Основные свойства почвы
Почвы чрезвычайно разнообразны в зависимости от условий их формирования, в первую очередь климатических условий и растительности. На территории СНГ встречается более 90 видов почв. Доминируют 7 типов: тундровые, дерново-подзолистые, серые лесные, черноземы, каштановые, сероземы, красноземы.
Гигиенисты все почвы условно делят по их назначению на три вида:
1 ) естественная почва вне населенных мест, которая может быть использована для нового строительства или выращивания сельскохозяйственных культур;
2) искусственно созданная почва населенных мест, которая образовалась из естественной в результате перемешивания с отходами антропогенного происхождения (бытовыми и промышленными). К этому виду также относится перемещенный грунт, образовавшийся в результате вертикальной планировки местности. Оба вида искусственно образовавшейся почвы объединяются термином «культурный слой почвы населенных мест»;
3) искусственные покрытия почвы (асфальтовые, щебеночные, бетонированные и др.).
С гигиенической точки зрения, важна классификация почв по механическому составу, от которого зависят такие ее свойства, как пористость, воздухо-, водопроницаемость, фильтрующая способность, капиллярность и влагоемкость. Перечисленные свойства почвы влияют на процессы ее самоочищения от органических загрязнений, процессы миграции химических веществ из почвы в подземные и поверхностные воды, атмосферный воздух и растения, что и обусловливает важное гигиеническое значение механического состава почвы.
Источник
Изучение почвы, ее оценку по различным показателям условно можно разделить на 4 этапа.
I. Допастеровский период (до 1852 г.). Центральным моментом этого периода является локалистическая теория Петтенкофера, который считал, что все эпидемии тесно увязываются с механическим составом почвы, содержанием углекислого газа и количеством органических веществ.
Не подозревая о возбудителях инфекционных заболеваний, он выдвинул некоторые косвенные показатели санитарного состояния почвы. Создание локалистической теории вызвало волну оздоровительных мероприятий во всех странах Европы. В России первые работы по изучению почвы принадлежат А. П. Доброславину, который изучал почвы района Сант-Петербурга.
II. Постпастеровский период, начавшийся с открытия Пастера (1852 г.) и охвативший целое столетие. Период характеризуется интенсивным изучением химического состава почвы, изучением всего живого, что обнаруживалось в почве. В этот период возникло учение о биогеохимических провинциях и окончательно изучено эпидемиологическое значение почвы.
III. Третий период (1952-1972 гг.) характеризуется недооценкой почвы, проблем ее охраны.
IV. Период (с 1972 г. по н/вр.) характеризуется изучением почвы как фактора, определяющего ее первостепенное значение в циркуляции химических веществ, связанных с выбросами промышленных предприятий и автотранспорта. Именно в этот период нашла обоснование схема нормирования химических веществ 8 почве.Объектами гигиенического изучения и оценки санитарного состояния могут быть два вида почв.
I. Естественно образовавшаяся почва вне населенных мест, участки которой могут быть использованы для застройки и в других народнохозяйственных целях.
II. Искусственно образовавшаяся почва населенных мест, смешанная с отходами жизнедеятельности человека, его разумной и неразумной хозяйственной деятельности, что объединяется под термином «Культурный слой почвы населенных мест».
Предметом санитарно-гигиенической оценки почвы являются:
1. Показатели химического состава почвы — содержание в ней микро — и макроэлементов, солей и их влияние на изменение химического состава пищевых продуктов и воды.
2. Способность почвы к самоочищению.
3. Эпидемиологическая роль почвы, характеризующаяся:
а) выживаемостью в почве патогенных бактерий, спор и вегетативных форм бацилл и вирусов;
б) ролью почвы как промежуточной среды развития гельминтов;
в) ролью почвы в развитии мух (от личинки до половозрелой особи).
19 февраля 1991 г. был принят закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды», в котором в отношении почвы определены наиболее важные задачи:
I. Охрана естественных свойств почвы, важных с точки зрения ее плодородия и содержания биомикроэлементов.
II. Охрана почвы от внесения в нее токсических, бластомогенных веществ.
III. Охрана почвы от загрязнения органическими веществами.
IV. Правила устройства искусственных покрытий и замощений.
79.Биогеохимическое значение почвы. Понятие об эндемических заболеваниях.
Биогеохимическая наука изучает геохимические процессы, происходящие на земной поверхности при участии организмов (бактерий, растений, животных).
Как известно, химические элементы на планете распределены неравномерно вследствие неодинакового химического состава почвообразующих пород и различных почвообразовательных факторов. В результате оказывается, что почва одних районов содержит недостаточное количество некоторых элементов, а почва других обогащена ими.
Недостаток или избыток минеральных веществ и, в частности, микроэлементов в почве сказывается на поступлении их в растения, а следовательно, в организм животных. При этом у животных, а иногда и у человека наблюдаются нарушения в обмене веществ и даже заболевания.
Изучение с биогеохимических позиций почвы как главного источника поступления в организм человека микро- и макроэлементов имеет большое значение в охране здоровья населения.
Основоположник биогеохимической науки акад. А. П. Виноградов выделил на территории Советского Союза ряд отдельных биогеохимических провинций, в которых имеется не только большее или меньшее содержание какого-либо химического элемента, но главным образом изменение соотношения между отдельными микроэлементами. Однако изученность распределения и особенно биогеохимического значения ряда химических элементов еще далеко не закончена. По этому поводу Гигиенический комитет Лиги наций высказал следующее: «Наши современные сведения в отношении потребности человека в неорганических элементах являются несовершенными. Поэтому и рекомендации их количеств надо рассматривать в качестве приближенных и ориентировочных».
Проблема микроэлементов в настоящее время приобретает особое значение, поскольку к природным условиям, влияющим на распределение химических элементов в почве, прибавился «новый фактор», все больше влияющий на химический состав почвы. Речь идет о колоссальном развитии промышленности в результате которого заметно меняется облик земли. Все большее количество лесов заменяется пахотными землями, сотни миллионов тонн различных минеральных веществ ежегодно вносятся в почву в виде искусственных удобрений, добываются и сжигаются миллиарды тонн минерального топлива, часть золы которого рассеивается на большой территории. К этому следует добавить, что в результате проводившихся в открытой атмосфере испытаний ядерных устройств вся поверхность планеты оказалась в какой-то степени загрязненной искусственными долгоживущими радиоактивными изотопами. Поэтому для гигиенической характеристики почвы, особенно некоторых районов, наряду с другими показателями безусловно имеют большое значение показатели загрязнения почвы промышленными отходами и радиоактивными веществами. В отношении значения промышленных выбросов большая работа проводится Институтом общей и коммунальной гигиены имени А. Н. Сысина. В частности, изучено загрязнение почвы соединениями свинца и мышьяка вокруг некоторых заводов. М. К. Хачатрян в почве, взятой вокруг заводов цветных металлов, обнаружил следующие количества свинца, меди и цинка.
Важно отметить, что при вскармливании животных в течение 3 месяцев травой, выросшей на почве вокруг указанного завода, содержание свинца в костях увеличилось в 20 раз по сравнению с контролем, в печени — в 18 раз, в мышцах — в 27 раз. Возросло также содержание меди в печени и мышцах, цинка — в печени и костях.
ЭНДЕМИЧЕСКОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ – (от греч. endemos — местный), относится к болезням, наблюдающимся у людей длительное время на данной ограниченной территории и обусловленное природными и социальными условиями. Э.з. может быть связано со стойкими природными очагами инфекционных болезней, т.е. быть природно-очаговым заболеванием (см.) (чума и др.), но может быть также и неинфекционным: эндемический зоб (при недостатке йода в питьевой воде и продуктах питания); флюороз (при избытке фтора в почве и питьевой воде); кариес зубов (при недостатке фтора); анемии, связанные, как и некоторые другие болезни, с дефицитом железа; эндемическая подагра в некоторых районах Армении, имеющая своей причиной избыток молибдена; уровская болезнь (болезнь Кашина-Бека), которая определяется совокупным влиянием дефицита кальция, калия и натрия при избытке стронция и бария; уролитиаз (мочекаменная болезнь), зависящая от жесткости воды и др. Неинфекционные Э.з. связаны с геохимическими особенностями среды. В.И. Вернадский, развивая учение о биосфере (см.), установил, что химический состав организмов связан с химическим составом земной коры, что обусловлено эволюцией . В процессе эволюционного развития организм вырабатывает способность к избирательному поглощению определенных химических элементов, их избирательной концентрации в определенных органах и тканях и элиминации (Авцын А.П., 1972 г.). Такие способности организма реализуются в процессе обмена веществ с окружающей средой (см.). Обмен осуществляется через биогеохимические пищевые цепи. В эти цепи включаются микроэлементы горных пород, почвы (см.), воздуха и воды, поглощаемые растениями, входящие в состав животных организмов, которые с пищей растительного и животного происхождения и отчасти с питьевой водой (см.) поступают в организм человека (см.). Особенно существенное значение для жизни организмов имеют пороговые концентрации (см.) химических элементов, т.е. концентрации, за пределами которых происходит срыв регулирующих функций организма, и в результате этого возникает эндемическая болезнь (Ковальский В.В., 1974 г.).
80.Эпидемиологическое значение почвы. Загрязнение и самоочищение почвы.
Эпидемиологическое значение почвы.
С увеличением химической нагрузки может возрастать эпидемическая опасность почвы. В загрязненной почве на фоне уменьшения антагонистов патогенной кишечной микрофлоры и снижения ее биологической активности отмечается увеличение количества патогенных энтеробактерий и яиц геогельминтов, которые более устойчивы к химическому загрязнению почвы, чем представители естественных почвенных микробоценозов. Это является одной из причин необходимости учета эпидемической безопасности почвы населенных пунктов.
Биологическое загрязнение почв – составная часть органического загрязнения, обусловленного присутствием возбудителей инфекционных болезней, а также вредными насекомыми и клещами, переносчиками возбудителей болезней человека, животных и растений.
В чистой почве обитает мало возбудителей инфекций. В основном это возбудители раневых инфекций (столбняк, газовая гангрена), ботулизма и сибирской язвы. Эти споровые микроорганизмы могут сохраняться в почве в жизнеспособном состоянии на протяжении 25 лет.
Возбудители попадают в почву с выделениями человека и животных, со сточными водами лечебно-профилактических учреждений и др. В чистой почве они, как правило, быстро погибают. Однако в почве, интенсивно загрязненной органическими веществами и содержащей химические вещества, нарушаются процессы самоочищения. Постоянно загрязняющаяся органическими веществами почва всегда содержит возбудителей кишечных инфекций (дизентерия, брюшной тиф), сроки выживания которых могут колебаться от нескольких месяцев до полутора лет.
Почва является специфическим фактором передачи гельминтозов, являясь промежуточной средой развития. Из всех объектов окружающей среды почва наиболее часто и интенсивно загрязняется возбудителями кишечных паразитарных заболеваний, таких как гельминтозы и протозоозы. Почва для яиц геогельминтов (аскарид, власоглавов, токсокар и др.) является неотъемлемой средой прохождения их биологического цикла развития и местом временного пребывания для других видов (описторхи, дифилоботрииды, тенииды и др.), а также цист кишечных патогенных простейших (криптоспоридий, изоспор, лямблий, балантидий и др.). Яйца аскарид могут сохраняться в почве на протяжении 7-10 лет. Сроки выживания в почве возбудителей инфекционных заболеваний и яиц гельминтов представлены в таблице 2.
Загрязненная почва является благоприятной местом для развития мух. Санитарно-энтомологическими показателями, определяемыми в почве, являются личинки и куколки синантропных мух. Синантропные мухи (комнатные, домовые, мясные и др.) имеют важное эпидемическое значение как механические переносчики возбудителей ряда инфекционных и инвазионных болезней человека (цисты кишечных патогенных простейших, яйца гельминтов и др.). Срок развития мухи от личинки до половозрелой особи составляет 4-7 дней.
Наличие личинок и куколок в почве населенных мест является показателем неудовлетворительного санитарного состояния почвы и указывает на плохую очистку территории, неправильный в санитарно-гигиеническом отношении сбор и хранение бытовых отходов и их несвоевременное удаление.
Почва, загрязненная органическими веществами, способствует размножению грызунов, являющихся источниками и разносчиками особо опасных зоонозных инфекций (чума, туляремия).
Наиболее часто загрязнение почв населенных мест возбудителями паразитарных болезней обнаруживается на территории дворов, детских дошкольных и школьных учреждений, улиц около мусоросборников, вокруг туалетов и в местах выгула домашних животных.
Таким образом, почва может являться фактором передачи:
заболеваний, вызванных спорообразующими микроорганизмами (столбняк, ботулизм, газовая гангрена);
зоонозные инфекции (сибирская язва, бруцеллез, сап);
геогельминтозы (аскаридоз, трихоцефалез) и биогельминтозы (энтеробиоз, тениоз, тениаринхоз);
кишечных инфекций (дизентерия, брюшной тиф и сальмонеллезы);
особо опасные инфекции (чума, холера);
пылевые инфекции (туберкулез);
вирусные инфекции (полиомиелит, гепатит А).
Источник
Такие почвы относятся к нездоровым, сырым и холодным.
Почва, ее гигиеническое и экологическое значение.
Почва, ее физические и химические свойства Мероприятия по санитарной охране почвы.
Почва, её гигиеническое и экологическое значение
Почва- неотъемлемый объект экологической системы.
Наряду с солнечным светом, водой и воздухом она является важнейшим компонентом среды обитания человека и всей биоты на Земле.
Роль почвы
1. Почве принадлежит ведущая роль в круговороте веществ в природе.
Она представляет собой огромную естественную лабораторию, в которой непрерывно протекают самые разнообразные и сложные процессы
— разрушения и синтеза неорганических и органических веществ,
2. В почве живут и гибнут патогенные бактерии, вирусы, простейшие и яйца гельминтов.
3. Она является одним из основных путей передачи
— инфекционных и неинфекционных заболеваний,
4. Почва может прямо или опосредованно оказывать воздействия на организм человека:
5. Недостаток или избыток микроэлементов в почве вызывает эндемические заболевания.
6. С почвой тесно связано количество и качество продуктов растительного и животного происхождения, т. е. наше питание.
7. Почва существенно влияет на климат местности.
Почва— природное образование, незаменимый природный ресурс, поверхностный слой земной коры, содержащий минералы и органические вещества.
Органическая часть почвы состоит из остатков растений, животных, микроорганизмов.
Толщина почвы колеблется от нескольких сантиметров до 2 м и более.
Еще в глубокой древности Гиппократ различал почвы «здоровые» и «нездоровые».
Ø Здоровыми считались местности возвышенные, сухие и солнечные.
Ø К нездоровым относили низкорасположенные, холодные, затопленные, сырые, с частыми туманами.
Почва состоит из
1. материнской породы (минеральные соединения);
2. гумуса (перегноя);
3. живых организмов;
Для гигиенической оценки степени загрязнения почвы в качестве контроля очень важно знать ее естественный состав.
В минеральный состав почвы входят практически все элементы таблицы Д.И. Менделеева. Но наибольший интерес представляют фтор, йод, марганец, селен, так как их повышенное или пониженное содержание в почве влияет на формирование естественных геохимических провинций, играющих poль в возникновении эндемических заболеваний (флюороз, кариес, эндемический зоб и др.).
Гумус почвы – это плодородный слой.
Разрушающее воздействие воды, ветра и антропогенных факторов на почву, снос наиболее плодородного верхнего слоя или размыв его называют эрозией почвы. Эрозия причиняет большой вред, так как почва обладает рядом свойств, нарушающихся при эрозивных изменениях почвы.
Гигиеническое значение состава и свойств почвы:
1. Является фильтром, задерживает твердые взвеси.
2. Является средой для накопления питательных веществ для растений.
3. Глина и гумус адсорбируют вредные вещества, предупреждая их попадание в грунтовые воды.
4.Почва способна к регенерации.
На территории России встречается более 90 видов почв.
Однако наиболее часто встречается 7 типов:
Наибольшую площадь занимают дерново-подзолистые почвы.
Гигиенисты условно делят все почвы по их назначению на 3 вида:
1) естественная почва вне населенных мест;
2) искусственно созданная почва населенных мест, смешанная с отходами жизнедеятельности населения и отходами промышленности;
3) искусственные покрытия почвы: асфальтовые, щебеночные, бетонированные и др.
С гигиенической точки зрения важна классификация почв по механическому составу, от которого зависят такие ее свойства, как
— воздухопроницаемость и т.д.
Слои почвы
1. Из всех слоев почвы для гигиенистов в первую очередь представляет интерес поверхностный, пахотный слой(горизонт).
Это, в среднем, слой почвы толщиной 25 см, который обрабатывается при выращивании растений.
Гигиеническое значение этого слоя, что именно из него загрязнители почвы могут поступать в сельскохозяйственные растения, поверхностные водоемы, в атмосферный воздух и др.
2. Кроме поверхностного слоя, важное значение имеют слои почвы, залегающие до грунтовых вод, в которых происходит:
— обезвреживание органических отбросов и сточных вод,
— формирование качества грунтовых вод и почвенного воздуха;
В этих слоях прокладывают канализационные и водопроводные сети и закладываются фундаменты жилых и промышленных зданий.
3. Слои почвы, в которых происходит формирование почвенных вод, получили название зон Гофмана.
1) зона испарения;
2) зона фильтрации;
3) зона капиллярного поднятия;
4) водоносный горизонт;
5) водоупорный слой.
1)Толщина слоя зоны испарения в средней полосе Европы не более 1 м.
Этот слой очень богат органическими веществами, в нем гнездятся корни растений.
2) Вода, пройдя зону испарения, фильтруется через нижерасположенный слой почвы — зону фильтрации (прохождения). Это мощный пласт почвы. В каждом кубическом метре этого слоя почвы может быть задержано 150-350 л воды. В этом слое могут быть задержаны все атмосферные осадки, выпавшие на эту площадь в течение года.
3) После того, как зона прохождения заполняется количеством воды, превышающим ее поглотительную способность, избыток воды будет фильтроваться в нижерасположенные слои до тех пор, пока не встретит водоупорный слой, практически не пропускающий воду. Таким водонепроницаемым слоем может быть порода(например, гранит, известняки, жирная глина).
4) Фильтрующая вода на этом слое задерживается, скапливается и образует зону почвенных или грунтовых вод, или так называемый водоносный горизонт.
5) Из него часть воды будет подниматься вверх, вследствие капиллярности, до высоты, определяемой величиной пор этого почвенного слоя. Образуется зона капиллярности поднятия почвенных вод.
Свойства почвы.
1. Пористость — суммарный объем пор в почве в единице объема, выраженный в процентах. Чем выше пористость, тем ниже фильтрационная способность почвы. Пористость песчаной почвы составляет 40 %, торфяной 82 %. В однородной почве поры тем больше, чем крупнее зернистость.
— самые крупные поры имеются в каменистой почве,
— очень мелкие — в глинистой,
— самые мелкие — в торфяной.
Кроме естественной пористости почвы, в ней могут встречаться каналы и трещины, искусственно образуемые животными и человеком.
При пористости почвы 60-65 % в ней создаются оптимальные условия для процессов самоочищения от биологических и химических загрязнений.
При более высокой пористости процессы самоочищения почвы ухудшаются. Почва такого типа оценивается как неудовлетворительная.
2. Воздухопроницаемость почвы — способность почвы пропускать воздух через свою толщу.
— увеличиваетсяс ростом барометрического давления
— и уменьшается с увеличением толщины слоя почвы и ее влажности.
Движение почвенного воздуха и обмен его с атмосферным воздухом происходят постоянно под влиянием:
— разницы их температур,
— колебаний атмосферного давления
— и уровня почвенных вод.
Проходимость почвы для воздуха и связанное с этим обогащение ее кислородом имеют большое гигиеническое значение, связанное с биохимическими процессами окисления, протекающими в почве и освобождающими ее от органических загрязнений.
Здоровая почва должна быть крупнозернистой и сухой, так как сырые и мелкозернистые почвы очень плохо вентилируются, а следовательно, в них плохо проходят процессы самоочищения.
3. Водопроницаемость, или фильтрационная способность почвы, — это способность почвы впитывать и пропускать воду, поступающую с поверхности.
I. Первая фаза водопроницаемости — впитывание, когда свободные поры последовательно заполняются водой. При избытке влаги впитывание ее продолжается до полного насыщения почвы.
II. Вторая фаза — фильтрация — характеризуется движением воды в почвенных порах под действием тяжести при полном насыщении почвы водой.
Водопроницаемость почвы оказывает решающее влияние на образование почвенных вод и накопление их запасов в недрах Земли. Это имеет непосредственное отношение к снабжению населения водой из подземных источников.
4. Влагоемкость почвы — это количество воды, которое почва способна удержать в своих недрах сорбционными и капиллярными силами.
Влагоемкость тем больше, чем меньше величина пор почвы и тем больше их объем.
Наибольшей влагоемкостью обладают торфяники (до 500-700 %).
Величина влагоемкости выражается в процентах к весу сухой почвы.
Гигиеническое значение влагоемкости почвы связано с тем, что
— большая влагоемкость вызывает отсырение почвы и находящихся на ней зданий,
— уменьшает проходимость почвы для воздуха и воды
— и мешает очищению сточных вод.
Такие почвы относятся к нездоровым, сырым и холодным.
5. Капиллярность почвы — это способность почвы поднимать по капиллярам воду из нижних горизонтов в верхние.
Крупнозернистые почвы поднимают воду быстрее, но не на большую высоту.
Большая капиллярность почвы может быть причиной сырости зданий.
Гигиеническая оценка степени загрязнения почвы неорганическими соединениями основана на сравнении количественного содержания данного элемента в почве с его ПДК:
— для ртути — 2,1 мг/кг,
— хрома — 0,05 мг/кг,
— марганца — 1500 мг/кг,
— мышьяка — 45 мг/кг
Органические вещества почвы представлены:
— собственно органическими (гуминовые кислоты, фульвокислоты и др.), синтезированными почвенными микроорганизмами, носящими название гумуса,
— и чужеродными для почвы органическими веществами, поступившими в почву извне.
В гумусовых веществах сосредоточены огромные запасы углерода.
Увеличение в 2-3 раза содержания углерода органических соединений свидетельствует о возможном загрязнении почвы.
Отношение углерода гумуса к углероду растительного происхождения носит название — коэффициента гумификации.
О степени загрязнения почвы также свидетельствует содержание:
— и величина санитарного числа, или числа Н.И. Хлебникова, как отношение азота гумуса к общему органическому азоту.
В чистой почве санитарное число близко к 1.
Чем меньше санитарное число, тем грязнее почва.
Санитарно-бактериологическое исследование почвы состоит:
— из определения в ней общего количества микроорганизмов на 1 г,
— числа термофилов на 1 г,
— а в некоторых случаях также присутствия стафилококка и патогенных микробов.
Весьма чувствительным в отношении свежего фекального загрязнения является обнаружение в почве жизнеспособных яиц гельминтов (в 1 кг).
Основной санитарно-энтомологический показатель загрязнения почвы — число личинок и куколок мух на единицу площади почвы (0,25 м2).
Источник