Почва, ее гигиеническое и экологическое значение.
Почва, ее физические и химические свойства Мероприятия по санитарной охране почвы.
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,
- гельминтозов.
4. Почва может прямо или опосредованно оказывать воздействия на организм человека:
- токсическое,
- аллергенное,
- канцерогенное,
- мутагенное
5. Недостаток или избыток микроэлементов в почве вызывает эндемические заболевания.
6. С почвой тесно связано количество и качество продуктов растительного и животного происхождения, т. е. наше питание.
7. Почва существенно влияет на климат местности.
Почва - природное образование, незаменимый природный ресурс, поверхностный слой земной коры, содержащий минералы и органические вещества.
Органическая часть почвы состоит из остатков растений, животных, микроорганизмов.
Толщина почвы колеблется от нескольких сантиметров до 2 м и более.
Еще в глубокой древности Гиппократ различал почвы «здоровые» и «нездоровые».
Ø Здоровыми считались местности возвышенные, сухие и солнечные.
Ø К нездоровым относили низкорасположенные, холодные, затопленные, сырые, с частыми туманами.
Почва состоит из
1. материнской породы (минеральные соединения);
2. гумуса (перегноя);
3. живых организмов;
4. воздуха;
5. и воды.
Для гигиенической оценки степени загрязнения почвы в качестве контроля очень важно знать ее естественный состав.
В минеральный состав почвы входят практически все элементы таблицы Д.И. Менделеева. Но наибольший интерес представляют фтор, йод, марганец, селен, так как их повышенное или пониженное содержание в почве влияет на формирование естественных геохимических провинций, играющих poль в возникновении эндемических заболеваний (флюороз, кариес, эндемический зоб и др.).
Гумус почвы – это плодородный слой.
Разрушающее воздействие воды, ветра и антропогенных факторов на почву, снос наиболее плодородного верхнего слоя или размыв его называют эрозией почвы. Эрозия причиняет большой вред, так как почва обладает рядом свойств, нарушающихся при эрозивных изменениях почвы.
Гигиеническое значение состава и свойств почвы:
1. Является фильтром, задерживает твердые взвеси.
2. Является средой для накопления питательных веществ для растений.
3. Глина и гумус адсорбируют вредные вещества, предупреждая их попадание в грунтовые воды.
4.Почва способна к регенерации.
На территории России встречается более 90 видов почв.
Однако наиболее часто встречается 7 типов:
- тундровые,
- дерново-подзолистые,
- серые лесные,
- черноземы,
- каштановые,
- сероземы,
- красноземы.
Наибольшую площадь занимают дерново-подзолистые почвы.
Гигиенисты условно делят все почвы по их назначению на 3 вида:
1) естественная почва вне населенных мест;
2) искусственно созданная почва населенных мест, смешанная с отходами жизнедеятельности населения и отходами промышленности;
3) искусственные покрытия почвы: асфальтовые, щебеночные, бетонированные и др.
С гигиенической точки зрения важна классификация почв по механическому составу, от которого зависят такие ее свойства, как
- фильтрующая способность,
- воздухопроницаемость и т.д.
Слои почвы
1. Из всех слоев почвы для гигиенистов в первую очередь представляет интерес поверхностный, пахотный слой(горизонт).
Это, в среднем, слой почвы толщиной 25 см, который обрабатывается при выращивании растений.
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.
Воздухопроницаемость почвы
- увеличиваетсяс ростом барометрического давления
- и уменьшается с увеличением толщины слоя почвы и ее влажности.
Движение почвенного воздуха и обмен его с атмосферным воздухом происходят постоянно под влиянием:
- разницы их температур,
- колебаний атмосферного давления
- и уровня почвенных вод.
Проходимость почвы для воздуха и связанное с этим обогащение ее кислородом имеют большое гигиеническое значение, связанное с биохимическими процессами окисления, протекающими в почве и освобождающими ее от органических загрязнений.
Здоровая почва должна быть крупнозернистой и сухой, так как сырые и мелкозернистые почвы очень плохо вентилируются, а следовательно, в них плохо проходят процессы самоочищения.
3. Водопроницаемость, или фильтрационная способность почвы, - это способность почвы впитывать и пропускать воду, поступающую с поверхности.
I. Первая фаза водопроницаемости - впитывание, когда свободные поры последовательно заполняются водой. При избытке влаги впитывание ее продолжается до полного насыщения почвы.
II. Вторая фаза - фильтрация - характеризуется движением воды в почвенных порах под действием тяжести при полном насыщении почвы водой.
Водопроницаемость почвы оказывает решающее влияние на образование почвенных вод и накопление их запасов в недрах Земли. Это имеет непосредственное отношение к снабжению населения водой из подземных источников.
4. Влагоемкость почвы - это количество воды, которое почва способна удержать в своих недрах сорбционными и капиллярными силами.
Влагоемкость тем больше, чем меньше величина пор почвы и тем больше их объем.
Наибольшей влагоемкостью обладают торфяники (до 500-700 %).
Величина влагоемкости выражается в процентах к весу сухой почвы.
Гигиеническое значение влагоемкости почвы связано с тем, что
- большая влагоемкость вызывает отсырение почвы и находящихся на ней зданий,
- уменьшает проходимость почвы для воздуха и воды
- и мешает очищению сточных вод.
Такие почвы относятся к нездоровым, сырым и холодным.
5. Капиллярность почвы - это способность почвы поднимать по капиллярам воду из нижних горизонтов в верхние.
Крупнозернистые почвы поднимают воду быстрее, но не на большую высоту.
Большая капиллярность почвы может быть причиной сырости зданий.
Гигиеническая оценка степени загрязнения почвы неорганическими соединениями основана на сравнении количественного содержания данного элемента в почве с его ПДК:
- для ртути - 2,1 мг/кг,
- хрома - 0,05 мг/кг,
- свинца 20 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 почвы органическими 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,
- коли-титра,
- титра-перфрингенс,
- 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 м2).