Гигиена почвы и очистка населенных мест
Почва – одна из составных частей окружающей человека среды. Это рыхлый, поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием.
Почва образовалась из горных пород под воздействием биологических, физических, химических факторов и представляет собой сложный комплекс минеральных и органических частиц, заселенный огромным количеством микроорганизмов.
Минеральная часть почвы:
Практически все элементы периодической системы таблицы Д. И. Менделеева. В основном это кристаллический кремнезем (кварц), алюмосиликаты.
Органические вещества почвы:
1. Собственно органические вещества (гумус)
2. Чужеродные для почвы органические вещества.
В почве всегда содержится определенное количество влаги. Как универсальный растворитель, вода содержит самые различные органические и минеральные вещества и передает их растениям.
Все процессы в почве протекают с участие воды.
В порах почвы находится воздух, который постоянно обменивается с атмосферным воздухом. Это сильно влияет на состав приземных слоев воздуха.
Почвенные микроорганизмы – основа процесса самоочищения почв.
Гигиеническое значение:
1. Климатообразующий фактор.
4. Обеспечивает циркуляцию «внешняя среда – человек» экзогенных химических веществ.
5. Источник химического и биологического загрязнения других объектов окружающей среды (продукты питания, воздух).
6. Среда для обезвреживания твердых и жидких отбросов.
7. Среда, влияющая на планировку, строительство населенных пунктов, их благоустройство и эксплуатацию.
Эндемическое значение: почва формирует химический состав продуктов питания, питьевой воды и частично – атмосферного воздуха.
В процессе геолого-исторического формирования земной коры под влиянием различных экстремальных природных явлений (катаклизмы, например, вспышки на Солнце) активизировалась циклонная и антициклонная деятельность, землетрясение. В результате на поверхности Земли образовались определенные регионы – геохимические аномалии (биогеохимические провинции, т.е. естественные провинции.). В них – повышение или понижение содержания активных микроэлементов.
Существуют провинции с пониженным содержанием йода. Это ведет к эндемическому зобу. Снижение содержания фтора в почве приводит к кариесу. Повышение содержания стронция в почве приводит к искривлению конечностей и т.п.
В настоящее время кроме естественных химических провинций выделяют искусственные провинции.
Искусственные провинции сформировались в результате неразумной деятельности человека. Они формируются вокруг химических предприятий, содержит различные химические элементы.
Например, Швейцария – долина реки Роны. Располагается химический завод, осуществляющий сброс фтора. У населения – флюороз, острый гастрит, болезни печени и почек, нарушение фосфорно-кальциевого обмена, нарушение процессов самоочищения почвы. Гибель листьев у виноградных и абрикосовых деревьев.
В почве вокруг аэропортов, после лесных пожаров, у автомагистралей повышено содержание канцерогенных веществ.
Искусственные провинции — острые или хронические отравления, высокий уровень заболеваемости и врожденных аномалий развития, нарушение физического развития (особенно у детей).
Эпидемиологическое значение почвы:
Почва – фактор передачи различных заболеваний.
Вне населенных пунктов почвенную микрофлору составляют безвредные сапрофиты.
Патогенные микроорганизмы поступают в почву с фекалиями, мочой, мусором, трупами, сточными водами.
Неспорообразующие микроорганизмы не размножаются в почве, но до своей гибели могут попасть на продукты питания, в воду.
Через почву могут передаваться:
1. Кишечные инфекции
2. Вирусные инфекции
4. Анаэробная инфекция.
Аскариды, острицы, власоглав и т.п.
Почва, загрязненная отбросами, служит местом обитания и размножения грызунов и блох, мух, москитов и т.п.
Самоочищение почвы – сложный и длительный биологический процесс, в течении которого органические вещества превращаются в воду, СО2, минеральные соли и гумус, а патологические начала отмирают.
В процессе самоочищения активно участвуют различные виды микроорганизмов, простейшие, черви, водоросли, грибы, личинки.
Самоочищение может осуществляться в аэробных и анаэробных условиях.
Процесс разложения белков:
Белок разлагается до аминокислот, аммиака, солей аммиака.
Только при наличии кислорода, из белков образуются сульфаты, фосфаты, карбонаты.
Из жиров образуются CO2 + H2O ; либо CO2 + H2O + дурно пахнущие жирные кислоты.
Из углеводов — CO2 + H2O ; либо CO2 + H2O + метан + другие дурно пахнущие газы.
Микроорганизмы образуют гумус (перегной).
Состоит из гемицеллюлозы, жирных органических кислот, минеральных веществ, протеиновых комплексов.
В результате образуется хорошее удобрение, которое медленно разлагается, медленно отдает растениям питательные вещества, не содержит патогенных микроорганизмов (кроме спороносных), не привлекает мух, не имеет зловонного запаха.
Санитарные показатели почвы:
1. Санитарное число (число Хлебникова).
Отношение азота гумуса к общему количеству азота почвы.
Для чистых почв = 0,98-1
2. Общее число бактерий на 1 грамм почвы
3. Титр кишечной палочки (показатель свежего загрязнения).
Титр – то наименьшее количество почвы, в котором обнаруживается 1 кишечная палочка.
Кишечная палочка (в норме) – не менее 1 гр.
Клостридия (в норме) – не менее 0,1 гр.
4. Количество яиц гельминтов в 1кг почвы
Не должно быть аскарид.
Также существуют показатели: наличие в почве аммиака, нитритов, хлоридов, сероводорода.
Характеристика отходов и систем очистки населенных мест.
Очистка населенных мест – комплекс мероприятий по сбору, удалению, обезвреживанию и утилизации отходов, образующихся в населенных местах, с целью сохранения здоровья населения и общего благоустройства.
Виды отходов:
I. Твердые:
— мусор (учреждений, домовой)
— отходы предприятий общественного питания
— отходы лечебных учреждений
— шлак из котельных
— отходы животного происхождения
— отходы промышленных предприятий
II. Жидкие:
— нечистоты из выгребов уборных
— воды от поливки, мытья мостовых
Система удаления отходов:
1. Вывозная система
Вывозится специальным транспортом
2. Сплавная система
3. Смешанная система
Жидкие – при помощи канализации
Твердые – вывозная система
При вывозной системе все отходы поступают в почву.
При наличии канализации жидкие отходы поступают (после обработки) в водоем.
Очистка населенных мест от твердых отходов.
3 элемента (звена):
Складывают мусор в контейнеры
Во двор приезжает специальная машина в определенное время и люди выносят мусор.
Специальный транспорт – контейнеровоз или мусоровоз.
Классификация:
I. По технологической сущности:
1) биотермический метод
Компостирование; камеры, полигоны складирования; мусороутилизационные заводы.
2) термический метод
II. По конечному результату:
Компостирование.
В мусоре развиваются термофильные микроорганизмы. Благодаря их жизнедеятельности все процессы протекают более интенсивно. t до 70°С, гибнут вирусы, простейшие, яйца гельминтов, яйца и личинки мух, вегетативные формы. Органические вещества разлагаются и получается гумус.
Компост:
Срок созревания 5-7 мес. Высота 1,5 м.
Штабелями. Высота 1,5-2 м параллельными рядами на расстоянии 3 м друг от друга, сверху засыпаются землей. Территория ограждается, по периметру – зеленые насаждения.
Биотермические камеры.
t = 70°C. Специальные насаждения. Снизу подается нагретый воздух. Согревание 20 дней.
Усовершенствованные свалки (полигоны).
За городом заполняют естественные овраги или специальные котловины: мусор – земля – мусор – земля. Высота около 15 см.
Мусороутилизационные заводы.
Плюсы: собирается ценный утиль. Не загрязняют окружающую среду. Обеспечивает переработку отходов в ценные удобрения. Дают биотопливо для нужд сельского хозяйства.
Мусоросжигание.
Осуществляется в специальных печах, температура в них достигает тысячи градусов.
Не ближе 300 м от жилых домов
Обезвреживание – быстро, радикально.
Использование транспорта удешевляется.
Не требуется больших земельных участков.
Но загрязняет почву и воздух, поэтому рекомендуется использовать для обезвреживания эпидемиологически опасных отходов, в местах, где мало земли.
Очистка населенных мест от жидких отходов.
Вывозная система.
Специальные машины – автоцистерны.
Почвенные методы – используются поля ассенизации (для обезвреживания и выращивания сельскохозяйственных структур) и поля запахивания (для обезвреживания нечистот).
Поля ассенизации.
Делятся на 3-4 части:
Первый год заливают одну часть, второй год-вторую и т.д. на других полях в свободные годы засевают: в первый год – кормовые травы, второй год – овощи, идущие в сеть общественного питания.
Две половины: в первый год заливают первую часть, на второй год – вторую. В свободный год ничего не выращивают, а происходит минерализация.
Канализационная система.
По системам труб отводятся из населенного пункта на очистные сооружения.
Виды сточных вод:
— Хозяйственно-бытовые сточные воды (квартиры)
— Производственные сточные воды (из промышленных предприятий)
Системы канализации:
Ниже зоны промерзания в земле одна труба, по которой поступают бытовые, атмосферные и иногда промышленные воды.
Ниже зоны промерзания две изолированные системы труб.
По одной – промышленные и бытовые воды, по другой – атмосферные воды.
Далее – очистные сооружения, а атмосферные без обработки — в водоемы.
Ниже зоны промерзания одна система труб, по которым поступают бытовые, промышленные и первая порция атмосферных вод.
Задачи очистки:
1. Механическая очистка (задержка взвешенных частиц)
2. Биологическая очистка (освобождается от растворенных и коллоидных органических веществ)
Для механической очистки используют:
Биологическая очистка:
1. Естественная (почвенные методы)
— Поля орошения (обезвреживание и выращивание сельскохозяйственных культур)
— Поля фильтрации (обезвреживание нечистот)
Поля орошения – грядки, на которых выращиваются сельскохозяйственные структуры и куда поступают воды.
Поля фильтрации – сплошной залив.
Биофильтр – железобетонный резервуар, куда помещают крупный фильтрационный материал (кокс) и на поверхность разбрызгивают сточные воды и осуществляется минерализация.
Аэрофильтр – снизу в резервуар подают теплый воздух, что ускоряет процесс минерализации веществ.
Аэротерки – специальные емкости в виде бассейна, где медленно движутся сточные воды. В эту сточную воду подается воздух и добавляется активный ил и все это ускоряет процесс минерализации.
После биологической очистки сточные воды обеззараживаются активным хлором (от 10 до 50 мг/л) и после этого спускаются в водоем.
Источник
ГИГИЕНА ПОЧВЫ. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ОТХОДОВ [6, c.155]
6. ГИГИЕНА ПОЧВЫ. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ОТХОДОВ [6, c.155]
Почва в городах и прочих населенных пунктах и их окрестностях уже давно отличается от природной, биологически ценной почвы, играющей важную роль в поддержании экологического равновесия. Почва в городах подвержена тем же вредным воздействиям, что и городской воздух и гидросфера, поэтому повсеместно происходит значительная ее деградация. Гигиене почвы не уделяется достаточного внимания, хотя ее значение как одного из основных компонентов биосферы (воздух, вода, почва) и биологического фактора окружающей среды еще более весомое, чем воды, поскольку количество последней (в первую очередь качество подземных вод) определяется состоянием почвы, и отделить эти факторы друг от друга невозможно. Почва обладает способностью биологического самоочищения: в почве происходит расщепление попавших в нее отходов н их минерализация; в конечном итоге почва компенсирует за их счет утраченные минеральные вещества.
Если в результате перегрузки почвы будет утерян любой из компонентов ее минерализирующей способности, это неизбежно приведет к нарушению механизма самоочищения и к полной деградации почвы. И, напротив, создание оптимальных условий для самоочищения почвы способствует сохранению экологического равновесия и условий для существования всех живых организмов, в том числе и человека.
Поэтому проблема обезвреживания отходов, оказывающих вредное биологическое действие, не сводится только к вопросу их вывоза; она является более сложной гигиенической проблемой, так как почва является связующим звеном между водой, воздухом и человеком.
6.1. Роль почвы в обмене веществ
Биологическая взаимосвязь между почвой и человеком осуществляется главным образом путем обмена веществ. Почва является как бы поставщиком минеральных веществ, необходимых для цикла обмена веществ, для роста растений, потребляемых человеком и травоядными животными, съедаемыми в свою очередь человеком и плотоядными животными. Таким образом, почва обеспечивает пищей многих представителей растительного и животного мира.
Следовательно, ухудшение качества почвы, понижение ее биологической ценности, способности к самоочищению вызывает биологическую цепную реакцию, которая в случае продолжительного вредного воздействия может привести к самым различным расстройствам здоровья у населения. Более того, в случае замедления процессов минерализации образующиеся при распаде веществ нитраты, азот, фосфор, калий и т. д. могут попадать в используемые для питьевых нужд подземные воды и явиться причиной серьезных заболеваний (например, нитраты могут вызвать метгемоглобинемию, в первую очередь у детой грудного возраста).
Потребление воды из бедной йодом почвы может стать причиной эндемического зоба и т. д.
6.2. Экологическая взаимосвязь между почвой и водой и жидкими отходами (сточными водами)
Человек добывает из почвы воду, необходимую для поддержания процессов обмена веществ и самой жизни. Качество воды зависит от состояния почвы; оно всегда отражает биологическое состояние данной почвы.
Это в особенности относится к подземным водам, биологическая ценность которых существенно определяется свойствами грунтов и почвы, способностью к самоочищению последней, ее фильтрационной способностью, составом ее макрофлоры, микрофауны и
Прямое влияние почвы на поверхностные воды уже менее значительно, оно связано главным образом с выпадением осадков. Например, после обильных дождей из почвы смываются в открытые водоемы (реки, озера) различные загрязняющие вещества, в том числе искусственные удобрения (азотные, фосфатные) , пестициды, гербициды, в районах карстовых, трещиноватых отложений загрязняющие вещества могут проникнуть через щели в глубоко расположенные подземные воды.
Несоответствующая очистка сточных вод также может стать причиной вредного биологического действия на почву и в конечном итоге привести к ее деградации. Поэтому охрана почвы в населенных пунктах представляет одно из основных требований охраны окружающей среды в целом.
6.3. Пределы нагрузки почвы твердыми отходами (бытовой и уличный мусор, промышленные отходы, сухой ил, остающийся после осаждения сточных вод, радиоактивные вещества и т. д.)
Проблема осложняется тем, что в результате образования все большего количества твердых отходов в городах почва в их окрестностях подвергается все более значительным нагрузкам (табл. 4). Свойства и состав почвы ухудшаются все более быстрыми темпами.
Из произведенных в США 64,3 млн. т бумаги 49,1 млн. т попадает в отходы (из этого количества 26 млн. т «поставляет» домашнее хозяйство, а 23,1 млн. т — торговая сеть).
В связи с изложенным удаление и окончательное обезвреживание твердых отходов представляет весьма существенную, более трудно осуществимую гигиеническую проблему в условиях усиливающейся урбанизации.
Окончательное обезвреживание твердых отходов в загрязненной почве представляется возможным. Однако ввиду постоянно ухудшающейся способности к самоочищению городской почвы окончательное обезвреживание отходов, закапываемых в землю, невозможно.
Человек мог бы с успехом воспользоваться для обезвреживания твердых отходов биохимическими процессами, происходящими в почве, ее обезвреживающей и обеззараживающей способностью, однако городская почва в результате многовекового проживания в городах человека и его деятельности уже давно стала непригодной для этой цели.
Механизмы самоочищения, минерализации, происходящие в почве, роль участвующих в них бактерий и энзимов, а также промежуточные и конечные продукты распада веществ хорошо известны. В настоящее время исследования направлены на выявление факторов, обеспечивающих биологическое равновесие природной почвы, а также на выяснение вопроса, какое количество твердых отходов (и какой их состав) может привести к нарушению биологического равновесия почвы.
Количество бытовых отходов (мусора) из расчета на одного жителя некоторых крупных городов мира
Источник