Лактозоположительные кишечные простейшие в почвенном покрове объектов строительства в Самарской области
- Авторы: Воробьева К.Ю.1, Прохорова Н.В.1
-
Учреждения:
- Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
- Выпуск: Том 6, № 2 (2017)
- Страницы: 27-31
- Раздел: 03.02.00 – общая биология
- URL: https://snv63.ru/2309-4370/article/view/21791
- DOI: https://doi.org/10.17816/snv201762105
- ID: 21791
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Самарская область является одним из крупнейших промышленных и сельскохозяйственных регионов Российской Федерации, характеризующимся высокой степенью урбанизации. Разноплановая экономическая активность Самарской области во многом определяет ее экологические проблемы, одна из которых - деградация почвенного покрова, проявляющаяся в снижении плодородия почв, а также в их химическом и биологическом загрязнении. Мониторинг химического загрязнения почвенного покрова осуществляется достаточно активно, но доступных данных о санитарно-эпидемиологическом его состоянии крайне мало. В настоящее время в Самарской области наблюдается высокая активность строительства жилых, административных и промышленных объектов, под которые выделяются большие площади земель, санитарно-эпидемиологическая оценка которых весьма актуальна. Именно этой проблеме посвящена данная статья. Установлено, что наиболее надежным показателем в оценке достоверности санитарно-микробиологического состояния почвы являются санитарно-показательные микроорганизмы, а именно бактерии группы кишечных палочек, особенно в условиях значительного антропогенного воздействия на окружающую среду. Проанализированы причины загрязнения городских почв микробиологическими загрязнителями и их последствия. Рассмотрена роль лактозоположительных кишечных простейших как санитарно-показательных организмов. Проведена количественная оценка индекса лактозоположительных кишечных простейших для почв зон жилищной застройки, административной застройки, промышленных сооружений, а также зоны проведения коммуникаций в Самарской области и оценка степени эпидемиологической опасности почв на обозначенных территориях. В частности, установлено, что степень загрязнения территорий жилищного строительства лактозоположительными кишечными простейшими зависит от давности освоения и интенсивности хозяйственной деятельности на них. Сильное локальное загрязнение почв связано с отсутствием организованных мест для выгула домашних животных, ростом численности бездомных животных, несанкционированными свалками бытовых отходов. Почвы территорий нефтеперерабатывающих предприятий минимально загрязнены лактозоположительными кишечными простейшими, что объясняется как спецификой их загрязнения, так и внедрением современных технологий, существенно снижающих экологические риски. До опасных уровней загрязнены лактозоположительными кишечными простейшими почвы некоторых крупных машиностроительных предприятий.
Ключевые слова
Полный текст
Напряженность экологической обстановки и необходимость охраны природы в различных районах земного шара ставят перед человечеством важнейшие проблемы, от решения которых зависит качество жизни существующих и последующих поколений людей на нашей планете. Особенную остроту этим проблемам придает урбанизация, которая часто превращает современные промышленные города в зоны экологических бедствий [1]. Следует отметить, что к настоящему времени необходимость выявления и решения экологических проблем на глобальном, региональном и местном уровнях в целом осознается повсюду [2]. Разностороннее изучение этих вопросов становится все более актуальным, что определяет важность оценки санитарно-гигиенического состояния почвенного покрова Самарской области, рассматриваемого в предлагаемом материале.
Самарская область – пятый по площади регион Поволжья, для которого характерны высокая степень урбанизации и плотности заселения. По последним данным, доля городского населения Самарской области составляет 80,6%, а плотность населения – 59,2 человека на км². На территории Самарской области расположена и активно развивается одна из крупнейших в России Самарско-Тольяттинская городская агломерация, где проживает более 80% всего населения области [3–5].
Согласно данным управления Роспотребнадзора по Самарской области, санитарное состояние почвы населенных мест относится к важнейшим медицинским и экологическим проблемам региона, решение которых актуально и своевременно [6]. Острота этой проблемы определяется избыточным содержанием органических загрязняющих веществ и соединений азота в почвах селитебных, промышленных и придорожных зон, что создает благоприятные условия для замещения типичных почвенных микроорганизмов патогенными [7]. Опасность биологического загрязнения почв определяется уровнем его возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и прямо или опосредовано на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения [8].
Микробное загрязнение почв происходит в результате попадания в почву бытовых и сельскохозяйственных отходов, сточных вод, продуктов жизнедеятельности человека и животных, а также аэрозолей микробиологических производств. С отходами в почву попадают опасные микроорганизмы – патогенные, условно патогенные, токсинообразователи, способные вызвать различные заболевания. Установлено, что в почве очень хорошо сохраняются патогенные спороносные бактерии: возбудитель столбняка Clostridium tetani, газовой гангрены С. Perfringens, сибирской язвы Bacillus anthracis [9; 10].
В современных условиях проблемы рационального использования почв во многих отношениях являются ключевыми. В частности, это очень важно для строительства, добычи полезных ископаемых, организации зон отдыха и многих других видов человеческой деятельности. Оценке качества почв и грунтов урбанизированных территорий придается все большее значение, на ее основе принимаются решения о возможности размещения тех или иных промышленных или культурно-массовых объектов, изменяется стоимость земельных лотов и размещенных на них сооружений [11; 12].
Санитарно-микробиологическое исследование объектов окружающей среды призвано решить вопрос о наличии или отсутствии в них микроорганизмов – возбудителей инфекционных болезней человека, т.е. оценить окружающую среду с точки зрения эпидемиологической безопасности [13]. Оценка санитарного состояния почв и грунтов проводится по определенным санитарно-бактериологическим показателям: индекс лактозоположительных кишечных простейших (ЛПКП), фекальные стрептококки (индекс энтерококков), патогенные энтеробактерии (в т.ч. сальмонеллы) [14].
Санитарно-показательное значение отдельных родов бактерий группы кишечных палочек неодинаково. Обнаружение бактерий рода Escherichia в пищевых продуктах, воде, почве, на оборудовании свидетельствует о свежем фекальном загрязнении, а выявление бактерий родов Citrobacter и Enterobacter является показателем более давнего (несколько недель) фекального загрязнения, поэтому они имеют меньшее санитарно-показательное значение по сравнению с бактериями рода Escherichia [15].
В соответствии с положениями «Санитарно-эпидемиологических требований к качеству почвы. СанПиН 2.1.7.1287–03» [16], почвы и грунты населенных мест могут быть разделены на следующие категории по уровню биологического загрязнения: чистые, умеренно опасные, опасные, чрезвычайно опасные (табл. 1).
Таблица 1 - Оценка степени эпидемиологической опасности почвы [16]
Категория загрязнения почв | Индекс лактозоположительных кишечных простейших | Индекс энтерококков | Патогенные бактерии, в т.ч. сальмонеллы |
Чистая | 1–10 | 1–10 | 0 |
Умеренно опасная | 10–100 | 10–100 | 0 |
Опасная | 100–1000 | 100–1000 | 0 |
Чрезвычайно опасная | 1000 и выше | 1000 и выше | 0 |
Целью нашего исследования является количественная оценка индекса лактозоположительных кишечных простейших для почв зон жилой застройки, административной застройки, промышленных сооружений, а также зоны проведения новых коммуникаций в Самарской области.
Среди объектов жилой застройки были выбраны строящиеся многоквартирные жилые дома (23 км Московского шоссе); малоэтажная жилая застройка в границах улиц Льва Толстого, Молодогвардейской, Красноармейской, Галактионовской, Рабочей, Садовой; микрорайон Южный город (4–5 очереди застройки); микрорайон Южный город (6 очередь застройки). К объектам общественного пользования в г. Самаре были отнесены территория строительства Технополиса (территория бывшего радиоцентра № 3), здание автосалона напротив торгового комплекса «Амбар», территория Ледового дворца спорта, торговый центр (ул. Спортивная 1 в), а также территория гипермаркета «Магнит» в г. Тольятти, территория строящегося торгового центра в г. Чапаевске, Ледовый дворец в п.г.т. Сергиевске, территория грузового терминала аэропорта Курумоч. Среди промышленных объектов изучались территории АО ЦСКБ «Прогресс», завода «Авиакор», Куйбышевского нефтеперерабатывающего завода, Сызранского нефтеперерабатывающего завода. Также были обследованы трассы двух линейных объектов: коллектор ливневой канализации, проходящий от территории радиоцентра № 3 до Постникова оврага в г. Самаре и линия электропередач в с. Борское.
На территории каждого выбранного объекта, принимаемой за пробную площадь, отбиралось разное количество точечных почвенных проб в зависимости от ее размера. Почвы для исследований отбирали из верхнего гумусового горизонта (0,0–0,2 м) с помощью совковой лопаты методом конверта [17; 18]. Исследуемые участки в настоящее время находятся в границах соответствующих населенных пунктов, почвенный покров которых изначально соответствовал природным типам почв (черноземы, серые лесные и аллювиальные дерновые насыщенные почвы) [19], но со временем был кардинально изменен в процессе урбанизации и трансформирован в урбаноземы.
Санитарно-бактериологические исследования образцов почвы на присутствие лактозоположительных кишечных простейших выполнялись в аккредитованном лабораторном центре «Центр гигиены и эпидемиологии в Самарской области» с применением общепринятых методик. В ходе исследований определялось количество колониеобразующих единиц (КОЕ) на грамм почвы.
Патогенные микроорганизмы могут попадать в почву с выделениями человека и животных. Одними из причин высокого биологического загрязнения почв в городах и других населенных пунктах являются нарушения в системе плановой очистки территорий от бытового мусора, неудовлетворительное состояние канализационных сетей, наличие стихийных свалок бытового мусора, отсутствие площадок для выгула собак, в качестве которых используются дворовые территории, парки, скверы и детские площадки [20].
Исследованные нами пробные площади отличаются друг от друга по целому ряду признаков, в частности, по механическому составу почвы, типу водного режима, по специфике использования и степени техногенной трансформации, плотности населения и др. Все эти особенности оказывают существенное влияние на характер накопления загрязняющих веществ и развитие патогенной почвенной биоты в почвах изучаемых пробных площадей.
Обобщение и анализ результатов санитарно-микробиологических исследований почв на объектах строительства в Самарской области показали, что в г. Самаре отмечается интенсивное воздействие на окружающую среду, в городах Тольятти и Чапаевске это воздействие менее выражено, участок в сельской местности испытывает минимальное антропогенное воздействие. В ходе исследований было установлено, что количественный показатель бактериологического загрязнения (КОЕ/г) значительно варьирует даже в пределах одной пробной площади и существенно различается по пробным площадям.
В рамках исследования территорий под жилую застройку было заложено 4 пробных площади и проанализировано с каждой из них от 16 до 20 почвенных образцов на количественное содержание лактозоположительных кишечных простейших (табл. 2).
Таблица 2 - Индекс лактозоположительных кишечных простейших для почв изучаемых территорий, КОЕ/г
Исследуемая территория | n | X ± m | Lim (min – max) |
Жилые районы, г. Самара | |||
Самара, 23-й км (п/п 1) | 16 | 189,56± 100,52 | 0–1000 |
Историческая часть города (п/п 2) | 18 | 128,88± 75 | 0–1000 |
Южный город, 4–5 очередь (п/п 3) | 20 | 3,5± 1,09 | 0–10 |
Южный город 6, очередь (п/п 4) | 16 | 7,13± 6,22 | 0–100 |
Общественные и административные здания, Самарская область | |||
Технополис, г. Самара (п/п 5) | 30 | 14,77± ±5,35 | 0–100 |
Автосалон, Юж. шоссе, г. Самара (п/п 6) | 2 | 0,00 | 0 |
Дворец спорта, г. Самара (п/п 7) | 9 | 126,89± ±109,64 | 0–1000 |
ТЦ, ЖД вокзал, г. Самара (п/п 8) | 5 | 10,00 | 10 |
ТЦ «Магнит», г. Тольятти (п/п 9) | 3 | 370± ±316,07 | 10–1000 |
ТЦ, г. Чапаевск (п/п 10) | 2 | 55± ±45 | 10–100 |
Ледовый дворец, п.г.т. Сергиевск (п/п 11) | 3 | 37± ±31,61 | 1–100 |
Грузовой терминал, п.г.т. Курумоч (п/п 12) | 25 | 50,52± ±39,93 | 0–1000 |
Промышленные предприятия, Самарская область | |||
АО «Прогресс» 2013 г. (п/п 13) | 5 | 6,2± ±2,33 | 0–10 |
АО «Прогресс» 2014 г. (п/п 13) | 6 | 183,5± ±164,11 | 0–1000 |
АО «Прогресс» 2015 г. (п/п 13) | 11 | 22,82± ±11,59 | 0–100 |
АО «Авиакор» (п/п 14) | 2 | 505± ±495 | 10–1000 |
КНПЗ 2010 г. (п/п 15) | 1 | 0,9 | 0,9 |
КНПЗ 2011 г. (п/п 15) | 2 | 0,9 | 0,9 |
КНПЗ 2012 г. (п/п 15) | 8 | 0 | 0 |
КНПЗ 2013 г. (п/п 15) | 18 | 0 | 0 |
КНПЗ 2014 г. (п/п 15) | 5 | 1,43± ±1,43 | 0–10 |
СНПЗ 2012 г. (п/п 16) | 24 | 0 | 0 |
СНПЗ 2013 г. (п/п 16) | 6 | 2,13± ±0,84 | 0–10 |
Коммуникации, Самарская область | |||
Коллектор, г. Самара (п/п 17) | 21 | 59,24± ±4,48 | 0–1000 |
Линия электропередачи, с. Борское (п/п 18) | 5 | 0 | 0 |
Минимально загрязнены лактоположительными кишечными простейшими почвы нефтеперерабатывающих предприятий КНПЗ и СНПЗ, что прослеживалось весь период наблюдений. До опасных уровней загрязнены ими почвы заводов «Прогресс» и «Авиакор» с максимальной выраженностью для последнего (табл. 2).
Анализ почв проектируемых коммуникационных объектов в г. Самаре (коллектор) и с. Борское (линия электропередачи) показал следующее. В почвенных пробах из с. Борское вообще не выявлено наличия лактозоположительных кишечных простейших. Среди 21-й почвенной пробы из г. Самары были как абсолютно чистые по данному показателю, так и опасно загрязненные. По среднему показателю эти почвы могут быть отнесены к категории умеренно опасного загрязнения.
Таким образом, степень загрязнения территорий жилищного строительства лактозоположительными кишечными простейшими, как правило, зависит от давности освоения и интенсивности хозяйственной деятельности на них. Однако даже на чистых территориях существуют локальные сильно загрязненные участки, возникновение которых может быть связано с отсутствием организованных мест для выгула домашних животных, ростом численности бездомных животных, несанкционированными свалками бытовых отходов, недостаточным количеством общественных туалетов. До опасных уровней загрязнены лактозоположительными кишечными простейшими почвы заводов «Прогресс» и «Авиакор» с максимальной выраженностью для последнего. Почвы нефтеперерабатывающих предприятий являются чистыми по отношению к данному санитарно-гигиеническому показателю.
Об авторах
Ксения Юрьевна Воробьева
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Email: kseniya-vorobeva-1990@mail.ru
аспирант-экстерн кафедры экологии, ботаники и охраны природы
РоссияНаталья Владимировна Прохорова
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Автор, ответственный за переписку.
Email: natali.prokhorova.55@mail.ru
доктор биологических наук, профессор кафедры экологии, ботаники и охраны природы
РоссияСписок литературы
- Экология и экономика природопользования: учебник для вузов / под ред. Э.В. Гирусова. М.: Закон и право ЮНИТИ, 1998. 455 с.
- Урсул А.Д., Урсул Т.А., Иванов А.В., Машков А.Н. Экология, безопасность, устойчивое развитие. М.: Университетская книга, 2012. 320 с.
- Международный деловой портал «Инвестиции. Инновации. Бизнес» [Электронный ресурс] // http:// spb-venchur.ru/regions/78.
- Горелов М.С., Матвеев В.И., Устинова А.А. Природа Куйбышевской области. Куйбышев: Кн. изд-во, 1990. 464 с.
- Государственный доклад о состоянии окружающей среды и природных ресурсов в Самарской области за 2014 год. Самара: Изд-во СНТ, 2015. Вып. 25. 397 с.
- О санитарно-эпидемиологической обстановке в Самарской области в 2011 году: доклад / под ред. Н.М. Сергеевой. Самара, 2012. 214 с.
- Русаков Н.В. Роль почвы и отходов в заболеваемости населения // Окружающая среда и здоровье: матер. всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов. Суздаль, 2005. С. 16-23.
- Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест: Методические указания МУ 2.1.7.730-99. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России. 1999. 38 с.
- Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв: учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 2005. 445 с.
- Игай Е.Л. Гигиена и экология человека: учебно-методическое пособие. Минусинск, 2014. 360 с.
- Оценка экологического состояния почвы: практ. руководство / под ред. А.Г. Муравьева. СПб.: Крисмас+, 2015. 208 с.
- Муравьев А.Г. Оценка экологического состояния природно-антропогенного комплекса. СПб.: Крисмас+, 2000. 39 с.
- Кондакова Г.В. Санитарная микробиология: учебно-методическое пособие. Ярославль: Изд-во ЯрГУ, 2005. 84 с.
- Инструкция по проведению инженерно-экологических изысканий для подготовки проектной документации строительства, реконструкции объектов в г. Москве. М.: Москомархитектура, 2008. 24 с.
- Корнелаева Р.П., Степаненко П.П., Павлова Е.В. Санитарная микробиология сырья и продуктов животного происхождения. М.: Полиграфсервис, 2006. 406 с.
- СанПиН 2.1.7.1287-03 Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. 23 с.
- ГОСТ 17.4.4.02-84 Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. М.: Стандартинформ, 2008. 8 с.
- ГОСТ 17.4.3.01-83 Охрана природы (ССОП). Почвы. Общие требования к отбору проб. М.: ИПК Издательство Стандартов, 2004. 4 с.
- Почвенная карта Куйбышевской области. М. 1:300000. М.: ГУГК, 1988.
- Колодина Л.Н., Белых Е.Н. Микробиологическое загрязнение почв города Москвы // Эл. научный журнал «Исследовано в России». 2007. С. 21-35.
Дополнительные файлы
