Глава 19 САНИТАРНО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЧВЫ
Почва является важнейшей средой обитания микроорганизмов, вместе с растениями и животными они составляют сложные и многообразные биоценозы, состав которых и функциональная активность зависят в основном от типа и структуры почвы, состава минеральных и органических веществ, климатических условий и сезонности, физико-химического состояния, интенсивности инсоляции. Существенное влияние на микробиоценоз почвы оказывает антропотехногенное воздействие: вспашка, мелиорация, внесение удобрений и ядохимикатов, свалки бытовых и промышленных отходов. Почва как фактор окружающей среды может служить источником вторичного загрязнения подземных и поверхностных вод, атмосферного воздуха и сельскохозяйственной продукции. Состав микрофлоры меняется в зависимости от глубины почвы. В поверхностном слое почвы (0–10 см), как правило, количество микроорганизмов незначительно; это связано с губительным действием прямого солнечного света и низкой влажности почвы. Максимальное количество микроорганизмов обнаруживается на глубине 10–30 см. На глубине 1 м выявляются единичные клетки бактерий. Наиболее богата микроорганизмами культурная возделываемая почва (до 5 млрд клеток в 1 г почвы), наименее – почва, бедная влагой и органическими веществами (200 млн клеток в 1 г).
Оценить микробный пейзаж почвы и степень ее опасности для здоровья населения, активность протекающих процессов самоочищения можно при ведении мониторинга за балансом постоянных обитателей и состоянием микроорганизмов, попадающих в почву с выделениями человека и животных, для которых почва служит местом кратковременного (кишечная палочка – до 8 мес, брюшнотифозные палочки – от нескольких дней до 3 мес, шигеллы – от 14 до 100 дней) или длительного пребывания (спорообразующие бактерии – сибиреязвенная палочка, возбудитель столбняка и газовой гангрены – годами и десятилетиями).
Необходимо отметить, что с увеличением химической нагрузки на почву нарушается баланс микроорганизмов, увеличивается количество положительных находок патогенных бактерий и геогельминтов, которые являются более устойчивыми, чем представители почвенных бактерий, в связи с чем возрастает эпидемическая опасность почвы для человека и животных.
Санитарно-гигиенический надзор за состоянием почвы предусматривает определение и прогноз степени их опасности для здоровья людей в населенных пунктах, а также разработку мероприятий по их рекультивации, профилактике инфекционной и неинфекционной заболеваемости, схем районной планировки и охраны водосборных территорий. Результаты надзора учитывают при решении очередности оздоровительных мероприятий в рамках комплексных природоохранных программ, оценке эффективности реабилитационных и санитарно-экологических мероприятий и текущего санитарного контроля за объектами, прямо или косвенно воздействующими на окружающую среду населенного пункта.
Группа почвенных микроорганизмов (спорообразующие бактерии, актиномицеты, грибы, нитрифицирующие бактерии и др.) принимает участие в круговороте азота, серы и фосфора, а также в процессах самоочищения почвы.
Оценка санитарного состояния почвы проводится по результатам анализов почв на объектах повышенного риска (детские сады, игровые площадки, зоны санитарной охраны и т.п.) и в санитарно-защитных зонах по следующим индикаторным показателям:
– косвенным показателям, характеризующим интенсивность биологической нагрузки на почву. Это санитарно-показа-тельные микроорганизмы бактерий группы кишечной палочки (БГКП) – общие колиформные бактерии (ОКБ) и фекальные энтерококки (индекс энтерококков). В крупных городах с высокой плотностью населения биологическая нагрузка на почву очень велика и как следствие высоки индексы санитарно-показательных микроорганизмов, что наряду с санитарно-химическими показателями (динамика аммиака и нитратов, санитарное число) свидетельствует о неблагополучии и создании повышенного риска инфицирования. На свежее фекальное загрязнение почвы указывает наличие высокого индекса БГКП при низких титрах нитрификаторов, термофилов, а также относительно высокое содержание вегетативных форм С.perfringens. Обнаружение энтерококков всегда свидетельствует о свежем фекальном загрязнении, каковы бы ни были другие показатели;
– прямым санитарно-бактериологическим показателям эпидемической опасности почвы – обнаружением возбудителей кишечных инфекций (возбудители кишечных инфекций, патогенные энтеробактерии, энтеровирусы).
Оценка эпидемической опасности почв населенных пунктов (табл. 19.1). При отсутствии возможности прямого определения в почвах энтеробактерии и энтеровирусов оценка безопасности может быть проведена ориентировочно по индикаторным микроорганизмам.
Почву оценивают как чистую без ограничений по санитарно-бактериологическим показателям при отсутствии патогенных бактерий и индексе санитарно-показательных микроорганизмов до 10 клеток на 1 г почвы. При загрязнении почвы сальмонеллами индекс санитарно-показательных организмов БГКП и эктерококков достигает 10 клеток на 1 г почвы и более. Концентрация колифага в почве на уровне 10 БОЕ/г и более также свидетельствует о загрязнении почвы.
Показатели биологической активности почвы. Исследования биологической активности почвы проводятся при необходимости углубленной оценки ее санитарного состояния и способности к самоочищению.
Основными интегральными показателями биологической активности почвы являются: общая микробная численность (ОМЧ), численность основных групп почвенных микроорганизмов (почвенных сапрофитных бактерий, актиномицетов, почвенных микромицетов), показатели интенсивности трансформации соединений углерода и азота в почве («дыхание» почвы, санитарное число, динамика азота аммиака и нитратов в почве, азотфиксация, аммонификация, нитрификация и де-нитрификация), динамика кислотности и окислительно-восстановительного потенциала в почве, активность ферментативных систем и другие показатели.
Перечень показателей определяется целью исследования. На первом этапе исследований целесообразно использование наиболее простых и быстро определяемых информативных интегральных показателей: «дыхание» почвы, общая микробная численность, окислительно-восстановительный потенциал и кислотность почв, динамика азота аммиака и нитратов. Дальнейшее углубленное исследование проводится в соответствии с полученными результатами и общими задачами исследования.
Так, почву можно считать «незагрязненной» по показателям биологической активности при изменении микробиологических показателей не более 50 % и биохимических – не более 25% по сравнению с такими же показателями для контрольных, принятых в качестве чистых, незагрязненных почв.
Отбор проб для бактериологического анализа проводится не реже 1 раза в год в местах возможного нахождения людей, животных, в местах загрязнения органическими отходами. При изучении динамики самоочищения почвы отбор проб осуществляют в течение первого месяца еженедельно, а затем ежемесячно в течение вегетационного периода до завершения активной фазы самоочищения.
При выборе объектов в первую очередь обследуют почвы территорий повышенного риска воздействия на здоровье населения (детские дошкольные, школьные и лечебные учреждения, селитебные территории, зоны санитарной охраны водоемов, питьевого водоснабжения, земли, занятые под сельхозкультуры, рекреационные зоны и т.д.). На данных объектах отбор проб проводится 2 раза в год, размер пробной площадки – не более 5×5 м. На территории детских учреждений и игровых площадок пробы отбирают отдельно из песочниц и с общей территории с глубины 0–10 см.
Из каждой песочницы или с игровой территории отбирается одна объединенная проба, составленная из 5 точечных проб. Допускается отбор изо всех песочниц или со всех игровых территорий каждой возрастной группы одной объединенной пробы, составленной из 8–10 точечных проб загрязнения почв.
Санитарно-бактериологический контроль почв населенных пунктов проводится с учетом функциональных зон города. Места отбора проб предварительно отмечаются на картосхеме, отражающей структуру городского ландшафта. Пробная площадка (часть исследуемой территории, характеризующаяся сходными условиями, рельефом, однородностью структуры почвы и растительного покрова, характером хозяйственного использования) должна располагаться на типичном для изучаемой территории месте. При неоднородности рельефа площадки выбирают по элементам рельефа. На территорию, подлежащую контролю, составляют описание с указанием адреса, точки отбора, общего рельефа микрорайона, расположения мест отбора и источников загрязнения, растительного покрова, характера землепользования, уровня грунтовых вод, типа почвы и других данных, необходимых для правильной оценки и трактовки результатов анализов образцов.
При контроле за загрязнением почв промышленными источниками площадки для отбора проб располагают на площади трехкратной величины санитарно-защитной зоны вдоль векторов розы ветров на расстоянии 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 5000 м и более от источника загрязнения (ГОСТ 17.4.4.02-84).
При изучении загрязнения почв в районе транспортных магистралей пробные площадки закладывают на придорожных полосах с учетом рельефа местности, растительного покрова, метео- и гидрологических условий. Пробы почвы отбирают с узких полос длиной 200–500 м на расстоянии 0–10, 10–50, 50–100 м от полотна дороги. Одна смешанная проба составляется из 20–25 точечных, отобранных с глубины 0–10 см.
При оценке сельскохозяйственных территорий пробы почвы отбирают 2 раза в год (весна, осень) с глубины 0–25 см. На каждые 0–15 га закладывается не менее одной площадки размером 100–200 м2 в зависимости от рельефа местности и условий землепользования. Для взятия проб применяют бур Некрасова (рис. 19.1).
На территории крупных городов с многочисленными источниками загрязнения проводят геохимическое картирование по сети апробирования. Для выявления очагов загрязнения рекомендуемая плотность отбора 1–5 проб на 1 км 2 с расстоянием между точками отбора 400–1000 м. Для дальнейшего выделения территории с максимальной степенью загрязнения сеть апробирования сгущается до 25–30 проб на 1 км 2 с расстоянием между точками отбора около 200 м. Пробы отбирают с глубины 0–5 см.
Точечные пробы отбирают в соответствии с ГОСТом 17.4.4.02-84, с соблюдением стерильности для санитарно-микробиологических исследований методом конвертов. Объединенную пробу составляют из равных по объему точечных проб (не менее 5), отобранных на одной площадке. Объединенные пробы упаковывают в чистые полиэтиленовые пакеты, закрывают, маркируют, регистрируют в журнале отбора проб и пронумеровывают. На каждую пробу составляют сопроводительный талон, вместе с которым пробу вкладывают во второй внешний пакет, что обеспечивает целостность и безопасность их транспортирования. Время от отбора проб до начала их исследований не должно превышать 1 сут. В лаборатории пробу освобождают от посторонних примесей, доводят до воздушно-сухого состояния, тщательно перемешивают и делят на части для проведения анализа. Отдельно оставляют контрольную часть от каждой анализируемой пробы (около 200 г) и хранят в холодильнике 2 нед на случай арбитража.
Подготовка и обработка почвы для анализа. Для приготовления среднего образца объемом 0,5 кг почву всех образцов одного участка высыпают на стерильный плотный лист бумаги, перемешивают и распределяют в форме квадрата, диагоналями почву делят на 4 треугольника, почву из двух противоположных треугольников отбрасывают, а оставшуюся вновь перемешивают и далее повторяется приведенная выше процедура до тех пор, пока не останется 0,5 кг почвы. Перед посевом почву просеивают через сито диаметром 3 мм.
Образец почвы тщательно перемешивают и из него отбирают навески, величины которых выбирают исходя из предполагаемой степени загрязнения почвы и планируемых определений. Для учета почвенных микроорганизмов достаточно навески от 1 до 10 г. Первое разведение навески почвы (1:10) делают в стерильной посуде (например, 1 г почвенной суспензии разводят в 10 мл стерильной водопроводной воды, 10 г почвы – в 100 мл воды и т.д.). После приготовления разведений применяют соответствующую предварительную обработку почвы с целью извлечения клеток микроорганизмов из почвенных агрегатов, что достигается разрушением последних и десорбцией микроорганизмов с поверхности почвенных частиц при помощи:
- 10-минутного вертикального встряхивания почвенной суспензии первого разведения в пробирках с резиновыми пробками;
- 3-минутной обработки почвенной суспензии первого разведения на мешалке механического диспергатора (размельчитель тканей марки РТ-2) – при навеске почвы более 1 г.
Почву разводят до 0,0001–0,00001 г/мл (10 -4 –10 -5 ). Приготовленные разведения используются для посева на различные питательные среды, а также для учета численности микроорганизмов методом прямой микроскопии.
Источник
Контроль микробиологического загрязнения почвы детских садов проводят
Цели санитарно-микробиологического исследования почвы следующие.
• Санитарная оценка почвы населённых пунктов и новых участков дли заселения, размещения санаториев, детских лагерей, дошкольных детских учреждений, водохранилищ и т.д.
• Решение вопросов водоснабжения, канализации и очистки населённых пунктов.
• Санитарная оценка почвы, загрязнённой химическими веществами.
• Контроль процессов самоочищения почвы, подвергшейся биологическому загрязнению.
• Эпидемиологическое обследование почвы для выяснения путей её заражения. Проводят индикацию и идентификацию патогенных микроорганизмов, в распространении которых почва играет значительную роль — сальмонелл, шигелл, патогенных клостридий и палочек сибирской язвы. Исследование также включает проведение санитарно-вирусологического исследования почвы.
Санитарно-микробиологическое исследование почвы в зависимости от целей исследования предполагает краткий и полный анализ. Отбор проб производят с квадратного участка (не менее 5×5 м). Образцы забирают с глубины 20-30 см из каждого угла и центра квадрата. Объём образцов 1 кг. Краткий санитарно-микробиологический анализ предусматривает определение ОМЧ, титров БГКП, энтерококков, Clostridium perfringens, термофильных бактерий, нитрифицирующих бактерий. Полученные показатели указывают на наличие и степень фекального загрязнения. По ним можно определить также и состояние процессов самоочищения почвы от патогенных энтеробактерий и органического загрязнения. Краткий анализ почвы осуществляют при проведении текущего санитарного надзора за состоянием почвы. Полный санитарно-микробиологический анализ включает определение всех показателей краткого анализа, а также общей численности сапрофитов; ОМЧ и процентного содержания споровых микроорганизмов; аэробных бактерий, разрушающих клетчатку; бактерий-ам-монификаторов. Кроме того, исследуют токсичность почв для микроорганизмов. Полный анализ проводят при осуществлении предупредительного санитарного надзора, первичном обследовании при выборе территории для размещения отдельных объектов и др. Периодичность контроля. Для контроля загрязнения почвы детских садов, ЛПУ, зон отдыха отбор проб проводят не менее двух раз в год — весной и осенью. На других контролируемых объектах анализ почвы проводят с периодичностью, регламентированной нормативами, но не реже одного раза в год. При изучении динамики самоочищения почвы на загрязнённых территориях пробы берут в течение первого месяца после предшествующего загрязнения — еженедельно, в последующие месяцы — один раз в месяц в течение вегетационного периода до завершения активной фазы самоочищения.
Источник