Механический состав почвы гигиеническое значение

Гигиеническое значение механического состава и свойств почвы

Гигиеническое значение почвы.

Значение почвы для здоровья населения велико. Оно обусловливается ролью почвы в формировании разнообразных условий среды обитания и жизнедеятельности человека.

Почва является тем объектом окружающей среды, на котором взращивается необходимая человеку растительная и опосредованно получается животная пища, в связи с чем большое значение имеет ее плодородие.

Химический состав почвы определяет химический состав других объектов окружающей среды на данной территории – воды, растительности, получаемых продуктов, а также состав тканей и органов самого организма человека, в связи с чем природный недостаток или избыток микроэлементов в почве влечет за собой развитие эндемических заболеваний.

Почва может загрязняться различными экзогенными химическими веществами и радионуклидами, поступающими с атмосферными выбросами предприятий, выхлопными газами транспорта, сточными водами, бытовыми и производственными отходами, и в результате миграции поступающих в нее загрязнителей становиться источником загрязнения подземных и поверхностных вод, атмосферного воздуха, продуктов питания. Техногенное загрязнение почвы может стать причиной нарушений состояния здоровья населения.

Почва является одним из климатоформирующих факторов. От структуры и физико-химических свойств почвы зависят микроклиматические условия в помещениях и на местности, определяется пригодность почвы под строительство, эффективность процессов самоочищения.

Подвергаясь постоянному биологическому загрязнению, почва может быть фактором передачи инфекционных и паразитарных заболеваний.

В почве – огромной естественной биохимической лаборатории- постоянно с участием почвенных организмов осуществляются процессы разложения органических веществ и синтеза новых протеиновых комплексов, за счет которых повышается плодородие почвы. В процессе самоочищения погибает патогенная микрофлора. Самоочищающая способность почвы используется для обезвреживания и утилизации жидких и твердых отбросов.

Остановимся подробнее на основных аспектах гигиенического значения почвы.

Почвенные частицы представляют механические элементы почвы. Различные почвы отличаются друг от друга по размеру почвенных частиц (зерен), входящих в их механический состав, а также по размеру пор между частицами и общему объему пор в % (пористости). В зависимости от размера почвенные частицы подразделяют (классификация Качинского) на камни и гравий (размеры более 3 мм), крупный песок (3-1 мм), средний песок (2-0,25 мм), мелкий песок (0,25 – 0,5 мм), пыль крупную (0,05-0,01мм), среднюю (0,01- 005мм), тонкую (0,005-0,001мм), и ил (до 0,001 мм).

По соотношению песка и глины выделяют почвы песчаные, содержащие более 90% песка, супесчаные, содержащие 80-90% песка, суглинистые, содержащие от 50 до 80% песка, и глинистые, содержащие от 20 до 50% и менее песка. Песчаные и супесчаные, а также легкие суглинистые почвы являются крупнозернистыми. Их пористость невелика – объем пор составляет около 25-40% от общего объема почвы, но поры крупные. Тяжелые суглинистые, глинистые и торфяные почвы являются мелкозернистыми, содержат значительное количество маленьких пор, в связи с чем пористость их намного выше, чем у крупнозернистых почв. Так, пористость глинистой почвы доходит до 45-60%, а торфяной – до 82%. Механический состав почвы имеет большое значение, так как от него зависят такие, гигиенически важные, свойства почвы, как воздухо- и водопроницаемость, водоемкость, капиллярность и гигроскопичность..

Под воздухопроницаемостью понимают способность почвы пропускать воздух через свою толщу. Воздухопроницаемость зависит не от пористости, а от размера пор, поэтому хорошей воздухопроницаемостью обладают крупнозернистые крупнопористые почвы. Если все поры заполнены водой или льдом, воздухопроницаемость снижается до нуля. Благодаря высокой воздухопроницаемости крупнопористые почвы хорошо аэрируются, что обеспечивает аэробное окисление органических веществ. Такие почвы считаются наиболее здоровыми.

Водопроницаемостью, или фильтрационной способностью, называют способность почвы пропускать воду, поступающую с поверхности. Хорошая водопроницаемость препятствует накоплению воды в почве и заболачиванию, поэтому почвы с высокой водопроницаемостью, как правило, сухие и теплые, в них создаются благоприятные условия для процессов самоочищения. Хорошая водопроницаемость почвы способствует также накоплению профильтрованных вод над грунтами и образованию подземных источников. В то же время, высокая фильтрационная способность в отдельных случаях может иметь негативный характер, так как может способствовать загрязнению подземных источников стоками, проникающими в почву с поверхности.

Влагоемкость почвы характеризуется количеством воды, удерживаемой почвой в порах. Влагоемкость тем больше, чем меньше размер пор и больше пористость почвы. Большое количество маленьких пор делает мелкозернистые почвы весьма влагоемкими. Так, глина удерживает в своих порах в 2-3 раза больше воды, чем песок, а торф — в 30-40 раз. Высокая влагоемкость уменьшает воздухо- и водопроницаемость почвы, снижает ее способность к самоочищению. Влагоемкие почвы влажные, холодные, создают сырость в помещениях.

Причиной сырости может быть и такое свойство почв как капиллярность — способность почвы поднимать по капиллярам воду из нижних слоев почвы в верхние. Капилляры образуются частицами почвы. Чем меньше частицы и поры между ними, тем больше капиллярность. Высокая капиллярность способствует подъему уровня грунтовых вод и может стать причиной сырости даже в зданиях, фундаменты которых были заложены выше уровня грунтовых вод.

Таким образом, крупнозернистые почвы обладают хорошей воздухо- и водопроницаемостью, низкой влагоемкостью и капиллярностью, тогда как мелкозернистые, наоборот, отличаются низкой воздухо- и водопроницаемостью, но высокой влагоемкостью и капиллярностью. Поэтому мелкозернистые почвы не совсем благоприятны для строительства, в них плохо протекают процессы самоочищения, они непригодны для захоронения трупов, создают неблагоприятный микроклимат на территории.

Большое гигиеническое значение имеют тепловые свойства почвы, которые зависят от степени нагрева почвы солнцем, климатических условий, рельефа местности, характера и свойств почв, наличия растительности и других факторов. Сильнее всего солнцем нагреваются сухие каменистые грунты и песчаные почвы, особенно на южных и юго-восточных склонах. Слабее нагреваются глина, торфяные почвы, чернозем, почвы, покрытые растительностью. Влажная почва почти не нагревается. Температура почвы особенно важна для создания благоприятных микроклиматических условий в подвальных помещениях и на первых этажах зданий.

Почва отличается невысокой теплопроводностью, в связи с чем колебания наружной температуры доходят на глубину 2 м с запозданием на 2 месяца. В результате этого летом на такой глубине определяются более низкие температуры, чем на поверхности, а зимой – более высокие. Эти свойства используются для сооружения погребов и подземных хранилищ для скоропортящихся продуктов. Кроме того, в южных районах более низкая температура почвы под зданиями играет положительную охлаждающую роль для помещений первого этажа.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Глава 5 гигиена почвы

Гигиеническое значение состава и свойств почвы

Учение о почве как особом естественно-историческом теле было создано великим русским ученым В. В. Докучаевым (1846—1903). Он впервые указал, что почвой следует называть наружные горизонты горных пород, измененные совместным действием ряда факторов: климата, растительности, рельефа, почвенных организмов. Таким образом, почва — это обладаю­щий плодородием верхний слой земной коры, образовавшейся под влиянием физических, химических, биологических и технических факторов. Плодородие — отличительный признак почвы от всех других пород.

Почва — огромная естественная лаборатория, в которой не­прерывно протекают самые разнообразные сложные процессы разрушения и синтеза органических веществ, фотохимические процессы.

В почве живут и гибнут различные патогенные бактерии, ви­русы, простейшие, яйца гельминтов. Доказано, что загрязнен­ная почва может прямо или опосредованно оказывать токсиче­ское, аллергенное, канцерогенное, мутагенное и другое воздей­ствие на организм. Она также может оказывать большое влияние на здоровье людей и санитарные условия их жизни. С почвой тесно связано количество и качество продуктов расти­тельного и животного происхождения, т. е. с почвой тесно свя­зано наше питание. Благодаря своему уникальному свойству, плодородию почва является ценным природным ресурсом и средством производства, дающим более 90 % продуктов пита­ния и сырья для перерабатывающей промышленности и других производств, в частности для фармацевтической промышлен­ности. Многие растения являются основным сырьем для полу­чения лекарственных препаратов.

Почва является главным элементом биосферы, где происхо­дят миграция и обмен всех экзогенных химических веществ на нашей планете. Она занимает важное место в системе профи­лактической защиты биосферы в целом, так как загрязненная почва может стать источником загрязнения атмосферного воз­духа, воды, продуктов питания человека и кормов животных.

Почва оказывает существенное влияние на климат местно­сти, химический состав растительных продуктов и, следова­тельно, опосредованно воздействует на продукты животного происхождения.

Почва состоит из материнской породы, мертвого органическо­го вещества, живых существ, воздуха и воды. Толщина почвы ко­леблется от нескольких сантиметров до 3 м и более. Ее площадь составляет всего около >/₁₀ площади материков.

Материнская порода представляет собой сложный комплекс минеральных соединений (90—99 %), состоящих в основном из песка, глины, извести и ила, включающих соли кремния, каль­ция, магния, алюминия и др. В зависимости от соотношения песка и глины все почвы делятся на песчаные, супесчаные, гли­нистые и суглинистые. С учетом размера частиц выделяют ка­менистую часть (с диаметром частиц более 3 мм), песок (0,2— 3 мм), глину (0,001—0,01 мм), коллоидную фракцию гумуса — перегноя (меньше 0,0001 мм). От механического состава, раз­мера частиц и их характера зависят такие свойства почвы, как пористость, воздухопроницаемость, влаго- и теплоемкость, те­пловой режим. Так, крупнозернистые почвы, как правило, об­ладают хорошей воздухо- и водопроницаемостью, а мелкозер­нистые характеризуются значительной водоемкостью, высокой гигроскопичностью и капиллярностью.

В гигиеническом отношении наиболее благоприятной является почва, имеющая большую воздухо- и водопроницаемость, так как эти свойства способствуют процессам самоочищения, обеспече­нию нормального теплового режима приземного слоя атмосферы. Такие почвы, как правило, не заболачиваются, поэтому для строительства жилых и общественных зданий выбирают участ­ки земли с крупнозернистой почвой.

Важной характеристикой почвы является ее водоемкость — количество воды, которое может быть поглощено единицей объ­ема почвы. Установлено, что чем мельче поры, тем больше воды может поглотить и удерживать почва. Так, торфянистые почвы могут удерживать 3—5-кратное и более количество воды, песча­ные — около 20 %, глинистые — около 70 % воды по массе.

Другой важной характеристикой почвы является ее темпера­тура, от которой в значительной степени зависят температура приземного слоя атмосферы, тепловой режим помещений пер­вых этажей и подвалов. Температура почвы оказывает сущест­венное влияние на жизнедеятельность почвенных организмов и процессы самоочищения. Она во многом определяется харак­тером почвы, географическим положением, рельефом местно­сти, временем года. Так, каменистые и сухие почвы со склоном, обращенным на юг и юго-восток, имеют более высокую темпе­ратуру и быстрее нагреваются.

Одной из постоянных частей почвы является воздух. От его удельного содержания зависят прежде всего процессы окисле­ния, он постоянно обменивается с атмосферным воздухом. Это­му способствуют колебания температуры и уровня грунтовых вод, барометрическое давление, отсасывающее действие ветра, атмосферные осадки и другие факторы. Почвенный воздух су­щественно отличается от атмосферного: в нем содержится зна­чительно большее количество диоксида углерода, водяных паров и мало кислорода. Так, с возрастанием глубины (до 5—6 м) ко­личество кислорода снижается до 14 %, а содержание диоксида углерода увеличивается до 8 %. Состав почвенного воздуха в значительной степени определяется структурой почвы и жизне­деятельностью ее микроорганизмов. При высоком содержании органических веществ, низкой воздухопроницаемости в почве преобладают анаэробные процессы с выделением метана, ам­миака, сероводорода и других газов. Вместе с тем в рыхлых круп­нозернистых почвах осуществляется лучше аэрация, благодаря чему биохимические процессы протекают по аэробному типу.

Наряду с другими компонентами почва содержит и опреде­ленное количество воды, зависящее от водоемкости почвы и климатических условий. При этом вода может находиться в хи­мически связанном состоянии. Почва оказывает существенное влияние на химический и бактериальный состав воды. Фильт­руясь через почву, вода обогащается солями и микроорганиз­мами, но может загрязняться токсичными веществами и пато­генными микробами. Особенно это относится к почвенной во­де, расположенной близко к поверхности земли. Под действием силы тяжести вода находится в постоянном движении. Она просачивается в нижние слои почвы и может задерживаться на водонепроницаемых породах (глина, гранит и др.) в виде грун­товых вод. При этом вода почти полностью лишается раство­ренного кислорода, идущего на биохимические процессы, и обогащается диоксидом углерода.

Вода участвует в разнообразных процессах, протекающих в почве, обеспечивает необходимые условия жизни для почвен­ной флоры и фауны. Являясь универсальным растворителем, почвенная вода содержит органические и минеральные соеди­нения, от которых зависит химический состав растений. Поч­венная вода, оказывая влияние на теплоемкость и теплопровод­ность почвы, определяет ее тепловые свойства. Сырые, с боль­шим содержанием воды почвы оказывают неблагоприятное влияние на теплообменные процессы, в частности на радиаци­онный баланс. В связи с этим такие почвы малопригодны для строительства жилых, общественных и промышленных зданий. Из водоносного горизонта свободная вода способна подни­маться по почвенным капиллярам, что важно учитывать при за­кладке фундаментов зданий, так как это может послужить при­чиной постоянной сырости нижней части стен и разрушения фундамента.

Живые организмы почвы представлены в основном микро­бами. Общее число их достигает 2 млрд на 1 г почвы. Среди них есть грибы, водоросли, бактерии, простейшие и вирусы. Кроме того, в почве обитают простейшие животные, личинки и кукол­ки мух, насекомых и др. Количество микроорганизмов подвер­жено существенным колебаниям, обусловленным механиче­ским составом почвы и химическими ее свойствами, темпера­турным режимом, солнечной радиацией, аэрацией и другими факторами.

Микроорганизмы играют исключительно важную роль в процес­сах самоочищения почвы, т. е. в процессах превращения органиче­ских веществ, опасных в эпидемиологическом отношении, в неор­ганические соединения — минеральные соли и газы. Процессы раз­ложения и минерализация органических веществ, поступающих в почву в больших количествах в результате производственной и бытовой деятельности человека, могут протекать под влиянием бактерий как аэробно — при обилии кислорода воздуха, так и анаэробно — без доступа кислорода. Установлено, что одни бак­терии для своего развития могут использовать белки, другие — минеральные соединения, третьи (нитрофикаторы) окисляют аммиак до нитритов, а затем до нитратов. Ряд бактерий (желе­зобактерии) превращают соли закиси железа в гидрат окиси, се­робактерии окисляют соединения серы в соли серной и серни­стой кислот (сульфаты, сульфиты). Благодаря этим процессам в почве совершается круговорот веществ.

В гигиеническом отношении аэробный процесс более благо­приятен, поскольку при нем разложение органических веществ протекает без образования дурнопахнущих и вредных веществ: аммиака, сероводорода, метана, индола, скатола, метилмеркап- тана и др.

Источник