Биологическое загрязнение почв
Санитарно-биологическая чистота почвенного покрова – основополагающее условие оптимальной экологической ситуации для человека и животных. В тоже время именно человек и животные являются первопричиной биологического загрязнения своих местообитаний, включая почвы.
По степени опасности биологическое загрязнение почв можно разделить на
Почва – основное место обитания микроорганизмов. Видовое разнообразие почвенной микробной биоты составляет несколько тысяч видов. Несмотря на мизерный вес (7–9 × 10 -14 г) общая биомасса их может достигать в целинных почвах 300–500 кг/га, а в окультуренных – 2–5 т/га.
Несмотря на то, что каждое таксономическое подразделение микро-организмов несет определенное важное биологическое значение, многие микробы почвы являются опасными, а часто – губительными для человека. Такие формы микробов называют патогенными.
В процессе эволюционного развития и адаптации к живым организмам патогенные микроорганизмы приобрели паразитические свойства. Они связаны с растительным и животным миром, могут переходить с почвенной влагой в водоемы, воздушными потоками переноситься в атмосферу.
При загрязнении органическими веществами в почве в значительных количествах обнаруживаются кишечные бактерии. Среди них выделяют патогенные, условно-патогенные и сапрофитные виды. К патогенным кишечным бактериям относятся возбудители брюшного тифа, паратифозных заболеваний и дизентерии. Кишечная палочка относится к так называемым условнопатогенным микробам. В своей естественной среде обитания — кишечнике — она является комменсалом и, несомненно, играет положительную роль. Однако при понижении резистентности организма может проявиться патогенное действие кишечной палочки. У маленьких детей в этих случаях кишечная палочка, проникая в верхние отделы тонкого кишечника, вызывает тяжелые кишечные заболевания.
С целью установления степени загрязненности почвы, воды, пищевых продуктов и т. д. в них определяют наличие кишечной палочки. Результаты анализа выражают в коли-титре или коли-индексе. Коли-титр — наименьшее количество субстрата (почвы, воды, пищевых продуктов), в котором содержится хотя бы одна кишечная палочка коли-индекс — количество кишечных палочек, содержащихся в 1 г твердых веществ и в 1 л жидкости.
В почвенном «микробном депо» обнаруживают свое присутствие возбудители тифопаратифозных и дизентерийных заболеваний.
При массовом загрязнении почвы, воды и продуктов создаются возможности для возникновения эпидемических вспышек. При санитарных обследованиях в почвах обнаруживаются холерные вибрионы, вызывающие острое инфекционное заболевание — холеру, которое поражает только человека и характеризуется резко выраженным гастроэнтеритом, обезвоживанием организма и явлениями общей интоксикации.
Несмотря на то, что почва не является естественной средой обитания большинства патогенных микроорганизмов, болезнетворные микробы широко распространены в почвенных субстратах, способны длительное время в них сохранятся (до нескольких лет), играя значительную роль в возникновении эпидемий.
В почвах довольно часто распространены патогенные спорозные анаэробные бактерии и аэробные бактерии. Из группы анаэробов следует выделить возбудителей газовой гангрены — раневой инфекции, вызываемой обычно ассоциацией из нескольких видов патогенов и реже одним из них.
Столбняк — острая раневая инфекция, основным признаком которой является поражение нервной системы токсином возбудителя. Заболевание возникает в результате загрязнения ран почвой, содержащей споры палочек столбняка (в военное время и при других травмах).
Другими агентами патогенной анаэробной микрофлоры, присутствующими в почве, являются бациллы бутулизма. Споры этих микробов, попав в загрязненные землей пищевые продукты, прорастают в них в условиях анаэробиоза в вегетативные формы, образующие экзотоксин, который вызывает отравление и поражение центральной нервной системы.
Токсины Cl. botulinum отличаются исключительной силой, во много раз превосходящей ядовитостью все другие бактериальные токсины и химические яды. Так, в 1 г высушенного, очищенного кристаллического токсина содержится свыше 30 млн минимальных смертельных доз для человека. В мясных пищевых консервах сохраняется в течение 6—8 месяцев. Бутулизмом через загрязненный корм поражаются и животные — лошади, крупный рогатый скот, свиньи, куры, утки и др.
Почвенные очаги сибирской язвы существуют в течение многих десятков лет. Вероятность активизации очагов находится в зависимости от множества факторов, в том числе и от почвенно-климатических условий. Это острое инфекционное заболевание, вызываемое аэробными сибиреязвенными бациллами поражает преимущественно травоядных животных. Человек мало восприимчив к сибирской язве. Заражение происходит при различных формах контакта с больными животными, при обработке животного сырья или употреблении в пищу зараженных продуктов животного происхождения. Сибирская язва у человека встречается в трех формах: кожной, легочной и кишечной. При биологических загрязнениях в почвах могут сохраняться возбудители дифтерии, склеромы, туляремии, туберкулеза, чумы, бруцеллеза, сапа и других инфекционных заболеваний. В целом же, бактерицидные свойства почвы, увы, это из области легенд.
Большинство микроскопических грибов, обитающих в почве, являются сапрофитами, и только немногие их них патогенны для человека и животных. Чаще всего они вызывают различные поражения кожных покровов, волос и ногтей, но встречаются виды, которые поражают внутренние органы, провоцируют аллергические заболевания. Заболевания, вызываемые грибами, носят названия микозов.
Гельминтологические показатели определяют степень фекального загрязнения почвы, т.е. позволяют оценить степень и давность загрязнения почвы. Обнаружение большого количества яиц гельминтов указывает на недавнее загрязнение. Оценивая давность загрязнения, следует учитывать сроки развития и продолжительность выживания яиц гельминтов в почве. Так, например, яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность до 10 лет. Для других гельминтов этот срок исчисляется месяцами (3-4) или днями. Нахождение небольшого количества деформированных яиц аскарид может служить показателем, подтверждающим давнее загрязнение.
Гельминтологические исследования внешней среды используют при проведении контроля за содержанием детских, лечебных, оздоровительных учреждений, пищевых предприятий и т.д., где возможен контакт людей с загрязненной почвой (детские площадки, огороды, сады, парки, оранжереи). Эти исследования проводят также при оценке эффективности работы сооружений по обезвреживанию жидких и твердых отбросов (поля ассенизации и запахивания, усовершенствованные свалки, поля компостирования, мусороперерабатывающие заводы). Санитарно-показательными гельминтами считаются: аскариды, власоглавы, анкилостомы. Для некоторых районов, где отсутствуют или редко встречаются геогельминтозы, показателем фекального загрязнения может быть наличие яиц биогельминтов.
Загрязнение почвы населенных мест органическими отходами ведет к размножению синантропных мух, видовой состав которых в различных климатических зонах варьирует. Во всех климатических зонах наиболее широко распространена комнатная муха. Она является переносчиком кишечных инфекций человека, как и другие виды мух: домовые, малые комнатные, падальные, серые и зеленые мясные.
Учет численности окрыленных мух можно проводить для оценки эффективности мероприятий по санитарной очистке и по борьбе с мухами. Кроме того, он дает возможность установить место выплода и видовой состав мух. Такой учет проводится систематически на протяжении весенне-летнего периода.
Многие микроорганизмы, обитающие в почвах, являются патогенными: они опасны и даже губительны для человека и животных. Болезнетворность организмов в почвенной среде может сохраняться длительное время. В связи с этим почва играет определенную эмидемиологическую роль в распространении отдельных инфекционных заболеваний.
Немаловажное значение имеют почвы для последовательной передачи инфекций во внешней среде, так как попавшие в них патогенные микробы в дальнейшем распространяются через воду и растительную продукцию, вызывая холеру, дизентерию, тиф и т. д. или посредством насекомых, грызунов, скота и других животных, провоцируя туляремию, чуму, сибирскую язву и т.п. Вместе с почвой в организмы проникают споры возбудителей газовой гангрены и столбняка. Болезнетворные микроорганизмы могут попадать в дыхательные пути человека вместе с пылеватыми частицами почвенного происхождения, вызывая пневмонию, скарлатину, туберкулез, микозы и др.
Почвенный фактор играет специфическую роль в передаче заразного начала для некоторых видов геогельминтов (анкилостомиды, аскариды, власоглав). Существенна роль почвы в сохранении споровых форм возбудителей сибирской язвы, столбняка и газовой гангрены. Заражение почвы бактериями сибирской язвы вызывает кожную форму заболевания на ногах у лиц, ходящих босиком. Большое эпидемиологическое значение имеет загрязнение почвы для развития раневых инфекций и, в меньшей степени кишечных инфекций.
Важно знать: почвы имеют особое эпидемиологическое значение и требуют постоянного глубокого анализа их санитарно-бактериологического состояния. Особенно велик потенциал патогенных микроорганизмов вблизи крупных городских центров, населенных мест с развитым сельскохозяйственным производством.
Следовательно, почвенный покров имеет особое эпидемиологическое значение и требует постоянного анализа санитарно-бактериологического состояния в мониторинговых системах.
Источник
Загрязнение почвы как экологическая проблема
Загрязнение почвы все больше беспокоит экологов всех стран. Процесс, происходящий в результате жизнедеятельности человека, неизбежен. Но нельзя упускать возможности снизить степень загрязненности, уменьшить вредное воздействие на почву.
Что такое загрязнение почвы
Земля – это ценный подарок и кормилица человека. Она имеет сложный состав. Здесь найдутся твердые частицы минералов, пыль, глина, вода и живые организмы. Благодаря своим составляющим, она стала плодородной.
Изменение структуры почвы, разрушение уникального состава, появление веществ совершенно ей не свойственных – это загрязнение почвы. Причины могут быть разными: органическими, неорганическими, радиоактивными или биологическими.
Вещества, попадающие в землю не всегда ядовитые, но они нарушают ее состав, вредят растительности, убивают плодородный слой.
Основные источники загрязнения почвы
В почве постоянно происходят физические и химико-биологические явления. Образуются новые слои, развиваются микроорганизмы. Загрязнения почвы, нарушают эти процессы.
К основным вредным источникам можно отнести:
- промышленность;
- тепло и энергосберегающие предприятия;
- транспорт;
- бытовые отходы;
- сельское хозяйство;
- сточные воды;
- утечка продуктов нефтеперерабатывающих заводов;
- радиоактивные захоронения;
- кислотные дожди;
- естественные источники;
- прочие источники.Потребительское отношение к уникальному природному ресурсу, становится причиной ежегодного ухудшения состояния покровов земли.
Промышленные отходы и выбросы
Бурное развитие промышленности способствует накоплению определенного процента отходов, утилизация которых не всегда проводится добросовестно.
Угольные, металлургические предприятия ежегодно оставляют от 10 до 13 млн. тонн промышленного мусора, лежащего в отвалах, захватывающих все новые территории.
Активные выбросы паров и газов крупных заводов, загрязняют атмосферу. Сернистые, водородные соединения, азот, кислоты, оседая на землю, делают ее непригодной для жилья и занятия сельским хозяйством.
Справка. Предприятия, занимающиеся выпуском строительных материалов, горно-обогатительные комбинаты пополняют атмосферу на 90-110 кг вредной пыли за каждый час работы.
Предприятия теплоэнергетики
Вредное влияние на окружающую среду теплоэнергетических станций зависит от вида используемого топлива. При сгорании твердых типов, в воздух поднимается зола с несгоревшими веществами, частицами фтора, серы, также газы, содержащие мышьяк.
Использование торфа наносит вред уже с первого этапа. В местах добычи нарушается водный баланс, изменяется структура почвы.
Жидкие мазуты считаются относительно чистыми для экологической системы, как не содержащие летучих зол с примесями. При сжигании они тоже выбрасывают в атмосферу вредные газы с оксидами азота. Но при использовании исправного оборудования на теплоэлектростанциях, выбросы снижаются на 20%.
Выхлопные газы транспортных средств
С повышением уровня жизни резко увеличилось количество транспортных средств. Человек с детства привыкает к запаху выхлопных газов.
Отработанное двигателем топливо содержит в себе CO, сажу, оксиды азота, углеводородные соединения. Выбросы поднимаются в атмосферу, а затем выпадают на почву, нанося ей непоправимый вред.
Бытовые отходы
Чем крупнее город, тем больше бытового мусора он производит. В каждом населенном пункте остро стоит вопрос утилизации твердых отходов.
Справка. Каждый человек оставляет за собой до 500 кг бытовых отходов ежегодно.
Проблема недостаточно развитых систем переработки мусора, выливается в огромные свалки, загрязняющие по несколько гектаров земли.
Удобрения и пестициды, используемые в сельском хозяйстве
Необдуманное использование химических веществ на дачных участках, на полях вносит свою лепту в загрязнение плодородной почвы. Органические удобрения уходят в прошлое. Химикаты используют для повышения урожайности и финансовой выгоды. Из-за невозможности бороться с сорняками вручную применяют пестициды.
У этих процессов есть обратная сторона. Неконтролируемое использование удобрений перенасыщает землю, вызывает деградацию. Уменьшается плодородный слой, вымываются минералы, погибают микроорганизмы.
Происходит обеднение уставшей почвы, нарушается структура, что ведет к гибели растительности и развитию вредителей.
Сточные воды, используемые для полива полей
Вред, наносимый удобрениями, усиливается сточными водами после полива полей. Впитываясь в почву вода, смешанная с химикатами, убивает все живое. Большое количество пестицидов, становясь ядами в чистом виде, делают землю непригодной для использования.
Утечка нефти
Добыча дорогостоящего сырья – нефти, всегда требует особого внимания. К хранению и транспортировке относятся с тщательностью, чтобы не потерять хоть каплю «черного золота». Несмотря на это, происходят аварийные разливы.
Утечку нефти можно приравнять к катастрофе, ведущей к серьезным нарушениям экосистемы. Ликвидируют последствия разлива срочной выемкой грунта, пока продукт не успел впитаться.
Радиоактивные отходы
Улучшение жизни диктует свои правила. Необходимое электричество вырабатывается АЭС, работающих на атомном топливе. После отработки его нужно захоронить. Обычно это делают в почве.
Земля обладает способностью накапливать радиацию. Периоды распада радиоактивных отходов исчисляются тысячелетиями. Значит вред, наносимый опасным мусором, загрязняет среду на много сотен лет.
Кислотные дожди
Выбросы промышленных предприятий, накапливаясь в атмосфере, формируют кислотные дожди.
Факт. Впервые кислотные дожди были зафиксированы в 1872 году. С тех пор, по мере развития промышленности, число таких осадков резко увеличилось.
Пропитывая землю, они разрушают структуру почвы, изменяют ее состав, нарушают водно-солевой баланс.
Естественные источники
Планета Земля продолжает развиваться. В атмосфере и глубине земного шара происходят процессы, на которые не может повлиять человечество. Падающие на поверхность «космические гости», приносят чуждые бактерии, загрязняют землю.
Вулканы при извержении выбрасывают миллионы тонн пепла. В 1883 году вулкан Кракатау выбросил такое количество, что создал пелену вокруг планеты на несколько лет. Вредные вещества постепенно оседали на грунт.
Цунами и штормы покрывают прибрежные земли соляным покровом. Лесные пожары, бушующие месяцами, уничтожают плодородный слой вместе с микроорганизмами.
Прочие причины
Удивителен факт, что вредить земле могут знакомые всем грибы. Существуют виды, содержащие ядовитую субстанцию – микотоксин. Размножение грибов спорами способствует тому, что опасные вещества разбрасываются на большие расстояния. Отравленная почва не способна сохранить плодородие.
Возможные последствия
Загрязнение земельных ресурсов чревато серьезными последствиями:
- Опасные заболевания.
- Гибель растительного мира.
- Эрозия почвы.
- Токсичные испарения.
- Глобальные изменения структуры почвы.
- Засуха и пустыни.
Нарушение баланса биосферы с почвенным слоем несет угрозу всему человечеству.
Врожденные и хронические заболевания
Выращивание на загрязненных полях овощей, ягод, бахчевых культур, употребление их в пищу, отравляет организм человека. Увеличивается число детей с врожденными пороками сердца и другими дефектами развития.
Усугубляется течение хронических заболеваний. Все больше людей, подверженных аллергическим реакциям, бронхиальной астме и онкологии. Это неполный список болезней, возникающих из-за загрязненности окружающей среды.
Воздействие на растения
Растительный мир страдает от изменений, происходящих с землей. В зависимости от загрязненности она деградирует. В силу истощенности не может дать растениям питательные вещества. Флора начинает погибать и тянет за собой цепочку серьезных изменений.
Эрозия почвы
Исчезновение растительного мира из-за почвенного загрязнения, ведет к резкому снижению бактерий, живущих в ней. Лишенная растительности земля разрушается. Происходит эрозия почвы.
Верхние слои теряют влагу и ничем не удерживаемые, поднимаются ветрами в воздух. Постепенно образуются глубокие овраги, отнимающие большие площади сельскохозяйственных угодий.
Токсичные испарения и газы
Выбросы вредных веществ со временем оседают на землю. Она легко поглощает и удерживает их долгое время. Под влиянием опасных испарений и газов, верхний слой земли окисляется, образуя корку, которая противостоит удалению вредных компонентов.
Повышается концентрация токсичных субстанций, загрязняющих почву. Она теряет все свои ценные свойства.
Изменение структуры почвы
Все причины от естественных до сотворенных руками человека, ведут к изменению структуры почвы. Нарушается связь между минералами, водяными и солевыми частицами в ее составе. Это разрушение ведет к истощению слоев, гибели растительного и животного мира.
Справка. На формирование всего 3 см плодородного слоя земли необходимо более 900 лет!
Другие проблемы
Экологические проблемы вызывают исчезновение плодородного слоя, приводят к засухе. Высыхая, огромные площади оборачиваются безжизненными пустынями. По статистике, они наступают с большой скоростью – 20 га в час.
Меняется экология, водный баланс этих мест, исчезает флора и фауна. Местные жители вынуждены покидать родные края, убегая от засухи и голода.
Использование тяжелой техники на полях, неправильная культивация, нарушение технологий, также становятся причинами загрязнения почвы и потери бесценного ресурса.
Как бороться с загрязнениями почвы
С источниками загрязнения необходимо вести борьбу. Это могут быть:
- профилактические;
- законодательные меры;
- санитарные.
Профилактику засорения мусором нужно вести постоянно. Это разъяснительные беседы в школах, субботники, установка баков для сбора отходов.
Государство создает законы по охране почв. Также должен быть налажен контроль на крупных предприятиях по выбросам. Налаживание безотходного производства поможет снизить количество мусора.
Введение сбора и утилизация отходов, еще одна мера борьбы с загрязнениями земли. Строительство очистных сооружений, контроль над использованием удобрений и пестицидов уменьшит степень отравления почвы.
Современные методы переработки и утилизации мусора
Проблема мусора стоит остро в каждом населенном пункте. Методы, используемые в настоящее время, не гарантируют безопасного избавления от отходов.
Хранение мусора на полигонах, сжигание – не выход из сложившейся ситуации. Ядовитые испарения наносят вред окружающей среде. Самым безопасным методом в России, считается пиролизный. Переработка мусора и твердых отходов, возможность дать им вторую жизнь, самый выгодный способ, чтобы очистить землю.
Очищение почвы
Решение проблемы очищения почвы от загрязнений на сегодня актуально. Она способна самоочищаться. Но это долгий процесс. Существует несколько способов помочь ей.
К физическим методам относится снятие верхних слоев грунта. Применяют при разливе нефтепродуктов. Также в таких местах используют нагрев, который гарантирует расплавление загрязнений.
Методом выщелачивания грунта, очищают от мышьяка, тяжелых металлов, свинца. Химические реактивы гарантируют 98-99% результата.
Рекультивация земель
Для восстановления почвы используется рекультивация. Она состоит из двух этапов – технического и биологического.
На первом этапе изучается площадь загрязнения. При необходимости заменяется верхний слой. На втором этапе используют специальные растения, способные очищать грунт. К ним относятся рис, пшеница, бобовые культуры, тополь черный.
Процесс рекультивации земель может длиться до 10 лет.
Меры, принимаемые в сельском хозяйстве
Последствия от загрязнения, используемых под сельское хозяйство, почв грозят потерей урожая и отравлениями. Поэтому следует принимать меры по удалению остатков пестицидов и удобрений. Это может быть промывка грунта.
Необходимо заменять химические удобрения органическими. На борьбу с вредителями применять биопестициды, которые выпускает российская промышленность. Использовать минимум вредных удобрений и химикатов.
Использование альтернативных источников энергии
Для снижения вредного воздействия энергетических станций, существуют другие источники получения энергии. Подключение объектов работающих на жидком топливе, каменном угле или природном газе.
Использование альтернативного топлива снизит радиоактивные отходы, хранение и утилизация которых несут большую угрозу. Забытые гидроэлектростанции станут достойной заменой опасным источникам.
Прочие эффективные методы
Для выработки электроэнергии существуют безопасные станции. Использование сил природы принесет пользу, устраняя негативные последствия от загрязнения окружающей среды.
Ветряные мельницы, работающие от силы ветра, способны обеспечить электричеством небольшие населенные пункты. Солнечные электростанции, используя магнитные излучения светила, вырабатывают ток. Энергия горячих источников может найти применение на геотермальных станциях.
Заключение
Земля – общий дом для человечества. От заботы каждого из живущих о ней, зависит будущее. Устранение причин, грозящих загрязнением почв, вполне по силам человеку. А Земля отблагодарит человечество богатыми урожаями, чистотой и здоровьем.
Источник