1) а, б, в, г;

2) б, в, г, д;

3) а, в, г, д;

003. Биологическое значение видимой части солнечного спектра: а) оказывает общестимулирующее действие на организм; б) повышает обменные процессы; в) обусловливает возможность осуществления зрительной функции глаза; г) обладает эритем-ным действием. Выберите правильную комбинацию ответов:

004. Показания к профилактическому облучению искусственным УФ-излучением: а) наличие признаков гиповитаминоза D ; а) работа в условиях изоляции от солнечного света; в) проживание в северных широтах; г) повышенное атмосферное давление. Выберите правильную комбинацию ответов:

005. Противопоказания к профилактическому облучению искусственным УФ-излучением: а) активная форма туберкулеза; б) заболевания щитовидной железы; в) заболевания печени; г) заболевания почек; д) заболевания сердечно-сосудистой системы. Выберите правильную комбинацию ответов:

5) все перечисленное.

006. Профилактические меры для предотвращения вредного воздействия на людей коротковолнового УФ-излучения: а) включение ламп в отсутствие людей; б) экранирование ламп экранами из оконного стекла; в) экранирование ламп экранами из оргстекла; г) экранирование ламп непрозрачными экранами. Выберите правильную комбинацию ответов:

1) Все перечисленное;

007. Гигиенические требования к качеству питьевой воды: а) отсутствие патогенных микроорганизмов и других возбудителей заболеваний; б) безвредность по химическому составу; в) хорошие органолептические свойства; г) полное отсутствие токсических веществ. Выберите правильную комбинацию ответов:

008. Биогеохимические эндемические заболевания: а) эндемический зоб; б) флюороз; в) водно-нитратная метгемоглобинемия; г) молибденовая подагра; д) стронциевый рахит. Выберите правильную комбинацию ответов: