Значение органического состава почвы для здоровья человека

— аллергенное,

Ги­гиеническое значение этого слоя, что имен­но из него загрязнители почвы могут поступать в сельс­кохозяйственные растения, поверхностные водоемы, в ат­мосферный воздух и др.

2. Кроме поверхностного слоя, важное значение имеют слои почвы, залегающие до грунтовых вод, в которых происходит:

— обезвреживание органических отбросов и сточ­ных вод,

— формирование качества грунтовых вод и почвен­ного воздуха;

В этих слоях прокладывают канализацион­ные и водопроводные сети и закладываются фундаменты жилых и промышленных зданий.

3. Слои почвы, в которых происходит формирование почвенных вод, получили название зон Гофмана.

Всего их пять:

1) зона испарения;

2) зона фильтрации;

3) зона капиллярного поднятия;

4) водоносный горизонт;

5) водоупорный слой.

1)Толщина слоя зоны испарения в средней полосе Евро­пы не более 1 м.

Этот слой очень богат органическими веществами, в нем гнездятся корни растений.

2) Вода, пройдя зону испарения, фильтруется через нижерасполо­женный слой почвы — зону фильтрации (прохождения). Это мощный пласт почвы. В каждом кубическом метре этого слоя почвы может быть задержано 150-350 л воды. В этом слое могут быть задержаны все атмосферные осад­ки, выпавшие на эту площадь в течение года.

3) После того, как зона прохождения заполня­ется количеством воды, превышающим ее поглотительную способность, избыток воды будет фильтроваться в нижерасположенные слои до тех пор, пока не встретит водоупорный слой, практически не пропускающий воду. Таким водонепроницаемым слоем может быть порода(например, гранит, известняки, жирная гли­на).

4) Фильтрующая вода на этом слое задерживается, скап­ливается и образует зону почвенных или грунтовых вод, или так называемый водоносный горизонт.

5) Из него часть воды будет подниматься вверх, вследствие капиллярно­сти, до высоты, определяемой величиной пор этого по­чвенного слоя. Образуется зона капиллярности поднятия почвенных вод.

Свойства почвы.

1. Пористость — суммарный объем пор в почве в еди­нице объема, выраженный в процентах. Чем выше порис­тость, тем ниже фильтрационная способность почвы. Пори­стость песчаной почвы составляет 40 %, торфяной 82 %. В однородной почве поры тем больше, чем крупнее зерни­стость.

— самые крупные поры имеются в каменистой по­чве,

— очень мелкие — в глинистой,

— самые мелкие — в тор­фяной.

Кроме естественной пористости почвы, в ней могут встречаться каналы и трещины, искусственно образуемые животными и человеком.

При пористости почвы 60-65 % в ней создаются оптимальные условия для процессов са­моочищения от биологических и химических загрязне­ний.

При более высокой пористости процессы самоочище­ния почвы ухудшаются. Почва такого типа оценивается как неудовлетворительная.

2. Воздухопроницаемость почвы — способность почвы пропускать воздух через свою толщу.

— увеличиваетсяс ростом барометри­ческого давления

Гигиеническая оценка степени загрязнения почвы неорга­ническими соединениямиоснована на сравнении количе­ственного содержания данного элемента в почве с его ПДК:

— для ртути — 2,1 мг/кг,

— хрома — 0,05 мг/кг,

— марганца — 1500 мг/кг,

— мышьяка — 45 мг/кг

Органические вещества почвы представлены:

— соб­ственно органическими (гуминовые кислоты, фульвокис­лоты и др.), синтезированными почвенными микроорганизмами, носящими название гумуса,

— и чужеродными для почвыорганическими веществами, поступившими в почву извне.

Загрязнение почвы

В гумусовых веществах сосредоточены огромные запасы углерода.

Увеличение в 2-3 раза содержания уг­лерода органических соединений свидетельствует о воз­можном загрязнении почвы.

Отношение углерода гумуса к углероду растительного происхождения носит название — коэффициента гумификации.

О степени загрязнения почвы также свидетельствует содержание:

— органического азота

— и величина санитарного числа, или числа Н.И. Хлебникова, как отношение азота гумуса к общему органическому азоту.

В чистой почве санитарное число близко к 1.

Чем мень­ше санитарное число, тем грязнее почва.

Санитарно-бактериологическое исследование почвы со­стоит:

— из определения в ней общего количества микроор­ганизмов на 1 г,

— числа термофилов на 1 г,

— а в некоторых случаях также при­сутствия стафилококка и патогенных микробов.

Весьма чувствительным в отношении свежего фекального загрязнения является обнаружение в почве жизнеспособ­ных яиц гельминтов (в 1 кг).

Основной санитарно-энтомо­логический показатель загрязнения почвы — число личи­нок и куколок мух на единицу площади почвы (0,25 м 2 ).

Гигиеническую диагностику почвы можно проводить по показателям химического состава почвенного воздуха и по так называемым комплексным параметрам.

Ø Повышенное содержание органического азота и угле­рода без увеличения количества азота аммиака, низкий коли-титр и большое количество яиц гельминтов свиде­тельствуют о свежем фекальном загрязнении почвы при отсутствии минерализации органических веществ.

Ø Подоб­ная ситуация, но с появлением азота аммиака, указывает на начавшийся процесс минерализации.

Ø Одновременное присутствие органического азота и углерода, азота амми­ака, нитритов, нитратов и хлоридов говорит о длитель­ном загрязнении почвы и наличии интенсивной минера­лизации органических продуктов.

Ø Обнаружение азота нитратов, хлоридов и низкий титр-перфрингенс характери­зуют давнее загрязнение почвы без присоединения свеже­го.

Ø Большое содержание азота гумуса и приближение чис­ла Н.И. Хлебникова к единице — достоверный признак интенсивной гумификации.

Гигиеническое значение почвенной влаги состоит в том, что все химические вещества, а также биологические за­грязнители почвы (яйца гельминтов, простейшие бакте­рии, вирусы) могут передвигаться в ней только с почвен­ной влагой. Кроме того, все химические и биологические процессы, протекающие в почве, в том числе и самоочи­щение ее от органических соединений, осуществляются в водных растворах.

Гигиеническая диагностика почвы требуется в пер­вую очередь при выборе:

— земельных участков для строи­тельства жилых и общественных объектов,

— мест для сооружений обезвреживания и ути­лизации бытовых отходов,

— а также при гигиенической диагностике состояния территории населенных мест.

Она включает в себя:

— санитарно-топографическое обследование участка,

— санитарно-бакте­риологическое, вирусологическое, гельминтологическое, энтомологическое, санитарно-токсикологическое и радио­метрическое исследования.

Эндемическое значение почвы

Почва является элементом биосферы Земли, который формирует химический состав потребляемых человеком продуктов питания, питьевой воды и атмосфер­ного воздуха.

Ø Растения, выращенные на щелочных почвах, с высо­ким содержанием селена, могут явиться причиной воз­никновения «щелочной болезни» скота (селеновый токси­коз), отравлений людей.

Ø Установлена связь между уров­нем мышьяка в почвах и случаями заболеваний раком желудка,

Ø Между содержанием молибдена и случаями забо­леваний молибденовой подагрой и раком пищевода.

В настоящее время, кроме естественных эндемичных по тому или иному химическому элементу почвенных ре­гионов, появились искусственные биогеохимические рай­оны и провинции в результате хозяйственной деятельнос­ти человека и внесения отходов.

Все загрязнители почвы можно разделить на

— химические

— и биологические (вирусы, бактерии, про­стейшие, яйца гельминтов).

Химические загрязнители делятся на две группы:

1) химические вещества, вносимые в почву планомер­но, целенаправленно, организованно (минеральные удоб­рения, стимуляторы роста растений, пестициды и др.);

2) химические вещества, попадающие в почву случай­но с техногенными жидкими, твердыми и газообразными отходами (бытовые и промышленные отходы, выхлопные газы и т.д.).

Опасность соединений как первой, так и вто­рой групп определяется их –

— токсичностью,

— мутагенным,

— аллергенным видами воздей­ствия, опасными для здоровья человека.

Ø Загрязнение почвы фтором за счет про­мышленных выбросов приводит к возникновению некроза листьев у винограда и абрикосовых деревьев, а затем раз­витию флюороза у людей, питающихся плодами растений.

Ø При повышенном содержании ртутинаблюдается увели­чение частоты заболеваний нервной и эндокринной сис­тем, мочеполовых органов; у мужчин, снижение фертиль­ности (способности производить потомство);

Ø в результате поступления свинцаиз почвы в организм человека на­блюдаются изменения со стороны кроветворной и репро­дуктивной систем, а также злокачественные новообразо­вания.

Санитарная охрана nочвы

Под санитарной охраной почвы понимают комплекс мероприятий, направленных на ограничение поступления в почву различных загрязнений до величин, не нарушаю­щих процессов самоочищения в почве, не вызывающих накопления в растениях вредных веществ в количествах, опасных для здоровья людей, не приводящих к загрязне­нию воздуха, поверхностных и подземных вод.

Мероприятия можно разделить на несколько групп.

1. Законодательные, организационные, административ­ные мероприятия, под которыми понимают систему юри­дически закрепленных документами мероприятий, направ­ленных на предотвращение загрязнения почвы, обеспече­ние рационального использования земельных ресурсов в интересах сохранения и укрепления здоровья населения.

2. Планировочные мероприятия, которые включают:

— правильность отвода участка для строительства сооруже­ний

— обезвреживанию и утилизации отходов

— и соблюде­ние санитарио-защитных зон вокруг них.

3. Технологические мероприятия, наравленные на со­здание безотходных и малоотходных технологических схем производств.

4. Санитарно-технические мероприятия по сбору, уда­лению, обезвреживанию и утилизации отходов (санитар­ная очистка населенных мест).

Под сантитарной очисткой населённых мест подразу­мевают комплекс мероприятий по сбору, удалению, обез­вреживанию и уничтожению твердых отходов, образую­щихся в населенных местах, в целях сохранения здоро­вья населения и общего благоустройства.

Отходы делят на 2 группы: жидкие и твердые.

К жид­ким относят:

— нечистоты из уборных,

— помои (от приготов­ления пищи, мытья посуды),

— сточные воды (бытовые, промышленные, атмосферные, от мойки тротуаров).

К твердым:

— отходы промышленных и торговых предприятий

— отбросы и отходы животного происхождения(трупы животных, навоз)

— шлаки из котельных

Различают 3 системы удаления отходов:

1) сплавная (канализация);

2) вывозная (в неканализованных населенных пунк­тах). Такой способ удаления твердых отходов получил название очистки, а жидких отходов — ассенизации;

3) смешанная(в частично канализованных пунктах). Сбор твердых бытовых отходов может осуществляться при помощи мусоропроводов (в жилых домах), мусоросбор­ников (стационарных), контейнеров (сменных). Для выво­за мусора применяют специальные автомашины-мусорово­зы. Новшеством является использование трубопроводов для удаления отходов (пневматическое мусороудаление).

Все отходы должны подвергаться обезвреживанию во избежание распространения инфекций.

Способы обезвреживания должны отвечать следующим требованиям:

1. Безопасность отходов в эпидемиологическом отно­шении, особенно медицинских.

2. Быстрота обезвреживания отходов.

3. Предотвращение развития личинок мух и создания благоприятной среды для развития грызунов.

4. Быстрое превращение органических веществ в сое­динения, не загнивающие и не загрязняющие воз­дух.

5. Защита подземных и поверхностных вод от загряз­нения.

6. Максимальное и безопасное использование полезных отходов.

Все твердые отходы могут подвергаться

— утилизации (пе­реработка в органические удобрения, биотопливо и пр.) и

— ликвидации (захоронения в землю, сброс в море, сжигание).

По технологии методы обезвреживания делятся на:

1) биотермические — усовершенствованные свалки, поля запахивания, поля ассенизации;

2) термические— сжигание в специальных печах при температуре 900-1000·С, пиролиз с получением горючего газа и нефтеподобных масел при температуре 1640·С и дефиците кислорода);

3) химические (хлористоводородной или серной кисло­той при высокой температуре с целью получения этилово­го спирта);

4) механические — прессование в строительные блоки.

Наибольшее распространение получили биохимический и термический методы.

Лучшим является биотермичес­кий способ, который часто применяют в виде компости­рования.

Для формирования компоста ровную площадку утрамбовывают глиной и окружают валиком из глины вы­сотой 10-15 см и канавкой, ширина площадки — 1,5­2 м, длина — произвольная. На площадку слоем 10-15 см кладут компостирующий материал (торф, земля), затем укладывают слой мусора до 15 см, засыпают слоем компостирующего материала. Затем снова кладут слой мусора, засыпают его и т.д., пока высота компоста не достигнет 1,5 м. Компост на­крывают соломенными матами.

Благодаря жизнедеятель­ности термофильных микроорганизмов в компосте проте­кают биохимические процессы и мусор разогревается до 50-70 ·С, органические вещества минерализируются, а патогенные микробы, яйца гельминтов и личинки мухгибнут.

Компост перелопачивают каждые 1-2 месяца и периодически увлажняют.

Процесс созревания длится 12 месяцев.

Созревший компост — рыхлая, сыпучая масса темно-землистого цвета.

К преимуществам компостирова­ния относится то, что при нем

— не загрязняется окружаю­щая среда,

— погибают патогенные микробы,

— получается ценное удобрение.

Сбор жидких бытовых отходов

Сбор жидких бытовых отходов (фекалии, моча, помои) осуществляется в туалетах (клозетах).

Туалеты могут быть канализованные (ватерклозет — унитаз и смывной бачок) и неканализованные (люфтклозеты).

Канализация— система сооружений, которая принимает, транспортирует сточные воды по сети подземных трубопроводов за пределы насе­ленного пункта.

При отсутствии канализации вывоз про­изводится автоцистернами на сливные станции.

Существуют 2 способа обезвреживания жидких быто­вых отходов:

1) поля ассенизации, на которых произво­дится как обезвреживание нечистот, так и посев сельско­хозяйственных культур;

2) поля запахивания, где нечис­тоты обезвреживаются без посева культур.

Промышленные отходы делятся на утилизируемые — не уничтожаются и используются как топливо, удобрения и неутилизируемые (обязательно уничтожаются).

Для этого используются методы:

—термический (сжигание отхо­дов при температуре 1000-1200 ·С);

—захоронение на полиго­нах (жидкие — в стальных и бетонных коробках; пастооб­разные — в котлованах с изоляцией дна и боковых стенок).

Сточными водами называются воды, отводимые систе­мой труб или каналов после использования в процессе бытовой или производственной деятельности человека.

Сточные воды делятся на

— городские (промымленные, бы­товые, от больниц, бань, nрачечных),

— ливневые (дожде­вые, талые),

— сельскохозяйственные.

Схема отведения воды после использования в быту сле­дующая:

— через санитарно-технические устройства (рако­вины, ванны, унитазы) вода поступает по внутренней ка­нализации в наружную сеть в пределах микрорайона.

— внутриквартальные сети объединяются уличной канали­зационной сетью в бассейны канализования,

— из которых сточные воды отводятся на очистительные сооружения коллекторами.

В зависимости от взаимоотношений бытовой и ливне­вой канализации различают следующие системы:

1) раздельная— состоит из двух сетей: бытовой, ливне­вой;

2) полураздельная — состоит из двух сетей, объединен­ных общим коллектором;

3) общесплавная— бытовые и ливневые воды отводят­ся по одной сети на очистные сооружения.

Этапы очистки сточныx вод.

1. Механическая очистка (до 50 % эффективности), для которой используются

— решетка, задерживающая крупный мусор;

— песколовки для оседания тяжелых частиц;

— отстой­ники для осаждения нерастворенных взвешенных веществ.

2. Биологическая очистка, основной целью которой является распад и минерализация органических веществ. Для этого используют: поля фильтрации, поля орошения; биофильтры (щебень, шлак); биопруды (в которых протекает смесь сточных вод и активного ила).

3. Обеззараживание сточной воды.

Используют хлорную известь. Эффективность оценивается по коли-индексу (не более 1000) и остаточному хлору (не менее 1-1,5 мг/л).

Микрофлора почвы

Почва является главным резервуаром и естественной средой обитания микроорганизмов, которые принимают участие в процессах формирования и очищения почвы, а также круговорота веществ в природе.

Жизнедеятельность микроорганизмов в почве, их качественный и количественный состав определяется почвенными условиями: наличием питательных веществ, влажностью, аэрацией, реакцией среды, температурой и т.д.

Большое влияние, как на общую численность, так и на соотношение отдельных систематических групп микроорганизмов оказывает тип почвы.

Различаясь по физическим и химическим свойствам почва представляет различную среду для жизнедеятельности микроорганизмов. Их больше в увлажненной и обработанной почве, меньше в лесной почве, в песках.

Наиболее обильна микрофлора в верхнем горизонте почвы глубиной 2,5-15 см. В этом слое протекают основные биохимические процессы превращения органических веществ, обусловленные жизнедеятельностью микроорганизмов.

На глубине 4-5 м число микроорганизмов значительно снижается, так как уменьшается количество питательных веществ и ухудшаются условия аэрации.

В составе микрофлоры почвы выделяют следующие группы микроорганизмов:

— бактерии аммонификаторы, вызывающие гниение трупов животных, остатков растений, разложение мочевины с образованием аммиака и других продуктов: аэробные бактерии — B . subtilis , B . mesentericus , Serratia marcescens; бактерии рода Proteus ; грибы рода Aspergillus , Mucor , Penicillium ; анаэробы — C . sporogenes , C . putrificum ; уробактерии — Urobacillus pasteuri , Sarcina urea , расщепляющие мочевину;

— нитрифицирующие бактерии: Nitrobacter и Nitrosomonas ( Nitrosomonas окисляют аммиак до азотистой кислоты, образуя нитриты, Nitrobacter превращают азотистую кислоту в азотную и нитраты);

— азотфиксирующие бактерии: усваивают из воздуха свободный кислород и в процессе своей жизнедеятельности из молекулярного азота синтезируют белки и другие органические соединения азота, используемые растениями;

— бактерии, участвующие в круговороте серы, железа, фосфора и других элементов — серобактерии, железобактерии и т.д. (серобактерии окисляют сероводород до серной кислоты, железобактерии окисляют соединения железа до гидрата окиси железа, фосфорные бактерии способствуют образованию легко растворимых соединений фосфора);

— бактерии, расщепляющие клетчатку, вызывающие брожение (молочнокислые, спиртовые, маслянокислые, уксусные, протионовые и др.).

С выделениями человека и животных, с фекально-бытовыми сточными водами в почву могут попадать патогенные и условно-патогенные микроорганизмы (возбудители грибковых заболеваний, ботулизма, столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы, бруцеллеза, лептоспироза, кишечных инфекций и др.).

Почва, её гигиеническое и экологическое значение

Почва— неотъемлемый объект экологической системы.

Наря­ду с солнечным светом, водой и воздухом она является важней­шим компонентом среды обитания человека и всей биоты на Земле.

Роль почвы

1. Почве принадлежит ведущая роль в круговороте веществ в при­роде.

Она представляет собой огромную естественную лабораторию, в которой непрерывно протекают самые разнообразные и сложные процессы

— разрушения и синтеза неорганических и органических веществ,

— фотохимические реакции.

2. В почве живут и гибнут пато­генные бактерии, вирусы, простейшие и яйца гельминтов.

3. Она яв­ляется одним из основных путей передачи

— инфекционных и неинфекционных заболеваний,

4. Почва может прямо или опосредованно оказыватьвоздействия на организм человека:

— токсическое,