Лекция № 7. Гигиена почвы. Мероприятия по санитарной охране почвы.
Гигиена почвы
Мероприятия по санитарной охране почвы
1. Почва является одним из важнейших элементов биосферы, во многом определяющим гигиеническое состояние внешней среды. По словам В. Р. Вильямса, она представляет собой рыхлый, поверхностный горизонт суши земного шара, способный производить урожай растений. По определению Докучаева почва - наружный слой горных пород, измененный под влиянием воды, воздуха и различных организмов. По определению Хлопина, почва - это верхний слой коры, на котором гнездится органическая жизнь.
Почвообразующие факторы: процесс почвообразования начался тогда, когда появились первые микроорганизмы и одноклеточные водоросли.
Первым почвообразующим фактором является материнская порода. Она подразделяется на три вида: магматические породы-это те породы, которые образовались в результате остывания магматических масс при извержении вулканов (граниты, базалиты); метаморфические породы - это те породы, которые образовались в результате действия высоких температур и давления; осадочные породы - те породы, которые образовались в результате выветривания и размельчения. Осадочные породы являются главными почвообразующими породами. По своему химическому составу почва является динамическим комплексом минеральных и органических веществ, причем количественный перевес одних составных частей над другими характеризует ее качество.
К числу первых относятся различные комбинации кремнезема, глинозема, извести и магнезии, т. е. измельченные компоненты материнских геологических пород. Органическая же ее часть слагается из остатков представителей растительного и животного мира, находящихся на разных стадиях своего преобразования, среди которых особое значение имеют устойчивые гуминовые (перегнойные) соединения.
Ведущую роль в этом отношении играют микроорганизмы, благодаря которым почвенный покров служит важнейшим звеном в круговороте и превращении веществ в природе. Таким образом, состав и свойства почвы не являются чем-то стабильным, а подвергаются непрерывным изменениям в ходе единого почвообразовательного процесса.
В зависимости о того структурная или бесструктурная почва определяются многие физические свойства почвы, важные в гигиеническом отношении.
К физическим свойствам почвы относятся:
1. пористость (зависит от величины и формы зерен) крупнозернистые почвы содержат мало пор, примерно до 25% на песке или гравии, а на черноземе пористость достигает 85%, на глинистой почве пористость составляет 40-45%.
2. Капиллярность почвы. Способность почвы поднимать влагу. Капиллярность выше у мелкозернистых почв, а, значит высота поднятия грунтовых вод, скажем, у чернозема выше, чем на песчаной почве. Поэтому строительство благоприятнее на крупнозернистых почвах, меньше сырость, ниже грунтовые воды.
3. Влагоемкость почвы - то есть способность почвы удерживать влагу: высокую влажность будет иметь чернозем, меньше подзолистая и еще меньше песчаная почва. Это имеет значение для создания оптимального по влажности микроклимата внутри зданий. Считается, что почвы с большой влагоемкостью являются нездоровыми.
4. Гигроскопичность почвы - это способность притягивать водяные пары из воздуха. Минимальной гигроскопичностью обладают крупнозернистые почвы, свободные от загрязнений.
Почвенный воздух заполняет поры меду частицами почвы, находясь в непосредственном контакте с атмосферным воздухом, отличается по составу от атмосферного. Если в атмосферном воздухе содержание кислорода достигает 21%, то в почвенном воздухе содержание кислорода значительно меньше - 18-19%. В чистой почве содержится в основном кислород и углекислый газ, в загрязненных почвах добавляется водород и метан. Чем больше кислорода в почвенном воздухе, тем лучше идут в почве процессы самоочищения. Например, в куче мусора, где нет доступа кислорода преобладают процессы гниения, а если отходы обезвреживаются в незагрязненной почве (то есть мало отходов, много чистой почвы), то процессы самоочищения идут до конца, заканчиваясь минерализацией и гумификацией то есть образованием гумуса.
В составе грунта может находиться значительная примесь органических соединений, представляющая благоприятные условия для развития различных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок насекомых. Кроме того, с выбросами и отходами промышленных предприятий в почву поступают различные химические элементы, которые также во многом изменяют ее состав и свойства. Почва состоит из минеральных веществ: кремний, алюминий, железо, калий, натрий, магний, кальций, свинец, медь, фтор, йод (в основном в окислённом состоянии). В гумусе содержатся органические соединения: белки, жиры, углеводы, углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера. Их избыток или их недостаток отражается на химическом составе воды и растений, что может способствовать развитию эндемических заболеваний (нарушение обмена веществ).
Выделяют песок — с диаметром частиц 0,2 — 2 мм, глину — 0,001 — 0,01 мм, коллоидную фракцию гумуса — меньше 0,0001 мм и т. д.
При этом крупнозернистые породы имеют относительно большую величину пор, т. е. размеров свободных промежутков между частицами. Напротив, общий их объем (пористость почвы) гораздо более значителен у мелкозернистых почв. Так, например, для песка данный показатель равняется 40%, для глины — 53% и торфа — 84%.
Гигиеническое значение этих свойств почвы весьма велико. Бесспорно, благоприятной с санитарной точки зрения является большая ее воздухопроницаемость, что обеспечивает энергичное аэрирование и обильное снабжение кислородом, необходимым для нормального хода процессов самоочищения.
Аналогичный вывод можно сделать и в отношении водопроницаемости, так как плохо проходимые для влаги почвы обычно бывают более сырыми и холодными, а при отсутствии естественного стока легко заболачиваются. К столь же отрицательным последствиям (отсырение грунта и расположенных на нем зданий) может привести большая ее водоемкость, гигроскопичность и капиллярность, причем последняя может обусловить подъем грунтовых вод к фундаменту зданий. Особенности геологических и почвообразовательных процессов в некоторых районах земного шара (биогеохимические провинции) являются причиной недостаточного или избыточного содержания в почвенном покрове целого ряда микроэлементов, в том числе йода, кобальта, фтора, молибдена, марганца, цинка, бора, стронция, селена и некоторых других.
Это обстоятельство обусловливает изменение минерального состава воды и многих растений, что сказывается на количественных показателях их поступления в животный организм, а также нарушает наиболее эффективное соотношение их друг с другом.
В результате возможно развитие специфических заболеваний, известных под названием геохимических эндемий, среди которых особой известностью пользуются флюороз, связанный с избытком фтора в питьевой воде, и эндемический зоб, вызываемый малым содержанием йода в пищевых продуктах.
В настоящее время выявлен и ряд других патологических состояний, вызываемых высокой концентрацией в почве молибдена (молибденоз, или эндемическая подагра), свинца (поражение нервной системы), стронция (хондро —, и остеодистрофия), селена (нарушение деятельности желудочно-кишечного тракта и печени).
К геохимическим эндемиям, очевидно, можно отнести уровскую болезнь и балканскую нефропатию (Р. Д. Габович). Следует подчеркнуть, что данная проблема приобретает сейчас все более актуальное значение, поскольку к естественным причинам, оказывающим влияние на химический состав почвы, присоединяются искусственные: минеральные удобрения и пестициды, выбросы золы из производственных и бытовых топок, отходы различных промышленных предприятий, что позволяет говорить о денатурации почвенного покрова нашей планеты.
Вместе с тем загрязнение почвы ядовитыми веществами свидетельствует о ее токсикологическом значении, что подтверждается целым рядом специальных исследований. Такое вредное воздействие может передаваться по так называемой пищевой цепи, т. е. через растения, произрастающие на отравленной почве, и через молоко и мясо животных, питающихся загрязненным кормом.
Установлено, например, что количество мышьяка в овощах, выращенных на расстоянии 50 м от завода, в выбросах которого он находился, было в 9 раз больше, чем в выращенных на отдалении 3 км, и во много раз выше, чем в выращенных в чистой почве (Б. П. Гуринов).