Почва как фактор среды обитания
Почва–это природное образование, состоящее из связанных между собой горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под действием воды, воздуха и живых организмов. Почва состоит из твердой, жидкой (почвенный раствор), газообразной и живой (почвенная флора и фауна) частей.
Каждая почва включает минеральные, органические и органоминеральные комплексы соединений, а также почвенные растворы, почвенный воздух и почвенные микроорганизмы.
Как один из факторов окружающей среды почва и подстилающие ее горные породы (грунт) оказывают большое влияние на здоровье людей и санитарные условия жизни населения. Почве принадлежит ведущая роль в круговороте веществ в природе, обеззараживании твердых и жидких отходов. Она оказывает существенное влияние на климат, химический состав растительных продуктов и опосредованно на продукты животного происхождения.
Одной из постоянных частей является почвенная влага. Её гигиеническое значение состоит в том, что все химические вещества, а также биологические загрязнители почвы (яйца гельминтов, простейшие, бактерии, вирусы) могут мигрировать в почве только с ней. Кроме того, все химические и биохимические процессы, протекающие в почве, в том числе процессы самоочищения почвы от органических соединений, осуществляются в водных растворах.
Другой постоянной частью почвы является воздух. Гигиеническое значение почвенного воздуха состоит в том, что отклонение от его естественного состава может явиться показателем загрязнения почвы. Кроме того, с почвенным воздухом могут передвигаться на большие расстояния летучие загрязнители почвы. Кислород почвенного воздуха обеспечивает процессы самоочищения почвы от органических загрязнителей.
В результате хозяйственной деятельности человека в почву поступает различное количество экзогенных химических веществ: пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растений, поверхностно-активных веществ, полициклических ароматических углеводородов, промышленных и бытовых сточных вод, выбросов промышленных предприятий и транспорта и т.п.
Почва, являясь элементом биосферы Земли, формирует химический состав потребляемых человеком продуктов питания, питьевой воды и отчасти атмосферного воздуха; этот состав зависит от естественной химической природы почв, а также качества и количества вносимых в почву экзогенных химических веществ. Описаны случаи отравления людей и животных, употребляющих фитомассу, выращенную на земельных участках эндемических районов и содержащую повышенные концентрации некоторых химических веществ. Так, растения, произрастающие на щелочных почвах (США, Канада, Ирландия) с высоким содержанием селена, могут накапливать его в количествах до 5000 мг/кг. Высокая концентрация селена в растительных продуктах является причиной возникновения «щелочной болезни» скота (селеновый токсикоз), отравлений людей и массовой гибели сельскохозяйственных животных.
В настоящее время, кроме естественных эндемических почвенных регионов, появились искусственные биогеохимические районы и провинции. Их появление связано с использованием разнообразных пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растений и пр., а также с поступлением в почву промышленных выбросов, сточных вод и отходов, содержащих химические вещества, относящиеся к разным классам опасности.
В искусственных геохимических провинциях отмечается повышение уровня заболеваемости, иногда врожденные уродства и аномалии развития, нарушения физического и психофизического развития детей.
Помимо отдаленных последствий, в искусственных геохимических провинциях наблюдаются случаи не только хронических, но и острых отравлений при проведении работ на сельскохозяйственных полях, огородах, садах, обработанных пестицидами, а также на земельных угодьях, загрязненных экзогенными химическими веществами, содержащимися в атмосферных выбросах промышленных предприятий.
Например, загрязнение почвы фтором за счет промышленных выбросов приводит к накоплению его в растениях, а затем к развитию флюороза у людей, потребляющих культурные растения, выращенные на этой почве. При этом отмечается неблагоприятное влияние фтора на функцию кроветворения, фосфорно-кальциевый обмен, наблюдается возникновение болезней печени, почек и других нарушений. Кроме того, повышенное содержание фтора в почве приводит к нарушению процессов ее самоочищения.
Поступление в почву ртути даже в незначительных количествах оказывает большое влияние на ее биологические свойства. Установлено, что ртуть снижает аммонифицирующую и нитрифицирующую активность почвы. Повышенное содержание ртути в почве населенных мест оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека: наблюдается увеличение частоты заболеваний нервной и эндокринной систем, мочеполовых органов.
Свинец при попадании в почву угнетает деятельность не только нитрифицирующих бактерий, но и микроорганизмов-антагонистов кишечной и дизентерийной палочек Флекснера и Зонне, удлиняет сроки самоочищения почвы; при повышенном содержании его в почве у населения наблюдаются патологические изменения со стороны кроветворной и репродуктивной систем, органов внутренней секреции, а также отмечается учащение случаев злокачественных новообразований.
Находящиеся в почве химические соединения смываются с ее поверхности в открытые водоемы или поступают в грунтовый поток воды, тем самым определяя качественный состав хозяйственно-питьевых вод, а также пищевых продуктов растительного происхождения. Качественный состав и количество химических веществ в этих продуктах во многом определяется типом почвы и ее химическим составом.
Особое гигиеническое значение почвы связано с опасностью передачи человеку возбудителей различных инфекционных заболеваний. Несмотря на антагонизм почвенной микрофлоры, в ней длительное время способны сохраняться жизнеспособными и вирулентными возбудители многих инфекционных заболеваний. В течение этого времени они могут загрязнять подземные водоисточники и заражать человека. Длительно сохраняются в почве не только патогенные бактерии, но и вирусы. Также в почве длительно (20-25 лет) сохраняются споры патогенных микроорганизмов: столбнячной палочки, возбудители газовой гангрены, ботулизма и сибирской язвы.
Наиболее простой путь заражения – через руки, загрязненные инфицированной почвой. Описан случай эпидемии брюшного тифа, охватившей за 36 дней 60% детей в детском саду, инфицированных через загрязненный песок. Однако чаще встречаются более сложные пути передачи инфекционного начала через почву. Имеются данные о вспышках тифа, возникших в результате проникновения возбудителей из загрязненной почвы в грунтовые воды, о колодезных эпидемиях брюшного тифа и дизентерии, связанных с загрязнением почвы. С почвенной пылью могут распространяться возбудители ряда других инфекционных болезней (микробактерии туберкулеза, вирусы полиомиелита, Коксаки и др.) Почва играет эпидемическую роль в распространении гельминтов. В естественных условиях в почву постоянно поступают органические вещества, в первую очередь вещества растительного происхождения. Уровень загрязнения почвы органическими веществами является косвенным показателем эпидемической опасности почвы.
В последнее время оценка эпидемической опасности почв населенных пунктов проводится по количеству в 1 г. почвы бактериальных клеток (кишечных палочек, энтерококков, патогенных энтеробактерий, энтеровирусов) и яиц гельминтов с учетом характера землепользования.
Для почвы существует своя система защиты, которая относится к процессам самоочищения почвы. Самоочищение почвы – это способность почвы минерализовать органические вещества, превращая их в безвредные в санитарном отношении органические и минеральные формы, которые способны усваиваться растительностью. Минерализация органических веществ очень сходна с аналогичным процессом, происходящим в воде. Процесс проходит в 2 стадии: первая стадия распада (разложения). Органические вещества распадаются на простые, по большей части минеральные вещества. Вторая стадия – синтез гумуса, то есть новых органических веществ, безвредных в санитарном отношении.
В искусственных сооружениях обезвреживание осуществляется главным образом за счет процессов гумификации биотермическим методом. Это способ обезвреживания отбросов, в основе которого лежит их самонагревание до 50° и выше под влиянием жизнедеятельности термофильных (любящих тепло) микроорганизмов, что имеет место в условиях рыхлого содержания органических отбросов влажностью от 40-45 до 70-75% при затрудненной теплоотдаче. Обычно такие условия создаются сами собой при хранении большого количества влажного сена, соломы, листвы, ботвы, торфа, конского навоза, овощей, картофеля, домового мусора и пр. Этим же процессом с давних времен пользуются при обогреве парников и теплиц конским навозом для ранней выгонки овощей. Одновременно происходит уничтожение вегетативных форм патогенных бактерий, вирусов, простейших, яиц гельминтов, яиц и личинок мух, семян сорняков.
Источник
Почва как фактор окружающей среды. Понятие о почвообразующих факторах. Механический состав, физические свойства почвы, водно-воздушный режим, их гигиеническая характеристика.
Почва – 1. это верхний слой коры, на котором гнездится органическая жизнь (Хлопин).
2. это наружный слой горных пород, измененный под влиянием воды, воздуха и различных организмов (Докучаев).
3. это верхний рыхлый плодородный слой земли.
4. это особое естественно-историческое природное тело, возникшее на поверхности суши земного шара в результате совокупного взаимодействия факторов почвообразования: климата, горных пород, растений, животных, микроорганизмов и времени.
5. это саморазвивающаяся система, обеспечивающая круговорот веществ в природе.
Как фактор(абиотический) окружающей среды почва прямо или косвенно воздействующие на живые организмы. Эдафические (или почвенные) факторы представляют собой совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений. Например, влияние биогенных элементов, влажности, структуры почвы, содержание гумуса и т.п. на рост и развитие растений.
Почва оказывает влияние на: круговорот веществ в природе, климат, химич.состав продуктов животного и растительного происхождения, санитарные условия жизни, здоровье населения.
Под факторами почвообразования понимаются внешние по отношению к почве компоненты природной среды, под воздействием и при участии которых формируется почвенный покров земной поверхности. Впервые эту тесную причинную взаимосвязь между природными условиями, характером почвообразования и свойствами почвы установил В.В.Докучаев. Он же и выявил основные факторы почвообразования, которыми являются: почвообразующие породы (материнская порода), климат, рельеф, почвенные микроорганизмы, хозяйственная деятельность человека и время (возраст). Перечисленные факторы в их разнообразном сочетании создают великое множество типов почв, их комбинаций, неповторимую мозаику почвенного покрова.
Механический состав почвы – это содержание в почве элементарных частиц различного размера. Механический состав почвы выражают в процентах к весу абсолютно сухой почвы. Механические элементы почвы это частицы твердой фазы почвы, имеющие различные величины (камни, гравий, крупный, средний и мелкий песок, пыль, ил, коллоиды). Встречаются крупные частицы – камни, остатки горных пород и минералов, размеры которых могут варьировать от 2-3 см в диаметре, до 10-12 cм. Большую часть занимают мелкие частицы, которые не видны вооруженным глазом. Имеются частицы, которые можно заметить только в микроскоп при увеличении в сотни раз. И есть еще меньшие частицы, различаемые только в электронном микроскопе.
Физические свойства и их гигиеническая характеристика.
1.Пористость (обратно пропорциональна величине зерен почвы): крупнозернистые почвы – поры составляют до 25% объема (песок, гравий), мелкозернистые почвы — 85% (чернозем), 40-45% (глинозем).
2.Капиллярность (способность поднимать влагу): выше у мелкозернистых почв
3.Гигроскопичность почвы (способность притягивать водяные пары из воздуха): минимальной гигроскопичностью обладают крупнозернистые почвы, свободные от загрязнений.
4.Влагоемкость (способность почвы удерживать влагу): высокая влажность — чернозем, меньше подзолистая и еще меньше песчаная почва (строительство зданий на сухих почвах, МК (влажность) в населенных местах и внутри зданий).
5.Почвенный воздух (содержание O2 — 18-19%) в чистой почве – O2 + CO2, в загрязненной почве — + H2 и CH4) (способность почвы к самоочищению, к гумификации (а не гниению) органики, состав микрофлоры по аэробности).
6.Почвенная влага — существует в химически связанном, в жидком и газообразном состоянии (МК и на выживание м/о в почве).
7.Тепловые свойства (зависят от цветности почв) (МК (температура) на поверхности, в зданиях, под землей – в погребах, шахтах)
Гигиеническое значение в том, что благодаря физическим свойствам почв формируются состав и свойства поверхностных и подземных вод, выявляется пригодная либо непригодная для строительства или употребления в быту почва.
Водно-воздушный режим и его гигиеническое значение. Это содержание и состав воздуха почвы за определённое время (сутки, сезон, год); важный фактор почвенного плодородия. Чтобы растения нормально росли и развивались, чтобы были обеспечены благоприятные условия для почвообразовательных процессов, вода и воздух в почве должны находиться в определенном соотношении. Это зависит от поступления в почву воды и воздуха, их передвижения и расходования, т. е. от водно-воздушного режима. В почву поступают атмосферные осадки, она увлажняется грунтовыми водами, в почвенных порах конденсируются водяные пары, находящиеся в почвенном воздухе. В орошаемом земледелии почва увлажняется в основном поливной водой.
Воздух поступает в почву из атмосферы. Его количество и обмен с атмосферой тесно связаны с водным режимом почвы, так как вода и воздух занимают в почве промежутки между ее твердыми частицами. Чем больше в ней воды, тем меньше воздуха, и наоборот. Вот почему водный и воздушный режимы почвы обычно рассматривают во взаимосвязи.
Источник
Почва как фактор внешней среды. Санитарная охрана почвы. Гигиеническое и эпидемиологическое значение почвы.
Итак, почва является важным фактором окружающей среды.
Почва – это наружные горизонты горных пород, представляющие собой комплекс органических и минеральных соединений и естественно изменяемый совместным влиянием воды, воздуха и различного рода организмами (микробами и т.д.). От почвы следует отличать грунт.
Грунт – это горная, рыхлая порода, которая служит материалом для образования почвы. Этот процесс исчисляется миллионами лет.
Есть два места, где нет почвы в Петербурге и в Выборге.
ЭПИДЕМИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ.
Большинство почвенных микробов – безвредные сапрофиты. Наибольшее количество микробов находиться на глубине 1-2 см, далее постепенно их число уменьшается, на глубине 4-5 см почва бывает обычно стерильной.
Почва, загрязненная органическими веществами животного происхождения, представляет собой благоприятную среду для сохранения и развития микроорганизмов, среди которых могут быть и возбудители инфекционных болезней. В населенных пунктах выживаемость в загрязненной почве возбудителей дизентерии, брюшного тифа, паратифа, холеры, а так же гноеродных инфекций исчисляется обычно неделями, а иногда и месяцами, в зависимости от наличия питательного материала, физических свойств почвы и общего микробного пейзажа. Непосредственное заряжение через почву не является частым путем распространения инфекций. Практически речь может идти главным образом о заражении столбняком, газовой гангреной и злокачественным отеком через почву, попавшую в раны при травматических повреждениях кожи и огнестрельных ранениях.
Через почву, проникающую в организм человек, возможно заражение сибирской язвой и ботулизмом. В почве споры сибирской язвы могут сохранятся годами.
Возбудители острых кишечных инфекции попадают из почвы главным образом в грунтовую воду или поверхностные водоемы и распространяются далее водным путем.
Заражение может произойти и через овощи, выращиваемые на земледельческих полях необезвреженными нечистотами, а так же через мух.
Большое значение имеет почва и в распространении гельминтозов, являясь основной средой для развития и созревания яиц гельминтов, которые могут сохранятся 5- 7 лет.
К счастью, почва обладает способностью к самоочищению – т.е. может превращать органические вещества, опасные в эпидемиологическом отношении, в неорганические соединения – минеральные соли и газы.
Процессы самоочищения зависят от:
1. Структуры почвы.
2. Ее химического состава.
3. Ее бактериального состава.
Что же мы хотим получить от самоочищения?
1. Хотим, чтобы все органические вещества, попадавшие в почву, минерализовались и превратились в минеральные соли.
2. Хотим, чтобы погибли возбудители ряда заболеваний, исчезла патогенная флора.
3. Хотим, чтобы хотя бы яйца гельминтов не погибли, но потеряли жизнеспособность.
Этот процесс идет в два этапа:
1. Минерализация – органические вещества, содержащие белки, жиры и углеводы и продукты их обмена подвергаются распаду вплоть до образования неорганических веществ. Этот процесс может протекать как в аэробных, так и в анаэробных условиях: в аэробных – до конечных продуктов распада (при объеме кислорода воздуха), в анаэробных – сопровождается выделением вредных веществ (газов с «дурным» запахом), продуктов полураспада, без кислорода, с помощью гнилостных бактерий.
2. Нитрификация (те. образование селитры), происходит только в аэробных условиях при обязательном участии нитрифицирующих бактерий.
Одновременно с окислительными процессами в почве могут происходить и восстановительные процессы – денитрификация.
В процессе самоочищения в почве идет процесс синтеза из органических веществ нового сложного органического вещества почвы – гумуса.
Гумус – особое вещество, является биологически активной массой, является хорошим удобрением, эпидемиологически он безопасен и свидетельствует, что процесс самоочищения в почве дошел до конца – почва чистая.
Задача человека – сохранить способность почвы к гумосообразованию. Учитывая важность почвы для сохранения здоровья населения нашими отечественными гигиенистами разработаны критерии, по которым можно было бы оценивать о санитарном состоянии почвы.
Все эти критерии – показатели можно разделить на 5 групп:
1. Санитарно-химические показатели — дают представление о стадии процессов самоочищения:
Количество белкового азота в гумусе____________
Санитарное число = Количество органического неразложившегося азота
Чем ближе показатель к 1, тем чище соединение, азот аммонийный свежие, нитриты, нитраты недавние.
2. Санитарно-бактериологические показатели:
Титр кишечной палочки
3. Санитарно-гельминтологические показатели – подсчет числа яиц гельминтов (обычно яиц аскарид в 1 кг).
4. Санитарно-эпидемиологические показатели – число личинок и куколок мух (в 0,25 м3).
5. Санитарно-токсиколоческие критерии (появились в последнее время)
ü Это содержание вредных веществ в почве (сбросы промышленных предприятий)
ü Уровень радиации
ü Содержание 3,4-бензпирена.
Санитарно-эпидемиологическое значение отбросов (отходов).
Важное гигиеническое значение для создания благоприятных условий проживания имеет санитарное состояние населенных мест и, в частности, вопросы выброса, обезвреживания и обеззараживания бытовых и промышленных отбросов.
На человека в год приходится 140 – 160 кг отбросов и 700 – 1000 л жидких отбросов. Если умножить на число жителей города, получается колоссальное количество.
1. Отбросы до 62,71 % содержат органические вещества, которые весьма привлекательны для патогенной флоры, кроме того, они легко загнивают с выделением большого количества зловонных газов (результат неполного разложения органических веществ).
2. При высыхании отбросов образуются мельчайшая пыль, обладающая токсическими свойствами и нередко – аллергического характера.
3. При грязном содержании улиц и дворов невозможно содержать в чистоте и жилище.
Эпидемиологическое значение отбросов:
1. В отбросах патогенного фтора сохраняются дольше.
2. Отбросы – источник распространения гельминтов (гельминтоз).
3. Отбросы – хорошая среда для размножения мух и грызунов.
4. Отбросы, как уже отмечалось, причина распространения кишечных инфекций, вирусов, зоонозов, туберкулеза, гнойничковых заболеваний, ботулизма, столбняка, газовой гангрены.
Поэтому регулярно надо удалять все виды отбросов. Процессы эти должны быть механизированы и герметизированы.
Все отбросы делятся на:
В настоящее время в городских поселках Росси ежегодно образуется до 75 млн. т отходов производства и потребления, из которых вторичной переработке подлежит только 28 %.
В отвалах и на свалках накопилось 1,6 млрд. т опасных отходов, в связи, с чем в почве накапливается значительное количество сухих бактерий, аккумуляторов, ламп накаливания и люминесцентных синтетических материалов, бумаги и др., содержащих тяжелые металлы: алюминий, медь, цинк, свинец, олово, кадмий , хром, ртуть. Это приводит к загрязнению почвы и способствует вторичному загрязнению атмосферного воздуха, подземных вод.
Твердые отбросы – это домовой мусор, отбросы от кухонь, столовых, лечебно-профилактических учреждений, отбросы животного происхождения, от стойки.
Системы сбора твердых отходов:
1. Планово-регулярная – вывоз мусора из дворовых мусоросборников и приемных камер мусоропроводов
2. Планово-поквартальная, когда сами жильцы с ведрами ждут машину в определенный час.
3. Планово-подворная – сбор мусора из квартирных мусоросборников оставленных во дворе. Эта система самая гигиеничная.
Твердые отбросы должны вывозится 1 раз в день или 1 раз в 2 дня. Идеально, конечно, — через мусоропроводы, но туда попадают и жидкие отходы, кроме того, они не дезинфицируются, что приводит к накоплению и размножению организмов. Твердые отходы увозят за город – на полигоны (свалки), которые занимают огромные земельные участки. В сельской местности устраивают компостированные кучки. Через 12 месяцев там образуется гумус. Решение проблемы удаления твердых отбросов связано с строительством мусороперерабатывающих и мусоросжигающих заводов. У нас в России построено и эксплуатируется 2 мусороперерабатывающих и 7 мусоросжигающих заводов. Мощность этих предприятий обеспечивает переработку лишь 4,5 % от общего количества бытовых отходов. Наиболее перспективным является промышленная переработка твердых бытовых отходов на мусороперерабатывающих заводах, т.к. мусоросжигающие заводы являются источниками загрязнения атмосферного воздуха.
Жидкие отбросы – все нечистоты (фекалий, моча, помойные воды, атмосферные осадки, грязная вода от полива улиц).
Здесь две системы удаления:
ü Канализационная, которая бывает трех видов:
1. Общесплавная, когда хозяйственно-бытовые, производственные и атмосферные воды удаляются по одной общей сети труб и каналов.
2. Раздельная – когда бытовые и производственные воды отводятся по одной сет труб и каналов, а атмосферные — по другой.
3. Ливневая канализация или водосток, предназначена для приема и отведения атмосферных вод.
Процессы очистки хозяйственно-бытовых вод складывается из:
ü Надо задержать взвешенных веществ.
ü Надо обезвредить органические вещества.
ü Надо обезвредить или уничтожить патогенную микрофлору.
1. Механической очисткой.
2. Биологической очисткой.
3. Обеззараживанием очищенных сточных вод или дезинфекция.
САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ.
Относится к числу важнейших гигиенических задач. К числу основных мероприятий по санитарной охране почвы можно отнести следующие:
1. Законодательные, организационные и административные мероприятия.
2. Технические мероприятия, направленные на создание безотходных и малоотходных технологических схем производства, уменьшающих и снижающих до минимума образование отходов.
3. Санитарно-технические мероприятия по сбору, удалению, обезвреживанию и утилизации отходов, загрязняющих почву (санитарная очистка населенных мест).
4. Планировочные мероприятия, касающиеся научного обоснования и соблюдения величин санитарно-защитных зон между сооружения и жилыми зданиями, местами водозабора, выбора схем движения автотранспорта, выбора земельных участков под очистные сооружения.
5. Разработка гигиенических нормативов для оценки санитарного состояния почвы при поступлении в нее органических, биологических (условно-патогенные вирусы, бактерии, простейшие, яйца гельминтов) и химические (пестициды, тяжелые металлы, бензпирен и др.) загрязнителей. В настоящее время утверждено около 50 ПДК вредных веществ в почве.
Источник