Экологический мониторинг (понятие, основные задачи, основные процедуры)

Экологический мониторинг (понятие, основные задачи, основные процедуры)

Программа ЮНЕСКО от 1974 г. определяет мониторинг как систему регулярных длительных наблюдений в пространстве и во времени, дающую информацию о прошлом и настоящем состояниях окружающей среды, позволяющую прогнозировать на будущее изменение ее параметров, имеющих особенное значение для человечества.

Экологический мониторинг — информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.

Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

1) о состоянии окружающей среды;

2) о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т.e., об источниках и факторах воздействия);

3) о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;

4) о существующих резервах биосферы.

Таким образом, в систему мониторинга входят следующие основные процедуры:

1) выделение (определение) объекта наблюдения;

2) обследование выделенного объекта наблюдения;

3) составление информационной модели для объекта наблюдения;

4) планирование измерений;

5) оценка состояния объекта наблюдения и идентификации его информационной модели;

6) прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;

7) представление информации в удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя.

Основные цели экологического мониторинга состоят в обеспечении системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей:

1) оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека;

2) выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений;

3) создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.

Исходя из этих трех основных целей экологический мониторинг должен быть ориентирован на ряд показателей трех общих видов: соблюдения, диагностики и раннего предупреждения.

Кроме приведенных выше основных целей экологический мониторинг может быть направлен на достижение специальных программных целей, связанных с обеспечением необходимой информацией организационных и других мер по выполнению конкретных природоохранительных мероприятий, проектов, международных соглашений и обязательств государств в соответствующих областях.

Основные задачи экологического мониторинга:

1) наблюдение за источниками антропогенного воздействия;

2) наблюдение за факторами антропогенного воздействия;

3) наблюдение за состоянием природной седы и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;

4) оценка фактического состояния природной среды;

5) прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

Понятие о качестве среды

В связи со сложнейшей экологической ситуацией одной из важнейших проблем природопользования на современном этапе является улучшение качества окружающей среды. Ориентация только на достижение количественных результатов в использовании естественных ресурсов во многих случаях уже привела к необратимой деградации природной среды. Наглядным примером служит увеличение площади мелиорируемых земель для роста сельскохозяйственного производства. Качество природной среды в данном случае было принесено в жертву количественным результатам. За ухудшением качества среды последовало неизбежное снижение количественных показателей урожайности и валового сбора сельскохозяйственных культур.

Под экологически чистой средой понимают такое ее состояние, при котором содержание вредных веществ не превышает ПДК. Основными критериями качества среды должны быть состояние и функционирование живых организмов, присущих той или иной экосистеме. Пределы концентрации вредных веществ должны быть такими, чтобы при этом соблюдались следующие условия (цит. по Киселеву, 2000):

1) не нарушались газовые, концентрационные и окислительно-восстановительные функции живого вещества: именно эти функции регулируют процессы геохимического самоочищения экосистем;

2) биохимический состав первичной и вторичной продукции не изменился настолько, чтобы вызвать нарушение жизненных функций в каком-либо из звеньев пищевой цепи не только данной экосистемы, но и за ее пределами;

3) не понижалась биологическая продуктивность;

4) сохранялся необходимый для существования экосистемы генофонд.

При нарушении перечисленных условий происходит техногенная трансформация экосистемы, а при критических условиях техногенного воздействия – ее разрушение (экологическая катастрофа).

Важнейшим критерием качества среды с антропоцентристских позиций служит состояние здоровья человека.

Экологические стандарты – это нормативно-технические документы, устанавливающие обязательные для исполнения нормы, правила и требования к качеству товаров, работ и услуг. В РФ действуют стандарты международные, государственные (ГОСТы), отраслевые (ОСТы), а также стандарты предприятий. В системе стандартизации экологическим стандартам присвоен классификационный номер 17. Например, ГОСТ 17. 4.2.03-86. Охрана природы. Почвы. Паспорт почвы.

Качество воды

Под качеством воды в целом понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования (ГОСТ 17.1.1.01-77), при этом критерии качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.

В соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.59-96 питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Нормирование качества воды состоит в установлении для воды водного объекта совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта: предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) и предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр)

Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) - это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.

Предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) - это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.

Виды водопользования

Виды водопользования на водных объектах определяются органами Министерства природных ресурсов РФ и Государственного комитета РФ по охране окружающей среды и подлежат утверждению органами местного самоуправления субъектов РФ.

Существует несколько видов водопользования:

1. Хозяйственно-питьевое;

2. Культурно-бытовое;

3. Рыбохозяйственное: высшей категории, первой категории и второй категории.

К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использование водных объектов или их участков в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для снабжения предприятий пищевой промышленности. В соответствии с Санитарными правилами и нормами, питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства.

К культурно-бытовому водопользованию относится использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения. Требования к качеству воды, установленные для культурно-бытового водопользования, распространяются на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест, независимо от вида их использования объектами для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов.

Рыбохозяйственные водные объекты могут относиться к одной из трех категорий: к высшей категории относят места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных видов рыб и других промысловых водных организмов, а также охранные зоны хозяйств любого типа для разведения и выращивания рыб, других водных животных и растений; к первой категории относят водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода; ко второй категории относят водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.

ПДК для водной среды

Под качеством воды в целом понимается – характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования; при этом показатели качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды. ПДК – максимальная концентрация вещества в воде, которая при поступлении в организм в течение всей жизни не должна оказывать прямого или опосредованного влияния на здоровье населения в настоящем и последующих поколениях, в том числе в отдаленные сроки жизни, а также не ухудшать гигиенические условия водопользования.

Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_в) – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования³. Максимальная концентрация вещества в воде, которая при поступлении в организм в течение всей жизни не должна оказывать прямого или опосредованного влияния на здоровье населения в настоящем и последующих поколениях, в том числе в отдаленные сроки жизни, а также не ухудшать гигиенические условия водопользования.

Предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДК_вр) – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.

По санитарному признаку устанавливаются микробиологические и паразитологические показатели воды (число микроорганизмов и число бактерий группы кишечных палочек в единице объема). Токсикологические показатели воды, характеризующие безвредность ее химического состава, определяются содержанием химических веществ, которое не должно превышать установленных нормативов. Наконец, при определении качества воды учитываются органолептические (воспринимаемые органами чувств) свойства: температура, прозрачность, цвет, запах, вкус, жесткость.

Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения определены Санитарными правилами и нормами, причем нормируются запах, вкус, цветность, мутность, коли- индекс, а также указывается, что содержание химических веществ не должно превышать значений соответствующих предельно допустимых концентраций (ПДК).

Контроль в водоемах

Перечень определяемых показателей качества воды водоемов и водотоков устанавливают с учетом:

- целевого использования водоема или водотока;

- состава сбрасываемых сточных вод;

- требований потребителей информации.

Качество воды контролируют по определенным видам программ. Выбор вида программы зависит от категории пункта контроля. Программы контроля по гидрологическим и гидрохимическим показателям, по гидробиологическим показателям

Периодичность проведения контроля по гидрологическим гидрохимическим показателям устанавливают в соответствии с категорией пункта контроля.

В пунктах контроля категории I контроль проводят ежедневно в первом створе после сброса сточных вод. Кроме того, в этом же створе проводят ежедневный отбор проб в объеме не менее 5 дм³ (л), которые хранят в течение 5 сут на случай необходимости проведения гидрохимического анализа при чрезвычайных ситуациях (заморные явления, гибель рыбы, аварийные сбросы загрязняющих веществ).

 

Нормативы выбросов

Согласно федеральному закону «Об охране атмосферного воздуха» (1999) юридические лица, имеющие источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, должны разрабатывать и осуществлять мероприятия по охране атмосферного воздуха. Производство и использование на территории Российской Федерации технических, технологических установок, транспортных средств допускаются только при наличии сертификатов, устанавливающих соответствие содержания вредных (загрязняющих) веществ в их выбросах техническим нормативам выбросов (СанПиН 2.1.6.575 – 96., ГОСТ 17.2.3.02 – 78.).

В соответствии со статьей 14 федерального закона «Об охране атмосферного воздуха» (1999) выброс вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух стационарным источником допускается на основании специального разрешения, которым устанавливаются предельно допустимые выбросы и другие условия, обеспечивающие охрану атмосферного воздуха.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) – масса вещества в отходящих газах, максимально допустимая к выбросу в атмосферу в единицу времени. ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы (и для каждой примеси, выбрасываемой этим источником) таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников города или другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают приземной концентрации, превышающей их ПДК_мр. Основные значения ПДВ – максимальные разовые – устанавливаются при условии полной нагрузки технологического и газоочистного оборудования и их нормальной работы и не должны превышаться в любой 20-минутный период времени (ГОСТ 17.2.4.02 – 81.).

Наряду с максимальными разовыми (контрольными) значениями ПДВ (г/с) устанавливаются производные от них годовые значения ПДВ_г (т/г) для отдельных источников и предприятия в целом с учетом временной неравномерности выбросов, в том числе с учетом планового ремонта технологического и газоочистного оборудования.

Запрещается выброс в атмосферный воздух веществ, степень опасности которых для жизни и здоровья человека и для окружающей природной среды не установлена.

Основные направления воздухоохранных мероприятий для действующих производств включают технологические и специальные мероприятия, направленные на сокращение объемов выбросов и снижение их приземных концентраций.

При отсутствии разрешений на выбросы вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, а также при нарушении условий, предусмотренных данными разрешениями, выбросы вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух могут быть ограничены, приостановлены или прекращены в порядке установленном Постановлением Правительства РФ от 28 ноября 2002 года № 847.

Предприятие обязано организовать первичный учет по охране атмосферного воздуха. С этой целью проводится инвентаризация источников вредных выбросов. Инвентаризация должна проводиться периодически, один раз в 5 лет. В случае реконструкции и изменения технологии предприятие производит уточнение проведенной ранее инвентаризации. При инвентаризации должны быть учтены все поступающие в атмосферу загрязняющие вещества, которые присутствуют в материальном балансе применяемых технологических процессов, от всех стационарных организованных и неорганизованных источников загрязнения, имеющихся на предприятии, и от автотранспорта. Производственные затраты, связанные с оплатой работ по инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, относятся на себестоимость продукции в составе общехозяйственных расходов.

Проект нормативов допустимых выбросов (ПДВ) в атмосферный воздух разрабатывается природопользователем в соответствии с ГОСТом 17.2.3.02-78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями», «Методикой расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий ОНД-86», «Рекомендациями по оформлению и содержанию проекта нормативов допустимых выбросов в атмосферу (ПДВ) для предприятий» и другой действующей нормативно-методической документацией.

Предприятия, для которых установлены ПДВ, должны организовать систему контроля за соблюдением ПДВ. При контроле за соблюдением ПДВ основными должны быть прямые методы, использующие измерения концентрации вредных веществ и объемов газо-воздушной смеси после газоочистных установок или в местах непосредственного выделения веществ в атмосферу. Для повышения достоверности контроля за ПДВ, а также при невозможности применения прямых методов используют балансовые, технологические и другие методы.

Для утверждения нормативов выбросов и получения разрешения природопользователь представляет документы в специально уполномоченный орган в области охраны окружающей среды. По результатам экспертизы проектно-нормативной документации специально уполномоченный орган в области охраны окружающей среды оформляет норматив допустимых выбросов и разрешение на выброс загрязняющих веществ. Нормативы допустимых выбросов в атмосферу устанавливаются на срок 5 лет, а разрешение на выброс загрязняющих веществ в атмосферу выдается на 1 год.

При невозможности соблюдения нормативов допустимых выбросов природопользователю устанавливаются лимиты на выбросы, действующие только в период проведения мероприятий по охране окружающей среды, внедрения наилучших существующих технологий и (или) реализации других природоохранных проектов с учетом поэтапного достижения установленных нормативов допустимых выбросов.

В соответствии со статьей 45 федерального закона «Об охране окружающей среды» юридические и физические лица, осуществляющие эксплуатацию автомобильных транспортных средств, обязаны соблюдать нормативы допустимых выбросов веществ, а также принимать меры по обезвреживанию загрязняющих веществ, в том числе их нейтрализации, снижению уровня шума и иного негативного воздействия на окружающую среду. Законом запрещена эксплуатация транспортных средств, содержание вредных (загрязняющих) веществ в выбросах которых превышает установленные технические нормативы выбросов. Юридические лица при эксплуатации транспортных средств должны для них обеспечивать не превышение установленных технических нормативов выбросов. Транспортные средства, выбросы которых оказывают вредное воздействие на атмосферный воздух, подлежат регулярной проверке на соответствие таких выбросов техническим нормативам выбросов.

Нормы и методы контроля выбросов загрязняющих веществс отработавшими газами при оценке технического состояния автомобилей с бензиновыми двигателями определяет ГОСТ Р 52033-2003 «Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния».

Для правильного расчета платы за негативное воздействие на окружающую среду от эксплуатации автомобильного транспорта на предприятии должны вестись журналы ежедневного учета использования автотранспортных средств, ежедневного расхода горючего и пройденного километража. Кроме того, ведется журнал записи результатов проверок автомобилей с бензиновыми двигателями на соответствие экологическим требованиям, а также журнал учета измерений дымности при проверке автомобилей с дизельными двигателями.

Нормативы сбросов

Основным нормативом сбросов загрязняющих веществ, установленным в РФ, является предельно допустимый сброс (ПДС) – масса нормируемого вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению хозяйствующим субъектом в установленном режиме в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе. ПДС – предел по расходу сточных вод и концентрации содержащихся в них примесей – устанавливается с учетом ПДК веществ в местах водопользования (в зависимости от его вида), ассимилирующей способности водного объекта, перспектив развития региона и оптимального распределения массы загрязняющих веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды. Величина ПДС должна гарантировать достижение установленных норм качества воды (санитарных или рыбохозяйственных) при наихудших гидрологических условиях для разбавления в конкретном водном объекте (СП 2.1.5.1059 – 01., СанПиН 4631 – 88.).

Предприятие-водопользователь обязано иметь лицензию и договора на пользование водным объектом и соблюдать их условия (ГОСТ 17.1.1.03 – 86.).

На предприятии должна быть в наличии контрольно-измерительная аппаратура по определению качества забираемой и сбрасываемой в водный объект воды, с помощью которой ведутся систематические наблюдения за водными объектами и их водоохранными зонами.

Предприятие должно иметь план ликвидации аварий (ГОСТ Р 22.2.03 – 97.).

Также предприятие должно иметь согласованные со специально уполномоченными органами планы мероприятий, обеспечивающие функционирование предприятий в случае аварийного загрязнения водного объекта другими предприятиями или судами.

Предприятие-водопользователь согласно Водному Кодексу РФ (2006) обязано при использовании водных объектов вести в установленном порядке учет забираемых, используемых и сбрасываемых вод. Также учитывается количество загрязняющих веществ в сбрасываемых водах.

Для каждого предприятия-водопользователя устанавливаются нормативы предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ со сточными водами и план мероприятий по достижению уровня ПДС. ПДС устанавливаются для каждого выпуска сточных вод действующего предприятий-водопользователей, исходя из условий недопустимости превышения ПДК вредных веществ в контрольном створе или на участке водного объекта с учетом его целевого использования, а при превышении ПДК в контрольном створе - исходя из условия сохранения (неухудшения) состава и свойств воды в водных объектах, сформировавшихся под влиянием природных факторов. При этом учитываются ассимилирующая способность водного объекта и оптимальное распределение массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды. В случае одновременного использования водного объекта для различных целей к составу и свойствам воды принимаются наиболее жесткие нормы из числа установленных. Если в водном объекте под воздействием природных факторов по отдельным веществам превышается ПДК, то для этих водных объектов могут разрабатываться региональные нормы качества воды.

При невозможности соблюдения нормативов допустимых сбросов веществ допускается устанавливать лимиты на сбросы на основе разрешений, действующих только в период проведения мероприятий по охране окружающей среды, внедрения наилучших существующих технологий и (или) реализации других природоохранных проектов с учетом поэтапного достижения установленных нормативов допустимых сбросов веществ. Временно согласованные лимиты сбросов загрязняющих веществ в водные объекты устанавливаются предприятиям, исходя из необходимости поэтапного достижения нормативов ПДС. В целях достижения нормативов ПДС водопользователями разрабатываются планы водоохранных мероприятий, включающие в себя работы по восстановлению, рациональному использованию и охране водных объектов. По мере осуществления отдельных этапов планов водоохранных мероприятий по достижению нормативов ПДС лимиты пересматриваются в сторону их уменьшения (СНиП 2.01.28 – 85.).

Продолжительность осуществления плана водоохранных мероприятий по достижению нормативов ПДС и его этапов устанавливается в каждом конкретном случае в зависимости от степени риска для здоровья населения, экологического состояния водного объекта и его биоресурсов, социально-экономических факторов, наилучших имеющихся отечественных и зарубежных технологий.

Нормативы ПДС разрабатываются водопользователем или по его заказу научной, проектной или иной организацией на основании расчетных материалов по нормативам предельно допустимых воздействий на водные объекты, а при отсутствии таковых - исходя из недопустимости превышения ПДК загрязняющих веществ в водных объектах.

Проект нормативов допустимых сбросов в окружающую среду со сточными водами разрабатывается предприятием водопользователем в соответствии с ГОСТ 17.1.3.13-86 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения» и другой действующей нормативно-методической документацией.

Разработанные нормативы ПДС согласовываются водопользователями с территориальными органами санитарно-эпидемиологического надзора, Росгидромета, территориальными (бассейновыми) органами Госкомрыболовства России. Согласованные нормативы ПДС утверждаются в установленном порядке территориальным (бассейновым) органом МПР России. Нормативы допустимых сбросов в окружающую среду со сточными водами устанавливаются на срок не более 5 лет. На основании норматива допустимых сбросов водопользователю ежегодно выдается разрешение на сброс загрязняющих веществ.

В тех случаях, когда предприятие аргументировано обосновывает временную невозможность достижения расчетных значений ПДВ и ПДС, устанавливаются нормативы временно согласованных выбросов (ВСВ) и временно согласованных сбросов (ВСС) на период до пяти лет. Одновременно должны быть разработаны и планомерно реализуемы программы поэтапного снижения показателей выбросов и сбросов вредных веществ до значений, которые обеспечивают соблюдение ПДВ или ПДС соответственно. В тех случаях, когда достижение величин ПДВ или ПДС экономически невыгодно или физически невозможно для предприятия, срок действия разрешенных ВСВ и ВСС продлевается несколько раз, обычно при условии некоторого постепенного снижения уровня загрязнения.

12. Нормирование ЗВ в почве (нормативы, принцип установления, учитываемые факторы и условия, примеры)

 

Загрязняющие вещества в почве нормируются: 1) в пахотном слое почвы сельскохозяйственных угодий, 2) в почве территорий предприятий, 3) в почвах жилых районов в местах хранения бытовых отходов.

Допустимая концентрация ЗВ в почве ПДК_п устанавливается с учетом его фоновой концентрации, стойкости и токсичности.

ПДК устанавливается экспериментально в зависимости от допустимой остаточной концентрации (ДОК) в пищевых, кормовых растениях и в продуктах питания. ДОК – это максимальное количество ЗВ в продуктах питания, которое, поступая в организм в течение всей жизни не вызывает никаких нарушений в здоровье людей.

Для летучих веществ ПДК_п устанавливают в зависимости от ПДК этого вещества в атмосферном воздухе. Кроме того учитывается поступление ЗВ из почвы в грунтовые воды, в которых не должны быть превышены ПДК для водных объектов. С учетом всех этих признаков вредности в качестве ПДК_п принимается наиболее жесткая концентрация.

В почвах нормируется в основном содержание пестицидов, тяжелых металлов, галогенов, микроэлементов. При этом содержание нормируемых примесей зависит от вида сельскохозяйственной продукции (мясная, молочная, растительная).

Если в почве содержится несколько загрязняющих веществ, то степень опасности загрязнения (Z) оценивается по формуле: Z=K_c(n-1),

_c – коэффициент концентрирования вещества,

n – количество загрязняющих веществ.

В зависимости от полученных значений категории загрязнения почв.

Кроме этого ведется оценка санитарного состояния почвы по т.н. санитарному числу – отношению содержания белкового азота к общему органическому, а также проводится оценка содержания в почве кишечной палочки, личинок мух и яиц гельминтов.

 

13. Нормирование ЗВ в продуктах питания (нормативы, принцип установления, примеры)

 

Нормирование загрязняющих веществ в пищевых продуктах

Человек принадлежит к гетеротрофным организмам и потребляет растительные и животные продукты питания. Важной особенностью потребления пищи является ее предшествующая кулинарная обработка, которая может придавать продуктам питания определенные свойства. Пищевые продукты являются необходимым условием жизни человека. С ними в организм поступает большинство необходимых для его функционирования компонентов, и отсутствие одного из них может ухудшать состояние здоровья и приводить к серьезным заболеваниям.

С пищей в организм человека поступают не только питательные вещества, а и большинство загрязнений (70…90% от общего количества).

Загрязнение продуктов питания приводит к пищевым отравлениям, которые классифицируют как: бактериальные, небактериальные и микотоксикозы. Бактериальные отравления – это токсикоинфекции, то есть отравления, вызванные микроорганизмами группы сальмонелл. Эти заболевания возникают в результате потребления зараженных микробами мясных, молочных, рыбных и растительных продуктов, куриных и гусиных яиц и т.п. К бактериальным принадлежат отравления, вызванные стафилококками. Эти заболевания связаны с употреблением недоброкачественных продуктов (молока, сыра, консервов, кондитерских изделий, мороженого и т.п.).

Многочисленные отравления небактериальной природы связаны с попаданием в пищевые продукты химических ядовитых веществ и радионуклидов.

Вредные вещества могут попадать в продукты питания (и далее – в организм человека) разными путями: из почвы – через корневые системы растений, из воздуха – через наземный ассимиляционный аппарат (листья), а также в результате контакта при проведении защитных химических обработок растений против вредителей и заболеваний. Во всех случаях эти вещества далее включаются в пищевые цепи, в конце которых и находится человек.

Поэтому как исходные продукты, так и готовые продукты питания должны подвергаться контролю и анализу на содержание вредных веществ, чтобы качество этих продуктов не вызывало сомнений. Существуют многочисленные примеры тому, как токсины самыми разнообразными путями проникают в продукты питания.

С позиций экологической эпидемиологии необходимость оценки качества пищевых продуктов и содержания в них загрязняющих веществ обусловливается тем, что повышенное содержание в продуктах питания загрязняющих веществ может оказывать прямое негативное влияние на здоровье населения. Особенно это относится к небольшим городам-заводам, в которых население вынуждено использовать загрязненные почвы для производства продуктов питания.

Уже в процессе выращивания растений некоторые их виды могут накапливать нитраты в плохо выводящейся из организма форме при чрезмерном внесении азотных удобрений. К числу растений, весьма склонных к накапливанию нитратов, относятся сахарная свекла (особенно листья), салат и капуста. Больше всего нитратов обычно накапливается в тепличных овощах. Накопление азота может происходить и при нехватке серы в почве. Недостаток серусодержащих аминокислот препятствует синтезу белков, а тем самым и синтезу фермента нитратредуктазы. Таким образом, нитраты сохраняются в тканях растений в неметаболизированном состоянии. Сами по себе нитраты обладают незначительной токсичностью, но, попадая в организм человека, они под влиянием бактерий легко превращаются в нитриты. Последние же способны вступать в реакцию с аминами, содержащимися в желудочном соке, и образовывать нитрозоамины, которые известны как сильные канцерогены. Опасность нитратов связана также с тем, что они вступают в реакцию с гемоглобином крови и превращают содержащееся в нем двухвалентное железо в трехвалентное. Такой измененный гемоглобин (метгемоглобин) практически неспособен к переносу кислорода, и ткани погибают от удушья. Особенно опасна метгемоглобинемия для грудных и маленьких детей, у которых ферментативный аппарат, способствующий превращению трехвалентного железа в двухвалентное, слабо развит. Результатом этого является болезнь, получившая название цианоз, или синюшность, которая может заканчиваться летальным исходом.

Для уменьшения содержания нитратов в растительных продуктах целесообразно не вносить удобрения перед снятием урожая, выращивать овощи и корнеплоды в условиях хорошего освещения, не хранить длительно некоторые овощи, например, шпинат, так как в процессе хранения нитраты в них превращаются в нитриты;использовать вместо минеральных удобрений органические или минеральные, в которых азот содержится в виде аммония.

В отличие от упомянутых овощей табак при обильном удобрении азотсодержащими веществами обнаруживает чрезмерно повышенное содержание органических аминов. С увеличением содержания аминов увеличивается и вероятность образования в желудке нитрозоаминов, обладающих мутагенным и сильным канцерогенным эффектом (печень, кровоизлияния, конвульсии).

Кроме того, растения могут накапливать и такие элементы, которые не нужны для их собственного обмена веществ. Так, растения могут постепенно накапливать тяжелые металлы, находящиеся в почве.

Для некоторых тяжелых металлов установлена возможность микробиологического алкилирования, таким образом, они могут включаться в цикл питания. В частности, реакции метилирования характерны для мышьяка, ртути и олова.

В то время как свинец попадает в организм человека по цепи питания от растительной пищи через печень и почки жвачных животных, ртуть в основном накапливается в организме рыб и моллюсков, а также в печени и почках млекопитающих. Совсем другой путь для попадания в цепь питания обнаружен у кадмия и некоторых других тяжелых металлов. Кадмий может замещать цинк в цинксодержащих ферментах. После этого фермент становится неактивным, а организмы, в которые попал кадмий, могут служить пищей для других организмов, таким образом, кадмий внедряется в общую цепь питания. Кадмий попадает в организм человека с растительной, мясной (потроха) пищей, а также съедобными грибами. Допустимая норма кадмия для человека составляет 0,5 мг в неделю.

Экологическое значение тяжелых металлов или других устойчивых токсинов в цепи питания можно продемонстрировать на примере ртути – первого металла, для которого было обнаружено биоконцентрирование.

В 1953г в Японии у 121 жителя побережья в бухте Минамата было обнаружено заболевание, сопровождающееся ломотой в суставах, нарушением слуха и зрения. Это заболевание, вошедшее в литературу под названием «болезнь Минамата», закончилось смертью для почти трети больных. Детальное расследование позволило установить, что ртутные отходы ацетиленового производства сбрасывались в реку, впадающую в бухту Минамата. Ртуть, о чем первоначально и не подозревали, микробиологическим путем превращалась в метилртуть, которая через планктон, моллюсков и рыб в конце концов попадала на стол и в пищу. Концентрация ртути в рыбе достигала 20 мг/кг. В этом цикле ртуть постепенно концентрировалась и в конце цепи, дойдя до человека, достигала токсичной концентрации. Такого рода кумуляция возможна только тогда, когда токсин поступает в организм быстрее, чем выводится из организма. Концентрация ртути в тканях и органах умерших была выше обычной в 50…30000 раз.

Подобные вещества представляют