Тема 9. Физические и химические свойства почвы. Гигиеническое и экологическое значение почвы
Понятие термина «почва», почва как элемент биосферы
Почва – поверхностный слой коры Земного шара (литосферы), сформировавшаяся после появления жизни на Земле под влиянием климата, растительных и почвенных организмов. Почва – неотъемлемое звено кругооборота веществ в природе – элемент ее биосферы.
Экологическое значение почвы:
- оказывает влияние на климат,
- формирует химический состав потребленных человеком продуктов питания, питьевой воды (круговорот в-в).
- влияет на санитарные условия жизни,
- почва – это экологическое звено, которое через климат, пищу, воздух и воду обеспечивает выживание человека в данной местности, формирует его здоровье, болезненный статус и срок жизни.
- почва – это поглотитель всего живущего на Земле. Обеззараживание отходов органической и неорганической природы
Механический состав и физические свойства почвы.
Почва состоит из минеральных, органических и органо-минеральных комплексов, соединений, почвенных растворов, воздуха, почвенных микроорганизмов, насекомых, животных и загрязнителей.
Размер частиц: крупнокаменистые (до 3мм), песчаная (1-0,05мм), пылевая (0,001-0,01). От состава, размера частиц и характера почвы зависят свойства: пористость, влаго- и теплоёмкость, воздухопроницаемость.
Например. Крупнозернистые почвы (больше пор) хорошо пропускают воду и воздух, обеспечивая аэрацию. Почва сухая, её выбирают для строительства жилых, детских и лечебных учреждений. Мелкозернистая задерживает влагу, сырая.
- Пористость- суммарный объём пор в единице объёма почвы в %. Чем больше пористость, тем ниже фильтрация (песчаная -40%, торфяники 82%). Самоочищение ухудшается.
- Влагоёмкость –количество воды, которое может быть поглощено и удержаться единицей объёма почвы. Чем меньше поры, тем больше воды может поглотиться (наибольшая у торфяников 500-700% к весу сухой почвы).
- Температура почвы (определяется характером почвы, географическим положением, рельефом, временем года)- зависит Т приземного слоя воздуха. Тепловые свойства почвы учитывают при определении глубины водопровода, канализации, фундамента зданий.
- Водопроницаемость (фильтрационная способность) –способность почвы впитывать и пропускать воду, поступающую с поверхности, влияет на образование почвенных вод.
- Почвенная влага – в ней растворяются хим. в-ва, биологические загрязнители.
- Воздухопроницаемость-способность почвы пропускать воздух. Через свою толщу. С почвенным воздухом передвигаются летучие загрязнители. Почвенный воздух, загрязнённый орг-ми в-ми, токсическими примесями может вызвать отравления людей через подвалы, погреба.
По хим. Составу воздуха даётся санитарная оценка степени загрязнения почвы. Эпидемиологическое значение определяется присутствием патогенных микроорганизмов.
Химический состав почвы
Минеральные (неорганические) вещества составляют 60-80% - это кремнезем, кварц, алюмосиликаты. Микроэлементы – F, J, Mn, Se - их повышенное или пониженное содержание влияет на формирование естественных геохимических провинций с их эндемическими заболеваниями (флюороз, кариес, эндемический зоб, селеновый токсикоз). Это естественно эндемические почвы, проживание на них ведет к массовым «местным» - эндемическим заболеваниям. Профилактикой геоэндемических заболеваний служит или добавление в пищу недостающих веществ (йод, фтор, селен), или включение в рацион питания дополнительной пищи, полученной из других регионов, благополучных по этому веществу.
Органические вещества. Все останки растений и животных, поступающие в почву, перерабатываются почвенной флорой и фауной, образуется гумус.
Химическое загрязнение почвы.
В результате хозяйственной деятельности человека в почву попадают химические вещества, что может менять ее химический состав. Чуждые природе и человеческому организму вещества называются ксенобиотики. По структуре они могут быть трех видов:
а) физические - крупные структуры: строительный материал, пластмассовые бутылки и др.;
б) химические - свинец, радиоактивные вещества и др., в) биологические – вирусы, бактерии, простейшие.
Все химические вещества, попадающие в почву, делят на 2 группы:
I. Химические вещества, вносимые в почву планомерно, целенаправленно, организованно:
· пестициды (до 90-100 тыс. тонн в год);
· минеральные удобрения;
· стимуляторы роста растений и др.
Почва, содержащая большое количество данных веществ является непригодной для выращивания сельскохозяйственных культур, т.к. проникают в растения и далее в организм человека.
II. Химические вещества, попадающие в почву случайно с техногенными жидкими, твердыми и газообразными отходами (промышленные отходы, выхлопы машин…..). По происхождению они бывают: промышленными (металлы, нефтепродукты), автомобильными (сажа, свинец), сельскохозяйственными (навоз, помет), результатами аварий, испытаний атомных бомб или военных действий (повышенная радиоактивность).
Попадая в почву ксенобиотики, смешиваясь с почвенными водами, включаются в пищевую цепь: почва- растение-животное-человек и создают искусственные биогеохимические районы, формирующие повышенную заболеваемость проживающих на их территории людей. Оказывают иммунотоксическое, аллергенное, мутагенное, канцерогенное, терратогенное воздействие.
В почве вокруг крупных промышленных предприятий могут накапливаться высокие концентрации никеля (приводит к учащению заболеваний шизофренией); ртути (заболеваниям эндокринной и нервной систем, мочеполовых органов у мужчин и снижению фертильности у женщин); свинца (расстройству кроветворения, репродуктивной системы и злокачественным новообразованиям, поражения нерв. системы); фтора (флюорозу, болезням печени, почек, желудочно-кишечного тракта у людей и кроветворения у детей) и др.
Загрязнение почвы происходит из-за нерационального применения минеральных удобрений (увеличение нитратов) и пестицидов (ДДТ, Гексахлоран), неправильной эксплуатации очистных сооружений- полей орошения, ассенизации, отстойников, городских и промышленных свалок.