Человек создает для себя искусственные условия обитания. Он делает все, чтобы ему было удобно и комфортно жить, передвигаться, общаться и т. д. Незаметно для себя человек сам превращается в искусственный объект. Меняется не только наше мировоззрение, но и наши физиологические процессы. Возможно, уже совсем скоро мы не сможем находиться в естественных природных условиях, бывать в лесу - от переизбытка кислорода нам станет плохо. Изменяя природу в своих эгоистических целях, человек меняет и состав ее обитателей, речь идет не только о популяции диких животных и угрозе их исчезновения с лица Земли, но и невидимых человеческому глазу, казалось бы, никому не нужных микроорганизмах.
И ЕСЛИ сегодня мы еще не очищаем воздух, которым дышим, то это временно. Сейчас вряд ли кто-то рискнет выпить неотфильтрованную воду. А ведь в этих загрязненных нами реках и озерах живут свои обитатели, им также приходится приспосабливаться к новым условиям, об их бедствиях мы можем догадаться по невероятным историям о рыбах-мутантах. Но помимо существ, которых мы видим, есть еще и те, которых невозможно разглядеть невооруженным глазом, - это различные микроорганизмы, которые играют не последнюю роль в природе. Появлению новых видов способствует сам человек. Изобретая новые чистящие средства, мы убиваем не все бактерии. Остаются те, которые со временем приспосабливаются к отраве: появляется новая разновидность.
Основная экологическая роль микроорганизмов - разложение органических соединений, они должны справляться с кишечно-патогенной микрофлорой, которую производит человек или животное. Даже незначительное загрязнение природы токсичными веществами провоцирует рост нежелательной микрофлоры в почве, на растениях и в воде. Для биосферы нет разницы, где были выброшены токсичные отходы, благодаря круговороту веществ в природе они вскоре распространятся по всей планете. Сжигая что-то, мы выбрасываем в атмосферу огромное количество вредных веществ, которые очень быстро разносятся ветром. Для того чтобы понять, как микроорганизмы справляются со своей функцией очистителей, как выживают в этой экологически бедственной ситуации, нужен научный анализ. Именно этим и занимаются в Институте почвоведения и агрохимии СО РАН г. Новосибирска. Ученые, наблюдая за видоизменениями микроорганизмов, увидели, что многие из них, пытаясь выжить, переходят в разряд условно-патогенных, а затем патогенных (опасных для человека). Они меняются как внешне, так и внутренне (биохимический состав). Это грозит появлением агрессивных, приспособленных к новым условиям форм, а значит, биологической угрозой.
Воздух, вода, строительная и домашняя пыль, плохие санитарные условия - все это способствует распространению бактерий и грибов. Микроорганизмы прекрасно размножаются в мусоре, там для них есть пища - целая масса органических остатков. Благодаря тому, что наши свалки в отличие от зарубежных открыты, мусор вместе с живущими на нем микробами быстро распространяется ветром на многие километры вокруг. А ведь некоторые микроорганизмы способны накапливать тяжелые металлы и становиться источником их распространения. Тогда из полезных бактерий они превращаются во враждебные организмы, выделяя токсические вещества, тем самым загрязняя окружающую среду, помогают им в этом "благородном" деле выбросы от промышленных предприятий и автотранспорта.
За последние лет десять люди стали питаться более разнообразно. Раньше питание в основном состояло из углеводов (картофель, крупа, хлебобулочные изделия). Сейчас появилось огромное количество новых продуктов питания, в основном завезенных из других стран. Это необязательно непривычная для нас еда, просто другие технологии продления сроков хранения. Например, в нашей стране не применяются для цитрусовых плодов консерванты, труднорастворимые в воде. Это циклические соединения - дифенилы, которыми обрабатываются фрукты путем погружения в раствор либо пропитыванием оберточной бумаги. Реализация импортируемых цитрусовых плодов с использованием данного консерванта разрешена, несмотря на то что консервант обладает токсичностью и не полностью выводится из организма человека. Или другой пример - в России запрещено использование в качестве пищевой добавки химических консервантов антимикробного действия с запахом фруктов, поскольку некоторые из них способны образовывать канцерогенные соединения, которые проникают через плаценту в материнский организм. В зарубежных странах для защиты напитков от дрожжей, молочнокислых бактерий и в меньшей степени - плесеней, для консервирования напитков используется подобный консервант. В свою очередь, сохранность популярных картофельных продуктов - жареных, замороженных, сушеных, чипсов - достигается с помощью специально разработанных стабилизационных систем, уменьшающих потерю воды, предотвращающих потемнение во время обработки, слеживание, потемнение и помутнение, обеспечивающих сохранение формы, способность переносить режимы транспортировки и т. д. Такие системы состоят из комплекса компонентов: эмульгатора, стабилизатора, загустителя, химических консервантов. Когда эти компоненты попадают в наши природные условия, то активность микроорганизмов снижается, поскольку ко многим из них они не адаптированы. В советское время продукты питания, особенно молочные, ограниченно выпускались в пластиковых пакетах. Сейчас мы столкнулись с огромным разнообразием искусственной упаковки, которая утилизируется медленно из-за сложной химической структуры и слабой способности местных микроорганизмов.
Живая земля
ПОЧВА - это не просто поверхность, предназначенная для передвижения, и построения на ней зданий, в которых мы живем, это еще и живой организм. Именно из земли появляются растения, благодаря которым мы дышим и которыми питаемся. Потребительское отношение человека к почве приводит к тому, что нарушается сформированный за тысячелетия баланс между микробами, бактериями и другими микроорганизмами, живущими в земле. В результате возникают потенциально опасные для человека бактерии, способствующие развитию заболеваний, например гангрены. Многочисленные "любители природы", прогуливаясь в лесопарках, стирают верхний слой почвы, повреждая ее. В пораненной почве быстро копятся токсиканты, плодятся грибы и микрофлора, характерные для городов. Кстати, именно вытаптывание наиболее негативно сказывается на почвенных животных (разных жучках, которые там обитают), нежели загрязнение ее тяжелыми металлами. Потому что из-за уплотнения почвы к различным насекомым, живущим в ней, поступает меньше пищи и кислорода. Противостоять такому насилию над собой почва не в состоянии и в итоге "умирает" - превращается в горную породу, на которой она и формировалась. Исследования, проведенные в Прибайкальском национальном парке, показали, что за две недели дети, проживающие в лагерях отдыха по соседству, скальпировали, то есть снесли своими подошвами, 10 см верхнего слоя почвы. А наблюдения ученых в тех местах, где идет постоянное вытаптывание, показали, что толща плодородного слоя почвы сократилась в 5-7 раз. От полуметра плодородного слоя земли осталось всего 3 см. Почва формировалась тысячелетиями, а буквально за один век ее практически вытоптали, и с каждым годом плодородных почв становится все меньше. Многие полезные микроорганизмы лишаются дома, и их разнообразие резко сокращается.
Особенности городов
ПОМИМО проблемы скальпирования почв в городах появляется множество других. Для строительства новых зданий вырываются котлованы, землю поднимают с глубины 10-15 метров, она перемешивается, и на поверхности оказываются большие куски камней, которые довольно токсичны и со временем выделяют в атмосферу вредные вещества. Другая проблема мегаполисов - нет открытых пространств земли, все "закатывается" в асфальт, то есть живая почва отрезается от внешнего мира, а микроорганизмы в ней гибнут. Не все помнят, но асфальтовое покрытие имеет свой срок годности - 20 лет, потом оно начинает разрушаться, пыль попадает в воздух, а затем и в наши легкие. А летом под влиянием солнечных лучей асфальт плавится и выделяет токсические вещества, которые мы также вдыхаем.
В атмосфере города круглый год наблюдается высокое содержание микроорганизмов, а также оксидов азота, серы и многих тяжелых металлов. Воздух города очищается при выпадении осадков, особенно снега. Снежные хлопья забирают из атмосферы значительное количество загрязняющих веществ, в том числе кислообразующих газов, аэрозолей и микроорганизмов. В период снеготаяния за несколько дней (7-10) часть этих веществ вместе с микроорганизмами поступает в почву, подкисляя ее, способствуя выщелачиванию многих химических элементов. Жидкие атмосферные осадки смывают зольные элементы с листьев, следовательно, в почву поступает уже не чистая дождевая вода, а некий солевой раствор, содержащий элементы питания не только для растений, но и микроорганизмов. Осенью листья растений и трава на газонах города отмирают и опускаются на поверхность почвы. В кроне деревьев и листьях сеяных трав на газонах к осени сохраняется некоторая часть растворимых оксидов металлов и микроорганизмов. Под влиянием осенних дождей и микроорганизмов при положительной температуре опад начинает разлагаться и в почву поступают легкорастворимые органические и минеральные вещества. Из-за того, что почва постоянно подщелачивается, она с трудом освобождается от попадающей в нее заразы. В городских условиях, где большая часть местности покрыта асфальтом, талые и ливневые воды почти полностью стекают в гидрографическую сеть (сточные люки).
"Весной в снежном покрове накапливается большое количество микроорганизмов, которые с талыми водами попадают в реки и городские водотоки, - рассказывает Валентина Сергеевна АРТАМОНОВА, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Института почвоведения и агрохимии СО РАН г. Новосибирска. - Поскольку эти воды мы используем в своих хозяйственно-бытовых целях, то бактерии могут попасть в организм человека или домашних животных. Такое "вторжение" может привести к различным кожным заболеваниям, аллергиям, токсикозам. Чтобы уберечься от этой напасти, достаточно соблюдать элементарные правила гигиены: мыть руки перед едой, а также овощи и фрукты, не есть сомнительные, непроверенные продукты и не пить грязную, неочищенную воду".
В результате поверхностного стока талых и ливневых вод на склоновых землях формируются эрозированные почвы. Эрозия почв - процессы разрушения и перемещения почвы под действием ветра или воды. Ущерб от всех видов эрозии велик: теряется наиболее продуктивная, то есть плодородная часть почвы. Сельскохозяйственное использование почв, особенно их орошение слабоминерализованной водой из местных озер и речек, способно изменить ее естественный химический состав. Вода в городских стоках Новосибирска настолько грязная, что даже листья в ней почти не гниют. Такую воду в эксперименте биологам удалось частично облагородить, поместив на месяц ряску, отчего качество воды существенно улучшилось, патогенные микробы в большинстве случаев погибли.
Города находятся на различных природных территориях с избытком или недостатком тех или иных химических элементов, этот природный дисбаланс усугубляется деятельностью человека. Избыток свинца в окружающей среде приводит к недостатку цинка, как результат - те или иные отклонения в здоровье у людей. Но благодаря способности почвы и самих растений самоочищаться от тяжелых металлов к людям на стол попадают относительно безопасные продукты. Например, в питьевой воде Новосибирска концентрация йода и фтора недостаточна для того, чтобы обеспечить человека этими элементами. На юге Западной Сибири встречаются территории, где в воде и растениях содержится малое, не отвечающее потребностям живых организмов количество фтора и йода, а также повышенное содержание бора. Чтобы ограничить поступление тяжелых металлов в атмосферу, нужно снизить способность почв их выделять и отдавать поверхностным водам.
Избыток того или иного металла в организме человека приводит к нарушению обмена веществ, к отравлениям, хроническим воспалительным заболеваниям легких, неврологическим расстройствам, злокачественным образованиям, аллергозам и др. За летние месяцы в организм может проникнуть около 130 мг свинца, а за зимние - около 200 мг. А содержание свинца в организме взрослого человека в норме - 130 мг. Насколько это опасно для здоровья, сказать трудно, так как неизвестно, сколько металла задержится в организме, поскольку часть его выдыхается обратно в окружающую среду, часть выводится через выделительную систему.
В лаборатории института имеется довольно большой банк данных по уровню и характеру загрязнения, в том числе и биологическому. Здесь исследуют то, как изменилось состояние почв, воды и воздуха, и дают небольшие прогнозы.
Опасная пыль
ПОЧВЕННЫЙ покров крупных промышленных городов находится под воздействием газопылевых выбросов промышленных комплексов, ТЭЦ, автотранспорта и др. Городские почвы отличаются от природных тем, что в них идет накопление вредных отложений. Между поверхностным слоем почвы и приземным слоем атмосферного воздуха (20-30 см) существуют непрерывные процессы (осаждение - распыление), результат которых определяет содержание вредных химических веществ. В почве содержится много мелкодисперсных частиц (мелкая и средняя пыль), которые представляют угрозу для здоровья людей, так как, проникая в человеческий организм, оседают в бронхах и на альвеолах легких. Микробное население приземного слоя воздуха отражает его качество. В тихую погоду в нем микроорганизмов гораздо больше, чем в ветреную. В местах большого скопления населения увеличивается их количество, и некоторые переходят в ранг опасных. Многие микроорганизмы - космополиты, и им нетрудно приспособиться к экологии города. При этом прежде всего страдают дети и домашние животные, так как они вдыхают воздух на уровне 1 метра над поверхностью земли, а официальные замеры производятся на уровне 2 метров. На Западе разработаны специальные нормативы и для детей, а у нас их нет. Получается, что уровень загрязнения определяется как "в норме", а основная пыль находится ниже и до взрослого человека ее доходит меньше.
Александр Иванович СЫСО, кандидат биологических наук, зав. лабораторией биогеохимии почв: "Раньше считалось, что с продуктами питания в организм человека поступает 90%, с водой - 9%, а с воздухом - только 1% тяжелых металлов. Но наши последние исследования показали, что пыль, которую человек вдыхает, содержит в 2-3 раза больше тяжелых металлов, чем почва. В городском воздухе над землей постоянно висит "бактериальная пыль", и чем ее больше, тем более загрязнена атмосфера. Несмотря на то что многие заводы закрыли, а на другие поставили очистные сооружения, воздух чище не стал. Дело в том, что за последние 50 лет почву загрязнили до предела, да так, что иного решения, кроме как заменить верхний слой почвы новым, не видится. Но где взять столько чистой земли? Да и снимая плодородный слой в одном месте, мы оголяем почву - она оказывается незащищенной, то есть фактически уничтожаем ее. Пожалуй, единственный выход - это озеленение".
Норма зеленой площади (парки, скверы и т. д.) на человека в городе составляет 22-24 м2. Но ее не соблюдают. К тому же, вместо того чтобы высаживать в городах новые деревья, старые вырубают и заменяют на стенды с рекламой. Между тем поток автотранспорта с каждым годом только увеличивается, поэтому даже вазоны с хвойными или лиственными деревьями могут лишь немного улучшить экологическую ситуацию. Растительность в городе существенно очищает атмосферу от тяжелых металлов, особенно хорошо справляется с этой функцией всеми нелюбимый тополиный пух, который освобождает воздух от пыли. Исследования в Новосибирске показали, что листья тополя в 10 раз быстрее и интенсивнее очищаются от микроорганизмов, чем лип, кленов и берез. Что интересно: тополя - растения двуполые, и, вырубая женские особи, оставшиеся мужские теряют свой пол и приобретают признаки женского, то есть способны распространять пух. Было бы неплохо посадить больше цветов и разбить клумбы в городах, так как они не только украшают местность, но и влияют на эмоциональное самочувствие человека: у него улучшается настроение, он отвлекается от повседневных забот, что немаловажно в наше время, когда люди практически постоянно находятся в стрессовых ситуациях.
Воздух, вода, строительная и домашняя пыль, плохие санитарные условия - все это способствует распространению бактерий и грибов. Микроорганизмы прекрасно размножаются в мусоре, там для них есть пища - целая масса органических остатков.
Потребительское отношение человека к почве приводит к тому, что нарушается сформированный за тысячелетия баланс между микробами, бактериями и другими микроорганизмами, живущими в земле. В результате возникают потенциально опасные для человека бактерии, способствующие развитию заболеваний, например гангрены.
Избыток того или иного металла в организме человека приводит к нарушению обмена веществ, к отравлениям, хроническим воспалительным заболеваниям легких, неврологическим расстройствам, злокачественным образованиям, аллергозам и др. За летние месяцы в организм может проникнуть около 130 мг свинца, а за зимние - около 200 мг. А содержание свинца в организме взрослого человека в норме - 130 мг.
На чем стоит элитный дом