Трактовка результатов исследования «Почва: комплексная токсикологическая оценка»
Кислотность обменная или рН солевой вытяжки, ед. рН
Источники поступления. Величина концентрации ионов водорода в вытяжках определяет подвижность питательных и токсичных элементов в почвенных горизонтах, определяя их доступность для растений. Определяется суммарным влиянием всех компонентов в составе почвы.
- Класс опасности – не предусмотрено разделение на классы опасности.
- Лимитирующий показатель вредности – вредность не определена.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. Величина концентрации ионов водорода имеет большое значение для биохимических процессов, происходящих в почве, населяющих ее живых организмов. Величина рН влияет также на подвижность питательных и токсичных элементов в почвенных горизонтах, определяя их доступность для растений.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве:
для дерново-подзолистых почв не менее 4,5;
в торфяном слое – 3,0-8,2.
Нитраты (водорастворимая форма), мг/кг
Источники поступления. Нитраты широко распространены в природе, они являются нормальными метаболитами любого живого организма, как растительного, так и животного, даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах более 100 мг нитратов. Азот является основным элементом, обеспечивающим урожайность овощных культур. Но при достаточно большом содержании азота в почвах овощные растения в то же время, как правило, испытывают его недостаток. Это объясняется тем, что большая часть почвенного азота находится в недоступном для растений состоянии в виде органических веществ. Растения способны использовать только минеральный азот в аммонийной и нитратной форме. Избыточное содержание нитратов в почвах может накапливаться за счет использования минеральных и органических удобрений.
- Класс опасности – не предусмотрено разделение на классы опасности.
- Лимитирующий показатель вредности – водно-миграционный.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. При потреблении в повышенном количестве нитраты (NO3-) в пищеварительном тракте частично восстанавливаются до нитритов (NO2-). Механизм токсического действия нитритов в организме заключается в их взаимодействии с гемоглобином крови и в образовании метгемоглобина, неспособного связывать и переносить кислород. 1 мг нитрита натрия (NaNO2) может перевести в метгемоглобин около 2000 мг гемоглобина. При длительном употреблении значительных количеств нитратов (от 25 до 100 мг/кг по азоту), резко возрастает концентрация метгемоглобина в крови. Крайне тяжело протекают метгемоглобинемии у грудных детей (прежде всего, искусственно вскармливаемых молочными смесями, приготовленными на воде с повышенным – порядка 200 мг/дм3 – содержанием нитратов) и у людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Смертельная доза нитратов для человека составляет 8-15 г; допустимое суточное потребление по рекомендациям ФАО/ВОЗ – 5 мг/кг массы тела. Помимо растений, источниками нитратов и нитритов для человека являются мясные продукты, а также колбасы, рыба, сыры, в которые добавляют нитрит натрия или калия в качестве пищевой добавки – как консервант или для сохранения привычной окраски мясопродуктов, т. к. образующийся при этом NO-миоглобин сохраняет красную окраску даже после тепловой денатурации, что существенно улучшает внешний вид и товарные качества мясопродуктов.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве: ПДК, водорастворимая форма – 130 мг/кг.
Фториды (водорастворимая форма), мг/кг
Источники поступления. На степень загрязнения почв фтором большое влияние оказывает вид сельскохозяйственных угодий. Этот факт обусловлен тем, что в непахотных почвах фтор в основном концентрируется на самой поверхности почвы. В пахотных же почвах в результате систематической обработки, почвы легко перемешиваются и в результате взаимодействия с почвой фтор быстрее переходит в неактивные формы за счет процессов адсорбции и минералообразования. Применение высоких доз фосфорных удобрений может привести к загрязнению почв фтором.
- Класс опасности – 1.
- Лимитирующий показатель вредности – транслокационный.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. Высокие концентрации фторидов ухудшают плодородные свойства почвы. Наиболее опасны водорастворимые формы фторидов, вызывающие повторное загрязнение подземных и грунтовых вод. В гумидных почвах наблюдается энергичный вынос фторидов за счет процессов анионного обмена и комплексообразования. Фтор влияет на метаболизм растений и способен вызывать снижение темпов поглощения кислорода, расстройства респираторной деятельности, снижение ассимиляции питательных веществ, уменьшение содержания хлорофилла, подавление синтеза крахмала, разрушение ДНК и РНК и ингибировать ряд других процессов. Установлено, что фториды ингибируют ферменты.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве: ПДК, водорастворимая форма – 10 мг/кг.
Марганец (валовая и подвижная формы), мг/кг
Источники поступления. Один из наиболее распространенных в литосфере элементов, преобладает в почвообразующих породах. Является компонентом (действующим веществом) комплексных и микроудобрений, добавляется в минеральные удобрения. Применяется для обработки семян, некорневой подкормки и внесения в почву в качестве припосевного удобрения. Наиболее высокое содержание наблюдается в почвах, развитых на основных породах, богатых железом, а также органическим веществом. Обычно аккумулируется в верхнем слое почвы. Считается, что марганец не является элементом, загрязняющим почву, но известно, что в кислой среде наблюдаются эффекты фитотоксичности данным элементом, признаками которой являются некрозы, хрупкость черешков листьев растений.
Основными источниками загрязнения почв марганцем являются заводы цветной и черной металлургии, машиностроения, металлообработки, нефтепереработки, выбросы электростанций, работающих на каменном угле.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. Марганец играет значительную роль в жизнедеятельности, оказывая непосредственное влияние на рост, иммунную систему, работу половых желез и образование крови, он участвует в гемостазе и защите от активных видов кислорода. При марганцевой недостаточности у человека возникает диабет и гипохолостеринемия. Марганец в высоких концентрациях обладает нейтроксичностью, и его отрицательное влияние сказывается на функционировании центральной нервной системы. Его избыток проявляется в виде постоянной сонливости, ухудшении памяти, повышенной утомляемости, оказывает вредное воздействие на работу легких, сердечнососудистой системы, может вызвать аллергический или мутагенный эффект.
Валовое содержание марганца
- Класс опасности – 3.
- Лимитирующий показатель вредности – общесанитарный.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве: ПДК, валовое содержание с учетом фона (кларка) – 1500 мг/кг.
Подвижная форма марганца
Содержание подвижных форм марганца увеличивается вместе с кислотностью почвы. Чем выше кислотность почвы, тем выше содержание подвижной формы, и более высокая вероятность его перехода в растения и воду, а значит и попадание в организм человека.
- Класс опасности – 3.
- Лимитирующий показатель вредности – общесанитарный.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве:
ПДК, содержание подвижных форм с учетом фона (кларка) соответственно типам почв:
Марганец, извлекаемый 0,1 и НSO4:
- чернозем – 700,0 мг/кг;
- дерново-подзолистая: pH 4,0 – 300 мг/кг, pH 5,1-6,0 – 400,0 мг/кг, pH 6,0 – 500,0 мг/кг.
Марганец, извлекаемый ацетатно-аммонийным буфером с pH 4,8:
- чернозем – 140,0 мг/кг;
- дерново-подзолистая: pH 4,0 – 60,0 мг/кг, pH 5,1-6,0 – 80,0 мг/кг, pH 6,0 – 100,0 мг/кг.
Кадмий (валовая форма), мг/кг
Источники поступления. Выщелачивание почв, разложение организмов, способных его накапливать. Соединения кадмия поступают с выбросами и сточными водами ряда химических предприятий, гальванического производства, свинцово-цинковых заводов, рудообогатительных фабрик. Кадмий склонен к активному биоконцентрированию, что приводит в достаточно короткое время к его избытку в биодоступных концентрациях. Загрязнение почвы кадмием происходит при оседании кадмий-содержащих аэрозолей из воздуха и дополняется внесением минеральных удобрений: суперфосфата (7,2 мг/кг), фосфата калия (4,7 мг/кг), селитры (0,7 мг/кг). Заметно содержание кадмия и в навозе, где он обнаруживается в результате следующей цепи переходов: воздух – почва – растения – травоядные животные – навоз. В некоторых странах соли кадмия применяют в качестве антисептических и антгельминтных препаратов в ветеринарии.
- Класс опасности – 1.
- Лимитирующий показатель вредности – cанитарно-токсикологический.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. Соединения кадмия оказывают воздействие на почки, надпочечники, желудочно-кишечный тракт, костную систему (декальцификация). Главная отличительная особенность поведения кадмия заключается в том, что он практически не связывается с гумусовыми веществами. Поэтому кадмий по сравнению с другими тяжелыми металлами является наиболее сильным токсикантом почв. Попадая в организм, кадмий проявляет сильное токсическое действие, главной мишенью которого являются почки. Механизм токсического действия кадмия связан с блокадой сульфгидрильных групп белков; кроме того, он является антагонистом цинка, кобальта, селена, ингибирует активность ферментов, содержащих указанные металлы. Известна способность кадмия нарушать обмен железа и кальция. Все это может привести к широкому спектру заболеваний: гипертоническая болезнь, анемия, ишемическая болезнь сердца, почечная недостаточность и другие. Отмечены канцерогенный, мутагенный и тератогенные эффекты кадмия. Большое значение в профилактике интоксикации кадмием имеет правильное питание (включение в рацион белков, богатых серосодержащими аминокислотами, аскорбиновой кислоты, железа, цинка, селена, кальция).
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве:
ОДК, содержание подвижных форм с учетом фона (кларка) соответственно типам почв:
- песчаные и супесчаные – 0,5 мг/кг;
- кислые (суглинистые и глинистые), pH KCl < 5,5 – 1,0 мг/кг;
- близкие к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые), pH KCl > 5,5 – 2,0 мг/кг.
Медь (валовая и подвижная формы), мг/кг
Источники поступления. Обычно в почвах медь содержится в виде медьсодержащих медных солей и комплексных металлорганических соединений. Присутствие меди также обусловлено взаимодействием воды с медьсодержащими горными породами.
- Класс опасности – 3.
- Лимитирующий показатель вредности – общесанитарный.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. Медь в составе белков в зеленых клетках отвечает за связывание солнечной энергии. Медь активирует фермент, предотвращающий разрушение клеток растения. Вовлечена в процесс метаболизма белков и углеводов.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве:
ПДК, валовое содержание с учетом фона (кларка) – 3,0 мг/кг.
ОДК, содержание подвижных форм с учетом фона (кларка) соответственно типам почв:
- песчаные и супесчаные – 33 мг/кг;
- кислые (суглинистые и глинистые), pH KCl < 5,5 – 66 мг/кг;
- близкие к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые), pH KCl > 5,5 – 132 мг/кг.
Мышьяк (валовая форма), мг/кг
Источники поступления. Мышьяк попадает в почву с продуктами сгорания угля, с отходами металлургической промышленности, с предприятий по производству удобрений. Наиболее прочно мышьяк удерживается в почвах, содержащих активные формы железа, алюминия, кальция. Токсичность мышьяка в почвах всем известна. Загрязнение почв мышьяком вызывает, например, гибель дождевых червей.
- Класс опасности – 1.
- Лимитирующий показатель вредности – транслокационный.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. Соединения мышьяка обладают общетоксическим действием, оказывают воздействие на ЦНС, кожу, периферийную нервную систему, периферийную сосудистую систему.
Механизм токсического действия мышьяка связан с блокированием SH-групп белков и ферментов, выполняющих в организме самые разнообразные функции.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве:
ОДК с учетом фона (кларка) соответственно типам почв:
- песчаные и супесчаные – 2 мг/кг;
- кислые (суглинистые и глинистые), pH KCl < 5,5 – 5 мг/кг;
- близкие к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые), pH KCl > 5,5 – 10 мг/кг.
Ртуть (валовая форма), мг/кг
Источники поступления. Загрязнение почв ртутью определяется функционированием предприятий цветной металлургии, применением ртутьсодержащих фунгицидов, использованием сточных вод в целях орошения и разработкой месторождений ртути. Накопление ртути в окружающей среде некоторые авторы связывают с применением соединений ртути в сельском хозяйстве.
- Класс опасности – 1.
- Лимитирующий показатель вредности – транслокационный. Наиболее токсична метилртуть, образующаяся в окружающей среде.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем.Соединения ртути высоко токсичны, они поражают нервную систему человека, вызывают изменение слизистой оболочки, нарушение двигательной функции и секреции желудочно-кишечного тракта, изменения в крови и др.
Бактериальные процессы приводят к образованию метилртутных соединений, которые во много раз токсичнее минеральных солей ртути. Метилртутные соединения накапливаются в пищевых цепях (например, фитопланктон – зоопланктон – рыба) и могут попадать в организм человека.
Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по-разному всасываются, метаболизируются и выводятся из организма. Наиболее токсичны алкилртутные соединения с короткой цепью – метилртуть, этилртуть, диметилртуть. Механизм токсического действия ртути связан с ее взаимодействием с сульфгидрильными группами белков. Блокируя их, ртуть изменяет свойства или инактивирует ряд жизненно важных ферментов. Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена; органические – обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена.
Защитным эффектом при воздействии ртути на организм человека обладают цинк и, особенно, селен. Предполагают, что защитное действие селена обусловлено деметилированием ртути и образованием нетоксичного соединения – селено-ртутного комплекса.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве: ПДК, валовое содержание с учетом фона (кларка) – 2,1 мг/кг.
Свинец (валовая и подвижная формы), мг/кг
Источники поступления. Значительное повышение содержания свинца в окружающей среде связано со сжиганием углей, с применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топливе, с выносом в водные объекты со сточными водами некоторых металлургических заводов, химических производств, рудообогатительных фабрик, шахт и т. д.
- Класс опасности – 1.
- Лимитирующий показатель вредности – транслокационный.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. Соединения свинца оказывают воздействие на ЦНС, периферийную нервную систему, метаболизм кальция, гемопоэз, порфириновый обмен. В почвах свинец быстро переходит в связанное малоподвижное состояние. Наибольшую опасность представляет пылевая фаза почвы, из которой свинец преимущественно попадает в организм, оказывая негативное воздействие. Многие растения накапливают свинец, который передается по пищевым цепям и обнаруживается в мясе и молоке сельскохозяйственных животных, особенно активное накопление свинца происходит вблизи промышленных центров и крупных автомагистралей. Механизм токсического действия свинца имеет двойную направленность. Во-первых, блокада функциональных SH-групп белков и, как следствие, – инактивация ферментов, во-вторых, проникновение свинца в нервные и мышечные клетки, образование лактата свинца, затем фосфата свинца, которые создают клеточный барьер для проникновения ионов Са2+. Основными мишенями при воздействии свинца являются кроветворная, нервная и пищеварительная системы, а также почки. Свинцовая интоксикация может приводить к серьезным нарушениям здоровья, проявляющимся в частых головных болях, головокружениях, повышенной утомляемости, раздражительности, ухудшении сна, мышечной гипотонии, а в наиболее тяжелых случаях к параличам и парезам, умственной отсталости. Неполноценное питание, дефицит в рационе кальция, фосфора, железа, пектинов, белков (или повышенное поступление кальциферола) увеличивают усвоение свинца, а следовательно – его токсичность.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве: ПДК, валовое содержание с учетом фона (кларка) – 32 мг/кг.
ОДК с учетом фона (кларка) соответственно типам почв:
- песчаные и супесчаные – 32 мг/кг;
- кислые (суглинистые и глинистые), pH KCl < 5,5 – 65 мг/кг;
- близкие к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые), pH KCl > 5,5 – 130 мг/кг.
Никель (валовая и подвижная формы), мг/кг
Источники поступления. Основные источники загрязнения окружающей среды никелем – предприятия горнорудной промышленности, цветной металлургии, машиностроительные, металлообрабатывающие, химические, приборостроительные и другие, использующие в технологических процессах различные соединения никеля; тепловые электростанции, работающие на мазуте и каменном угле; автотранспорт. Загрязнение никелем чаще всего локальное. Антропогенное загрязнение никелем наблюдается на расстоянии до 80-100 км и более от источника выброса.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. В организм никель поступает в основном через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт и кожу. Принимает участие в активации ферментов, кроветворении, продлевает и усиливает действие инсулина, оказывает благотворное влияние на деятельность почек и гипофиза, оказывает помощь клеточным мембранам и нуклеиновым кислотам в сохранении их структуры, поставляет кислород в клетки тканей, имеет свойство снижать артериальное давление.
При переизбытке никеля в организме человека проявляются аллергические реакции, дерматиты и воспаления кожных покровов, конъюнктивит, снижение иммунитета, сбои в деятельности нервной, сердечно-сосудистой системы и пищеварительного тракта, дистрофия почек и печени, кератиты. Выявлено, что в крови людей, больных контактными дерматозами, содержится повышенное содержание никеля.
Валовое содержание никеля:
- Класс опасности – 2.
- Лимитирующий показатель вредности не определен.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве: ПДК, валовое содержание с учетом фона (кларка) –
соответственно типам почв:
- песчаные и супесчаные – 20,0 мг/кг;
- кислые (суглинистые и глинистые), pH KCl < 5,5 – 40,0 мг/кг;
- близкие к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые) pH KCl > 5,5 – 80,0 мг/кг.
Подвижная форма никеля
Подвижность никеля в почве зависит от концентрации органического вещества (гумусовых кислот), рН и потенциала среды. Чем выше кислотность почвы, тем больше в ней подвижных форм никеля. Миграция никеля носит сложный характер. С одной стороны, никель поступает из почвы в виде почвенного раствора в растения и поверхностные воды, с другой – его количество в почве пополняется вследствие разрушения почвенных минералов, отмирания растений и микроорганизмов, а также за счет его внесения в почву с атмосферными осадками и пылью, с минеральными удобрениями.
- Класс опасности – 2.
- Лимитирующий показатель вредности – общесанитарный.
Референсные значения: ОДК, содержание подвижных форм с учетом фона (кларка) – 4 мг/кг.
Цинк (валовая и подвижная формы), мг/кг
Источники поступления. Цинк поступает в окружающую среду со сточными водами и гальванических цехов, производств пергаментной бумаги, минеральных красок, вискозного волокна рудообогатительных фабрик и др. Заметное количество цинка содержится в известняке и доломите и вместе с ними попадает в почву при известковании.
- Класс опасности – 3.
- Лимитирующий показатель вредности – транcлокационный.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. Соединения цинка оказывают воздействие на метаболизм меди и железа, вызывая их нарушение. Если цинка в почве недостаточно, растения страдают розеточностью и некрозом (омертвлением) листьев.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве:
ОДК, содержание подвижных форм с учетом фона (кларка) соответственно типам почв:
- песчаные и супесчаные – 55 мг/кг;
- кислые (суглинистые и глинистые), pH KCl < 5,5 – 110 мг/кг;
- близкие к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые), pH KCl > 5,5 – 220 мг/кг.
ПДК, валовое содержание с учетом фона (кларка) – 23 мг/кг.
Хром трехвалентный (подвижная форма), мг/кг
Источники поступления. Антропогенные – предприятия по производству цемента, стекольное производство, сжигание топлива, черная металлургия, металлообрабатывающая, автомобильная, текстильная, кожевенная, пищевая и химическая промышленность. Промышленные отходы предприятий в виде золы, пыли, шлака, шлама содержат в своем составе значительное количество хромовых загрязнений. Природные – обширные лесные пожары, продукты вулканической деятельности, процессы разложения организмов и растений.
Находящийся в природе хром чаще всего встречается в трехвалентном состоянии, причем в кислых почвах содержание трехвалентной формы хрома возрастает. Подвижность хрома увеличивается при образовании прочных комплексных соединений с гуминовыми кислотами. Трехвалентный хром, связанный с органическими веществами, остается в почве в растворенной форме при значениях рН более 5,5, свободные же ионы хрома быстро сорбируются и осаждаются.
- Класс опасности – 2.
- Лимитирующий показатель вредности – транслокационный.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. Трехвалентный хром – безопасная и полезная форма, является необходимым элементом для организма, участвует в процессах поддержания баланса уровня сахара в крови, ускоряя обмен углеводов. Однако переизбыток его в организме является опасным для здоровья человека. Проблемой избытка хрома в организме может быть место проживания с большой загрязненностью. Кроме того, недостаток полезных минералов и витаминов также приводит к увеличению количества хрома в организме.
Избыток данного элемента чаще всего проявляется в виде аллергических реакций, кашле, бронхите, нарушений кожных покровов, нестабильном эмоциональном состоянии, может начать появляться язвенная болезнь желудка, и увеличивается риск развития злокачественных опухолей.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве: ПДК, содержание подвижных форм с учетом фона (кларка) – 6 мг/кг.
Бенз(а)пирен, мг/кг
Источники поступления. Миграция из каменноугольной пыли, продуктов сгорания горючих веществ и др. Образуются в основном в результате пиролиза, особенно неполного сгорания органических материалов, а также в природных процессах (карбонизация). Источники поступления включают производство кокса, использование угля для обогрева, автотранспорт, сжигание нефти и угля на ТЭС (незначительный процент). Канцерогенные ПАУ образуются в природе путем абиогенных процессов; ежегодно в биосферу поступают тысячи тонн бенз(а)пирена природного происхождения. Еще больше – за счет техногенных источников. Образуются ПАУ в процессах сгорания нефтепродуктов, угля, дерева, мусора, пищи, табака, причем, чем ниже температура, тем больше образуется ПАУ.
- Класс опасности – 1.
- Лимитирующий показатель вредности – общесанитарный.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. Бенз[а]пирен является местным канцерогеном. Исследования в основном отмечают развитие рака легких в результате поступления ПАУ с пылью; меньше сообщений о канцерогенности ПАУ, поступивших с пищей, хотя абсолютное количество может быть намного большим, чем в случае поступления с воздухом. Содержание бенз(а)пирена может быть использовано для оценки канцерогенного потенциала фракции ПАУ в почве.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве: ПДК, валовое содержание с учетом фона (кларка) – 0,02 мг/кг.
Нефтепродукты, мг/кг
Источники поступления. Большие количества нефтепродуктов поступают в почвенный покров за счет их использования в качестве топлив и горюче-смазочных веществ, с выбросами предприятий химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, нефтедобывающей и других отраслей промышленности.
- Класс опасности – 3.
- Лимитирующий показатель вредности – вредность не определена.
Воздействия на здоровье человека и состояние экосистем. Входящие в состав нефтепродуктов низкомолекулярные алифатические, нафтеновые и особенно ароматические углеводороды оказывают токсическое воздействие на организм, поражая сердечно-сосудистую и нервную системы.
Рекомендуемый диапазон агрохимических показателей в почве: ПДК, с учетом фона (кларка) – <1000 мг/кг.
Пациентам
