Топырақтың табиғи химиялық құрамының гигиеналық маңызы
Топырақтың химиялық құрамы алуан түрлі, оған, жоғарыда көрсетілгендей, минералды және органикалық қосылыстар түріндегі барлық дерлік белгілі химиялық элементтер кіреді. Судағы, өсімдіктердегі және азық-түлік өнімдеріндегі белгілі бір минералды элементтердің құрамы, демек, адам ағзасының олармен қамтамасыз етілуі топырақтың химиялық құрамына байланысты. Сумен және мал шаруашылығы мен топырақта өсірілген егін шаруашылығы өнімдерімен бірге адам ағзасына күкірт, көміртек, азот, фосфор, кальций, натрий, калий, хлор, т.б. сияқты биогенді макроэлементтер, эссенциалды, салыстырмалы эссенциалды және уытты микроэлементтер, сол сияқты ультрамикроэлементтер түседі. Эссенциалды микроэлементтер ағзаның тіршілігі үшін өте қажет, оларға темір, йод, мыс, хром, кобальт, молибден, марганец, мырыш, селен жатады. Салыстырмалы эссенциалды микроэлементтердің адам мен жоғары сатыдағы жануарлар үшін маңызы мен олардың басқа микроэлементтермен толық алмастырылмайтындығы әлі де толық анықталмаған мәселе. Бұл топқа фтор, никель, ванадий, мышьяк, кремний, литий, бор, бром кіреді. Улы әсері бар топырақ микроэлементтерінің үлкен бір тобын: алюминий, кадмий, қорғасын, сынап, берилий, барий, висмут, таллий және т.б. құрайды. Ультрамикроэлементтердің (индий, теллур, ниобий, алтын және тағы басқалары) биологиялық әсері толық зерттелмеген, олар да ағзаның тіршілігі үшін қажетті элементтер болуы мүмкін.
Макроэлементтер ағза массасының 99% құрайды және ағзада 0,01%-дан артық мөлшерде кездеседі. Микроэлементтердің құрамы 0,001-0,00001% аралығында, ультрамикроэлементтер – 0,00001%-дан аз болады. Ағзадағы эссенциалды микроэлементтердің ролі зор. Олар, көмірсулар, белоктар және нуклеин қышқылдарының синтезделуі мен ыдырау реакцияларын қоса алғанда, тотығу-тотықсыздану реакцияларының реттелуі, жасушалық тыныс алу, т.б. түрлі зат алмасу үрдістеріне қатысатын көптеген ферменттер, гормондар мен дәрумендердің құрамына кіреді (VIII-тарау, «Минералды заттар»). Оның үстіне, олардың қолайлы әсері белгілі мөлшерлері аралығында ғана байқалады, ал артық және жеткіліксіз мөлшерде болса, керісінше, зиянды әсер етеді. Уытты микроэлементтердің әсері белгілі бір табалдырықтық дозадан асқан кезде байқалады, төмен деңгейілері биологиялық әсер етпейді.
Әр түрлі аймақтардағы топырақтың химиялық құрамы бірдей болмайды, өйткені, бұл көрсеткіштер сол аудандардағы геологиялық және топырақ түзілу үрдістерінің ерекшеліктеріне байланысты қалыптасады. Осыған байланысты, кейбір аудандарда микроэлементтердің белгілі бір түрлері артық мөлшерде болса, ал екіншілерінде керісінше, олардың жетіспеушілігі байқалады. Осындай табиғи биогеохимиялық провинциялардың (IV және VIII тараулар) тұрғындарында топырақта және осыған байланысты қоршаған ортаның басқа да нысандыранда микроэлементтердің жетіспеушілігі немесе артық мөлшерде болуына байланысты туындайтын түрлі эндемиялық аурулар байқалады. Аномалиялық биогеохимиялық провинциялар туралы ілімнің негізін салушы академик А.П.Виноградов болды. Организмдердің химиялық құрамы мен жер қыртысының химиялық құрамы арасындағы тығыз байланысты дәлелдеген В.И.Вернадскийдің еңбектерін негізге ала отырып, ол жер шарының әр түрлі аудандарында химиялық элементтердің біркелкі таралмағандығын және сол территориядағы тұрғындарда спецификалық патологияның дамуында биогеохимиялық провинциялардың элементтік құрамының маңыздылығын анықтады.
Адам ағзасына микроэлементтердің артық мөлшерде түсуімен байланысты классикалық табиғи эндемияларға селен токсикозы, молибден подаграсы, Кашин-Бек ауруы, флюороз, бор энтериті және тағы басқалар жатады.
Селен токсикозы, немесе «сілтілі ауру», АҚШ, Канада, Ирландияның сілтілі топырақты жерлерінен алынған өсімдік текті өнімдерді пайдалану кезінде байқалды, бұл жерлерде өсімдіктердің бойында селеннің мөлшері 5000 мг/кг-ға дейін жинақталған. Адамдарда бауыр, нерв жүйесінің зақымдануымен, анемия, шаш түсуі, дерматит, тіс эмалінің зақымдануымен бірге улану жағдайлары байқалған.
Молибден подаграсы (VIII тарау «Минералды заттар» бөлімі) Арменияның кейбір аудандарындағы эндемиялық ауру болып саналады. Топырақтағы молибденнің жоғары мөлшері подаграның дамуына ғана әкеп соқпай, сонымен қатар өңештің қатерлі ісігі ауруы мен репродуктивті функцияларының бұзылу қаупін арттыратынын көрсетеді.
Бор, паратгормонның белсенділігін реттеуге қатыса отырып, кальций, магний, фосфор және холекальциферол алмасуына әсер етеді. Бордың мөлшері жоғары өңірлердегі (Батыс Сібір, Алтай өлкесі, Қазақстан) тұрғындарда энтериттер, сондай-ақ анемия мен өкпе аурулары байқалады.
Эндемиялық флюороз судағы фтордың мөлшері жоғары табиғи аймақтарда кездеседі және тіс пен қызыл иектің зақымдануымен қатар (IV тарау) басқа да мүшелер мен жүйелерге: сүйек-буын, орталық жүйке, бауыр, бүйрекке әсерімен сипатталады, бұл оның Кребс циклы ферменттерінің белсенділігін тежеуімен түсіндіріледі.
Кашин-Бек (Урова) ауруы (IV тарау) Забайкалье, Шығыс Сібір, Корея, Қытайдың кейбір аудандарында кездеседі және әсіресе бақайшақ аралық сүйектердің (аю табаны), ұршық буындары мен омыртқа сүйектерінің деформациялануы - остеоартроз түрінде өтеді. Бұл өңірлердегі топырақта кальцийдің төмен мөлшерімен бірге, стронций, темір, марганец, мырыш, қорғасын, күміс, фтордың мөлшері жоғары болып, бұл осы ауруды эндемиялық полигипермикроэлементоз деп санауға мүмкіндік береді. Сонымен бірге, селеннің төмен концентрациясымен бірге, құдық суындағы гумин қышқылдарының жоғары мөлшері Урова ауруының дамуына олардың әсері болатыны туралы болжамды да растайды.
Микроэлементтердің тапшылығына байланысты туындайтын эндемиялық аурулардың арасында эндемиялық жемсау, гипофтороз (тіс жегі), селендік гипомикроэлементоз көп таралған. Топырақтағы йодтың төмен деңгейі, оның мөлшерінің өсімдіктер мен суда төмен болуына себеп болады, нәтижесінде рационда йод тапшы болады және эндемиялық жемсаудың дамуына әкеп соғады (VIII тарау). Субпопуляцияларда жемсаудың таралуы ересек адамдарда 30% және одан астам болғанда және балалар мен жасөспірімдерде 5%-ға жеткенде, эндемия жайында айтуға болады. Айқын йод тапшылығы эндемиялық кретинизммен, кереңдікпен және ақыл-ой дамуының артта қалуымен жүреді. Эндемиялық жемсаудың алдын алу үшін рационда 50 мкг йод болуы жеткілікті.
Селен гипомикроэлементозы – Кешан ауруы - Қытай, Финляндия, Забайкалье, Удмуртия, Карелияның селенге тапшы аудандарында байқалады. Тамақ құрамында селеннің жетіспеуі аритмия түрінде миокардтың фиброзды өзгерістерімен жүретін, ювенильді кардиомиопатияның пайда болуына әкеп соғады. Өткен кездерде Кешан ауруынан болатын өлім 80%-ға дейін құрайтын, қазіргі уақытта селен препараттарымен емдеу кезінде, бұл көрсеткіш 13-40%-ға дейін төмендеді (Г.И.Румянцев, 2000). Ағзада селен тапшылығы атеросклероздың, гипертония ауруының пайда болу қаупін, түрлі эндокринопатиялар мен қатерлі ісіктердің түзілуін, СПИД пен вирус инфекциялары мен афлотоксиндер тудыратын ауруларға шалдықкыштығын жоғарылатады.
Қазақстанның кең аумақтарында бор, марганец, хром, ванадий, қорғасын, мыс, кадмийдің мөлшері табиғи жоғары жерлер кездеседі. Құрамында бордың мөлшері жоғары топырақтар Батыс Қазақстан, Атырау, Ақтөбе облыстарында, Орталық (Сарысу өзенінің орта ағысында) және Шығыс Қазақстанда бар. Ванадий мөлшері қалыптағыдан 20 есе және одан да жоғары артық болатын ванадийліпровинциялар Ишим өзені маңындағы далаларда және таулы-орманды далалы Алтайда (Тарбағатай, Ульба аудандары), сондай-ақ таулы қара топырақтарда кездеседі. Хромның мөлшері жоғары табиғи аймақтар Каспий маңы ойпатында, Ақтөбе облысында орналасқан. Никельдің мөлшері Көкшетау, Солтүстік Қазақстан және Ақтөбе облыстарындағы қара топырақты жерлерде, сондай-ақ Торғай облысының талшын топырақтарында өте көп. Табиғи полиметалдық (қорғасын, кадмий, мыс) провинциялар полиметалл кен орындары бар аймақтарда, Өскемен, Лениногорск, Зыряновск, Шымкент қалаларының аудандарында, мысты провинциялар – мыс кен орындарының аудандарында (Балқаш, Жезқазған, Шемонаиха қалалары), темір провинциялары – Қостанай облысында орналасқан. Марганецтің жоғары мөлшері Батыс Қазақстан мен Ақтөбе облыстарының, Павлодар, Ақмола және Солтүстік Қазақстан облыстарының топырақтарында, сондай-ақ ылғалдылығы жоғары жерлерде – Сырдария өзенінің аңғарларындағы шалғынды-батпақты, Зайсан, Алакөл көлдері алаптарының топырақтарында кездеседі (қалыптағыдан 2,5 есе жоғары).
Қазақстанның көптеген аудандары йодқа тапшы аудандар болып табылады.
Эндемиялық аурулардың пайда болуының алдын алу іс-шараларының қатарына топырақ пен жануарларды, оларда жетіспейтін микроэлементтермен үстемелеп қоректендіру, тұрғындардың тамақтану жағдайларын оңтайландыру, эндемиялық жерлерге азық-түлік әкелу, тұзға немесе нанға йод (немесе басқа микроэлементтерді) қосу, фторға немесе басқа микроэлементтерге бай су көздерін алмастыру, суды фторлау немесе фторсыздандыру және т.б. жатады.