Санитарно гигиенические показатели почвы гигиена
Санитарно-гигиеническая оценка почвы
Необходимость в санитарно-гигиенической оценке почвы возникает при выборе участков для строительства, при выборе места для почвенного метода обезвреживания отбросов, при решении вопроса о санитарном состоянии почвы на территории определенного района города или отдельных дворов. Выявленное загрязнение почвы является объективным показателем неудовлетворительного состояния очистки всего населенного пункта, отдельных его районов или усадьб.
Санитарно-гигиеническая оценка почвы начинается с целенаправленного санитарно-топографического обследования изучаемой территории. При санитарно-топографическом обследовании выявляют условия, от которых зависит загрязнение почвы, а также намечают особо типичные места для отбора проб на исследование.
В зависимости от задач применяют те или иные методы исследования. Например, при выборе земельного участка для обезвреживания нечистот производят физико-механический анализ почвы: определение гранулометрического состава, пористости, влагоемкости и других показателей механического строения и физических свойств почвы. При решении вопроса о санитарном состоянии почвы и о степени загрязнения применяют химические, бактериологические, гельминтоскопические, а изредка и энтомологические методы исследований.
В прошлом во многих гигиенических работах химическими тестами загрязнения почвы отбросами служили общий азот, аммонийные соли, нитриты, нитраты, хлориды и органический углерод. Однако впоследствии появились указания, что содержание перечисленных соединений зависит не только от степени загрязнения почвы, но и от типа ее. Например, загрязненная черноземная почва может содержать меньше хлоридов, чем чистая солончаковая. Тогда стали рекомендовать сравнивать результаты анализа исследуемой почвы с заведомо чистой почвой того же типа, что оказалось далеко не всегда выполнимым. Стремясь преодолеть эти трудности, Н. И. Хлебников предложил использовать в качестве нового санитарного показателя загрязнения почвы так называемое санитарное число, не зависящее от типа почвы.
Санитарным числом называется отношение «почвенного белкового азота» (азота гумуса) к общему количеству органического азота в почве. В процессе самоочищения почвы любого типа количество азота гумуса увеличивается и, следовательно, санитарное число возрастает, приближаясь к единице (табл. 11).
Таблица 11. Показатели санитарного состояния почвы (по С. Л. Альф, Е. Н. Мишустину, М. И. Перцовской, Н. И. Хлебникову)
Кроме сказанного, химические анализы могут производиться с целью определения загрязнения почвы выбросами промышленных предприятий (например, фтором, свинцом, радиоактивными изотопами), а также пестицидами и ядохимикатами, применяемыми в сельском хозяйстве.
При бактериологическом исследовании почвы, как и воды, весьма редко прибегают к определению патогенной микрофлоры (возбудители кишечных инфекций, столбняка, ботулизма, сибирской язвы).
В то же время широко используют определение косвенных показателей санитарного состояния почвы, к которым относится титр B. coli и B. perfringens. Титром кишечной палочки (или B. perfringens) называют то наименьшее количество почвы (в граммах), из которого при определенных условиях можно вырастить кишечную палочку (или B. perfringens). Чем меньше величина коли-титра почвы, тем интенсивнее фекальное загрязнение ее (см. табл. 11). Длительность выживания кишечной палочки в почве приблизительно совпадает со сроком сохранения во внешней среде патогенных неспорообразующих бактерий.
Поэтому увеличение титра кишечной палочки служит показателем отмирания в почве патогенных микробов.
Присутствие в почве анаэробной палочки — B. perfringens также указывает на фекальное загрязнение, но споры ее сохраняются в почве долгое время. Поэтому при свежем фекальном загрязнении почвы титр кишечной палочки и B. perfringens низкий (см. табл. 11), а при давнем загрязнении — величина титра кишечной палочки сравнительно велика, а титра B. perfringens значительно меньше.
Определение яиц гельминтов в почве является прямым показателем наличия в ней болезнетворных начал и в условиях умеренного климатического пояса используется в качестве показателя степени фекального загрязнения почвы (см. табл. 11).
Значительно реже для санитарной оценки почвы производят санитарно-энтомологическое исследование, состоящее в обнаружении и подсчете личинок, куколок и взрослых мух в почве.
Источник
Методы санитарно-гигиенической оценки почвы
Министерство сельского хозяйства РФ
ФГОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная
академия имени академика Д. Н. Прянишникова
по зоогигиене на тему:
«Методы санитарно-гигиенической оценки почвы»
Проверил: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры анатомии
Общее зоогигиеническое значение почвы………………………………………4
Показатели санитарно-гигиенической оценки почвы…………………………..6
Биологический состав почвы…………………………………………………. 13
Источники загрязнения почвы………………………………………………….18
Мероприятия по охране почвы от загрязнений………………………………..21
Почвой называют рыхлый поверхностный слой земной коры (литосферы), обладающий свойством плодородия. Почва сформировалась в результате действия геологических факторов, физико-химических и биологических процессов. В ней совершаются сложные химические и биологические изменения, главным образом процессы разрушения органических веществ животного и растительного происхождения.
Почва – приемник и поглотитель различных растительных, животных и хозяйственно-бытовых отходов, резервуар и источник многообразной микрофлоры и микрофауны. В ней также образуются разнообразные новые соединения, гнездятся корни растений, в её недрах находятся подземные воды. Заболоченность почвы или высокое стояние почвенных вод могут служить причинами сырости помещений животноводческих ферм и даже наводнений.
Почва оказывает большое влияние на климат местности, а её рельеф и другие местные особенности – на микроклимат животноводческих помещений, развитие растительности. Характер почвы необходимо учитывать при строительстве и планировке отдельных зданий, благоустройстве территории ферм и эксплуатации.[1]
Общее зоогигиеническое значение почвы
С гигиенической точки зрения различают почвы: каменистую, гравелистую, хрящеватую, песчаную (содержащую более 80% песка и менее 10% глины), супесчаную (песка больше 10, но меньше 30% глины), мелкосуглинистую (больше 50, но меньше 80% глины, остальное – преимущественно песок), глинистую (больше 80% глины), известковую (больше 20% извести), меловую, (очень мелкий песок с известковой глиной), чернозем (больше 20% гумуса), торф.
Сумму всех механических элементов почвы с размером частиц менее 0,01 мм называют физической глиной, а больше 0,01 мм – физическим песком.
В данную классификацию кроме подразделения почв в зависимости от содержания физической глины и физического песка введено понятие о преобладающих фракциях. Таких фракций выделено пять: гравелистая (3 – 1 мм), песчаная (1 – 0,05 мм), крупнопылевая (0,05 – 0,01 мм), пылевая (0,01 – 0,001 мм) и илистая ( 2 и толщиной 10 см за 24 ч проходит: через торфяную – 1 см 3 , суглинную – 1674, песчаную – 5760 см 3 воды.
Водопроницаемость почвы оказывает решающее влияние на образование почвенных вод и накопление их запасов в недрах земли, что имеет непосредственное отношение к снабжению животноводческих ферм водой из подземных источников.
От проходимости почвы зависят возможности использования её для очистки сточных вод ферм, а также степень загрязнения подземных источников водоснабжения поверхностными стоками населённых мест и животноводческих объектов.
При прохождении воды через почву некоторая её часть всегда остаётся внутри почвы, задерживается ею. Способность почвы вмещать и удерживать в себе то или иное количество воды в своих порах называют влагоёмкостью. Поглотительная способность почвы тем больше, чем меньше величина пор и чем больше их общий объём. Поэтому чем почва более мелкозерниста, тем больше её влагоёмкость. Так, 100 частей песка связывают по весу 25 частей воды, глинистого песчаника – 40, чистой глины – 70, а 100 частей чернозема – 1900 частей воды. Некоторые сорта торфа удерживают 200 – 300% воды и больше. Большая влагоемкость бывает также в почвах, содержащих много перегнойных и коллоидных частиц, которые впитывают воду и набухают, а также при наличии в почве нитратов, поваренной соли и едкой извести, поглощающих воду.
Большая влагоемкость почвы уменьшает воздухо- и водопроницаемость, приводит к отсыриванию помещений, повышает теплопроводность почвы и препятствует разложению органических веществ. Почвы с большоё влагоемкостью относят к нездоровым, сырым и холодным.
Капиллярность. Под капиллярностью понимают её способность поднимать по капиллярам воду из нижних горизонтов в верхние. Чем посва менее зернистая, а потому и более мелкопористая, тем больше её капиллярность, выше поднимается вода. Крупнозернистые почвы поднимают воду быстрее, но не на большую высоту. В каменистой почве, в которой поры очень крупные, капиллярность равна нулю. Самой большой большой капиллярностью обладает наиболее мелкозернистая почва – торф. Он поднимает воду на высоту до 4 – 6 м, лёсс – на 2, глина – на 1,2, песок – 0,3 – 0,5 м.
Большая капиллярность почвы может быть причиной сырости зданий. Фундаменты в мелкозернистой почве могут быть заложены гораздо выше уровня стояния в ней почвенных вод, но в силу её большой капиллярности почвенная вода может подняться по порам почвы даже выше фундамента зданий.
В порах почвы содержатся также пары воды: относительная влажность почвенного воздуха редко бывает менее 70%, а на глубине 2 м и более он полностью насыщен парами воды, и относительная влажность составляет 100%. Благодаря капиллярности верхние слои почвы обеспечиваются влагой и питательными веществами: чем больше капиллярность почвы, тем быстрее поднимается вода и тем энергичнее окислительные процессы в почве.
Гигроскопичность. Свободные поверхности почвенных зёрен составляют огромную поверхность, обладающую способностью притягивать водяные пары воздуха и сгущать их в порах почвы. Чем почва более мелкозерниста, тем относительно больше поверхность её зёрен и, следовательно гигроскопичность. Последняя увеличивается также при наличии в почве перегнойных и коллоидных веществ, большой влажности атмосферного воздуха. Глинистые и гумусовые почвы, загрязнённые органическими веществами, отличаются большой гигроскопичностью. В среднем песок поглощает (адсорбирует) по массе 0,3 – 0,4%, глина – 4%, гумус – 12% гигроскопической воды. Больше всего поглощают воду коллоидальные вещества почвы. Минимальную гигроскопичность имеют крупнозернистые почвы, свободные от загрязнений территории ферм и пастбищные участки хозяйств.
Испаряющая способность почвы. Чем меньше испаряющая способность почвы, тем больше задерживается в ней влаги, тем она более сырая. Так, мелкозернистые светлые почвы с небольшой растительностью, слабо освещённые солнечными лучами больше задерживают влагу, чем крупнозернистые. Испарение влаги с поверхности почвы уменьшается также при наличии в ней растворенных солей, увеличивающих её гигроскопичность, при повышенной влажности окружающего воздуха, интенсивном смачивании её дождями и талым снегом.
Воздухопроницаемость. Под воздухопроницаемостью понимают способность почвы пропускать воздух через свою толщу. Почвенный воздух находится в порах почвы, не заполненных водой, в адсорбированном виде в частицах почвы и, кроме того, растворён в почвенных водах.
Почвенный воздух по составу значительно отличается от атмосферного: по мере углубления в почву количество кислорода снижается, тогда как содержание углекислоты возрастает.
Количество кислорода в почвах, богатых органическими веществами, уменьшается до 10% и менее, а содержание углекислоты возрастает до 15% и более. В загрязненных почвах могут присутствовать газообразные примеси (CH4, H2S, NH3), а также индол, скатол, жирные кислоты и др.
Воздухопроницаемость почвы повышается с ростом барометрического давления и уменьшается с увеличением толщины поверхностного слоя почвы и её влажности. Вода, заполняющая поры, вытесняет из них воздух и мешает ему проникнуть в почву. Почвенный воздух не содержит ни пыли, ни микроорганизмов: они задерживаются при фильтрации воздуха в почве и адсорбируются почвенными частичками.
Проходимость почвы для воздуха и обогащение её кислородом имеют большое гигиеническое значение, связанное с биохимическими процессами окисления, протекающими в почве и освобождающими её от органических загрязнений, вносимых человеком и животными. Здоровая почва должна быть крупнозернистой и сухой так как сырые и мелкозернистые почвы очень плохо вентилируются, а следовательно, в них плохо проходят процессы самоочищения.
Тепловой режим. Почва нагревается солнцем. Тепло распределяется в почве в зависимости от её теплоёмкости, теплопроводности и радирующей способности.
Температура почвы значительно отличается от температуры наружного воздуха. Колебания её в течение суток и года менее резки и по мере углубления в почву всё более и более уменьшаются. Чем глубже, тем суточные и годовой максимумы температуры почвы всё более запаздывают по сравнению с температурой воздуха. Зимой температура почвы намного выше температуры воздуха, а летом, наоборот, значительно ниже её.
Почва обладает плохой теплопроводностью. Меньше всего согреваются почвы рыхлые, мелкозернистые, сырые, богатые гумусом, окрашенные в более светлые цвета, не покрытые растительностью. Сравнительно хорошо проводят тепло почвы крупнозернистые, сухие, окрашенные в тёмные цвета и покрытые растительностью, а также почвы каменистые, плотные, особенно горные массивы, которые являются настоящими аккумуляторами тепла. Плотные почвы глубже
проводят тепло, чем рыхлые. Тепло проникает легче и глубже во влажную почву так как вода, заполняющая почвенные поры проводит тепло в 21 – 26 раз лучше, чем заполняющий их воздух. Поскольку температура почвы обычно ниже температуры тела животного, радиационный баланс организма на влажных почвах бывает отрицательным.
Температура почвы имеет очень большое гигиеническое значение. Она оказывает большое влияние на климат местности, а местная температура почвы на микроклимат. Особенности температуры почвы имеют громадное значение для жизни растений, корни которых предохраняются от холода в теплых слоях почвы. Она влияет также на физико-химические и биологические процессы, протекающие в почве. Определённую угрозу для здоровья животных, особенно молодых и слабых, представляют заморозки. Их чаще наблюдают в низких местах, куда стекаются холодные воздушные массы, которые в дальнейшем застаиваются. Небезопасен холодный, промерзший корм, который может вызвать острое вздутие, аборт и иные патологии у животных. Промерзающие грунты, особенно с высоким уровнем почвенной воды, могут выпирать фундаменты и нарушать целостность строений. От температуры почвы зависит глубина прокладки канализационных и водопроводных труб для предохранения от промерзания текущих по ним вод.[2]
Химический состав почвы
Из химических соединений в почве по количественному отношению первое место занимает окись кремния, затем в убывающем порядке – окиси алюминия, железа, калия, натрия. В карбонатных почвах больше, чем в других, содержится окиси кальция и магния, а в засоленных – хлористого калия, хлористого натрия. В минимальных количествах в почве присутствуют различные микроэлементы: кобальт, медь, марганец, бор, йод, фтор, бром, никель, стронций, селен, молибден, цинк, литий, барий и др. Источником образования неорганических соединений служат не только остатки материнской почвообразующей породы, по и разлагающиеся под действием микроорганизмов растительные и животные органические остатки.
Химические соединения, находящиеся в почве, в больших количествах смываются с её поверхности в открытые водоёмы или мигрируют в глубокие почвенные слои, поступая в грунтовый поток, тем самым влияя на качественный состав хозяйственно-питьевых вод. Качественный состав и количество химических веществ в растительных кормах во многом определяются типом почвы, её химическим составом, как постоянным, так и полученным извне. Недостаток или, значительно реже, избыток тех или других макро- и микроэлементов в почве через корма может оказывать большое влияние на состояние здоровья и продуктивность животных.[4]
Биологические свойства почвы
Микрофлора почвы. На всех широтах от Арктики до тропиков почва населена многочисленными разнообразными видами микробов. Количество микробов в почве исчисляется обычно сотнями и тысячами миллионов в 1 г. Даже в песках пустынь, где почти отсутствует влага, в 1 г почвы находится до 1 млн микробов.
Микробное население почвы играет огромную роль в круговороте веществ в природе. Превращение веществ в такую химическую форму, в которой их могут использовать корни растений для питания, происходит непосредственно при участии микроорганизмов.
Количество бактерий в почве и их видовой состав определяются органическим составом почвы, её физико-химическими свойствами (степенью кислотности, способностью почвенных частиц адсорбировать бактерии), температурой, наличием влаги и воздуха и другими причинами.
Жизнедеятельность почвенной микрофлоры связана с разнообразными процессами образования перегноя, фосфора, серы, углерода, гнилостными, окислительными и восстановительными реакциями, с процессом самоочищения почвы и освобождения её от органических веществ. Одним из существенных факторов, воздействующих на жизнедеятельность бактерий почвы, служит выделение некоторыми грибками, живущими в почве, антибиотических веществ.
Содержание микроорганизмов в почве изменяется в течение года: зимой количество бактерий в почве уменьшается, весной сильно увеличивается и достигает максимума к началу лета, после чего вновь значительно снижается и повышается осенью. Непосредственно на поверхности почвы бактерий сравнительно немного, что объясняется бактерицидным действием солнечного света и высыханием почвы.
Количество микроорганизмов резко возрастает начиная с глубины 1 см, достигая максимума на глубине 10 см. В дальнейшем, по мере углубления в почву, оно быстро убывает. Так, уже на глубине 25 см бактерий в 10 – 20 раз меньше, чем на глубине 1 – 2 см. В почвах с хорошей фильтрующей способностью на глубине 3 – 4 м и более микроорганизмов практически нет. Бактерии задерживаются в поверхностных слоях почвы в процессе фильтрации, и по мере углубления в почву уменьшается содержание органических веществ, а также кислорода, что имеет особое значение для жизнедеятельности аэробных форм бактерий.
Микрофлора почвы состоит из многочисленных видов бактерий, встречаются спириллы, актиномицеты (до 20 – 30%). Довольно разнообразна и грибная микрофлора. Простейших обнаруживают в поверхностных слоях почвы, преимущественно на участках, богатых органическими веществами. В большом количестве имеются водоросли.
Минерализация почвы. Микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности разлагают сложные органические вещества на органо-минеральные и в конечном итоге на простые минеральные соединения. Этот процесс носит название минерализация почвы. Благодаря ему недоступные или малодоступные для корневой системы растений органические вещества переходят в усвояемую форму и, таким образом, обеспечивают плодородие почвы. С другой стороны, перевод органических соединений в минеральные связан с очищением почвы и освобождением ее от органических отбросов.
Это разложение может происходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях. При аэробном разложении, протекающем с выделением тепла (тление), получаются конечные простые окисленные продукты (углекислый газ, вода, азотная и фосфорная кислоты), а при анаэробных условиях (гниение) – неокисленные (аммиак, сероводород).
Нитрификация и аммонификация. Минерализация белковых веществ, или нитрификация, протекает в двух последовательных фазах. В первой фазе под воздействием большого числа неспецифических бактерий, актиномицетов и плесеней отделяется аммиак: этот процесс называют аммонификацией. Затем аммиак превращается в соли угольной, уксусной и других кислот и поглощается почвенными коллоидами. В анаэробных условиях процесс на этом останавливается, а в аэробных – аммонийные соли подвергаются дальнейшему окислению в соли азотистой кислоты – нитриты; последние переходят в соли азотной кислоты – нитраты. Образующиеся кислоты нейтрализуются обычно кальцием с образованием нитрита кальция.
Окисление аммонийных соединений осуществляют специфические нитрозобактерии в первой фазе и ниробактерии – во второй. Обе группы нитрифицирующих микробов широко распространены в различных почвах, но для успешной нитрификации необходимы в различных почвах, но для успешной нитрификации необходимы оптимальная температура (30 – 37 0 С), наличие кислорода воздуха, нейтральная или слабощелочная реакция почвы и определённая влажность (40 – 70%).
Денитрификация. При ограниченном доступе кислорода, например, в почвах, обильно удобренных слаборазложившимся навозом, заболоченных, сильно уплотненных, происходит явление восстановления – денитрификация, при которой соли азотной кислоты восстанавливаются до аммиака и свободного азота. В этом процессе принимают участие многочисленные денитрифицирующие бактерии, широко распространенные в природе. Источником энергии для них служат углеводы, спирты, органические кислоты, пептон, аспарагин, мочевина и другие органические соединения.
Денитрификация может стать преобладающим процессом, когда нарушается воздухопроницаемость почвы, например в начальные период эксплуатации полей орошения. Положительная сторона данного явления состоит в том, что при дефиците кислорода воздуха расходуется кислород нитратов, тем самым предотвращается загрязнение ими подземных вод. Часть нитратов, образовавшихся при биохимическом окислении органических веществ, усваивается корнями растений, часть подвергается денитрификации, азот нитратов используют микроорганизмы для синтетических процессов. Совокупность процессов минерализации и нитрификации обеспечивает самоочищение почвы.
Патогенная микрофлора почвы. Среди полезных микроорганизмов в почве нередко встречаются и болезнетворные: палочки и споры сибирской язвы, палочки рожи свиней, палочки и споры столбняка, возбудители эмфизоматического (шумящего) карбункула, батулинистических отравлений и др. Вызываемые ими заболевания иногда называют почвенными инфекциями.
Патогенная микрофлора обитает преимущественно в почвах земляных полов скотных дворов, загонов, баз, территорий вокруг них, мест прогона, погрузки и выгрузки животных на железнодорожном и водном транспорте, а также в местах захоронения трупов животных. В почву они попадают главным образом с выделениями больных животных, навозом, трупами, различными зараженными органическими отбросами и сточными водами. Однако условия для размножения и сохранения в почве многих патогенных видов бактерий далеко не благоприятны. Тем не менее некоторые патогенные микроорганизмы могут сохранять свою вирулентность в течение длительного срока, а иногда десятилетиями.
В почве длительно (20 – 25 лет) сохраняются споры патогенных анаэробных микроорганизмов: возбудителей газовой гангрены и злокачественного отека, столбняка, сибирской язвы, эмфизематического карбункула, ботулизма, которые постоянно присутствуют в почве на территории животноводческих ферм. Особое значение имеет обнаружение в почве возбудителя сибирской язвы. Он попадает в почву вместе с выделениями больных животных, слюной, мочой, испражнениями. Массовое инфицирование почвы происходит при зарывании сибиреязвенных трупов (скотомогильники). Заражение скота происходит при поедании травы, зараженной спорами.
Случаи столбняка и газовой гангрены отмечают при ранениях животных и их травматических повреждениях в результате загрязнения ран почвой, содержащей возбудителей заболеваний. Поэтому животным, имеющим раны, загрязненные землёй, необходимо вводить противостолбнячную сыворотку.
Почва играет большую эпизоотическую роль в распространении гельминтов, особенно таких, как аскаридоз, диктиокаулез, гемонхоз, мониезиоз, амидостомоз и др. Паразитические черви, вызывающие эти заболевания, носят название геогельминтов, так как в почве проходит определённый цикл их развития. Кроме того, почва служит местом обитания промежуточных хозяев гельминтозов, как, например, при фасциолезе (моллюск), метагастронгилезе (дождевые черви) и др.
Наряду с геогельминтами иногда встречаются и биогельминты. К ним, например, относят свиного и бычьего цепней. Они совершают очень сложный цикл развития: человек – почва – корм – животное.
В почве развиваются также и паразитические насекомые – переносчики многих инфекционных заболеваний – мухи, мошки, слепни, оводы. Она служит местом обитания и размножения грызунов, являющихся источником таких опасных инфекций, как бешенство, чума, туляремия и др.
Источник