Лекция 10. Вопросы гигиены почвы
1. Гигиеническое значение состава и свойств почвы
Под почвой понимают наружные горизонты, формирующиеся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под действием климата, растительности, рельефа, почвенных организмов. Как один из факторов окружающей среды почва и подстилающие ее горные породы (грунт) оказывают большое влияние на здоровье людей и санитарные условия их жизни.
Почва состоит из материнской породы, мертвого органического вещества, живых существ, воздуха и воды. Толщина почвы колеблется от нескольких сантиметров до 3 м и более. Ее площадь составляет всего около 1/10 площади материков.
Материнская порода представляет собой комплекс минеральных соединений, состоящих в основном из песка, глины, извести и ила, включающих соли кремния, магния, алюминия и др. В зависимости от соотношения песка и глины все почвы делятся на песчаные, супесчаные, глинистые и суглинистые. С учетом размера частиц выделяют каменистую (более 3 мм), песок (0,2–3 мм), глину (0,001–0,01 мм), коллоидную фракцию гумуса – перегноя. Крупнозернистые почвы, как правило, обладают хорошей воздухо– и водопроницаемостью, а мелкозернистые характеризуются значительной водоемкостью, высокой гигроскопичностью и капиллярностью.
В гигиеническом отношении наиболее благоприятной является почва, имеющая большую воздухо– и водопроницаемость, так как эти свойства способствуют процессам самоочищения, обеспечению нормального теплового режима приземного слоя атмосферы. Такие почвы, как правило, не заболачиваются, поэтому для строительства зданий выбирают участки земли с крупнозернистой почвой.
Температура почвы оказывает существенное влияние на жизнедеятельность почвенных организмов и процессы самоочищения.
Чем мельче поры, тем больше воды может поглотить и удержать почва.
Торфянистые почвы удерживают 3–5-кратное количество воды, песчаные – около 20 %, глинистые – около 70 % воды по массе. При этом вода может находиться в химически связанном состоянии. Фильтруясь через почву, вода обогащается солями и микроорганизмами, но может загрязняться токсическими веществами и патогенными микробами. Под действием силы тяжести вода находится в постоянном движении. При этом вода почти полностью лишается кислорода, идущего на биохимические процессы, и обогащается углекислым газом.
Сырые почвы, с большим содержанием воды, оказывают неблагоприятное влияние на теплообменные процессы, радиационный баланс. Из водоносного горизонта свободная вода способна подниматься по почвенным капиллярам, что важно учитывать при закладке фундаментов зданий.
Почвенный воздух отличается от атмосферного: в нем содержится большое количество углекислого газа, водяных паров и мало кислорода. С возрастанием глубины количество кислорода снижается до 14 %, а содержание углекислого газа увеличивается до 8 %. При высоком содержании органических веществ, низкой воздухопроницаемости в почве преобладают анаэробные процессы с выделением метана, аммиака, сероводорода. В рыхлых крупнозернистых почвах благодаря лучшей аэрации биохимические процессы протекают по аэробному типу.
2. Процессы самоочищения, эпидемиология почвы
Живые организмы почвы представлены в основном микробами. Общее число их достигает 2 млрд на 1 г почвы. Среди них есть грибы, водоросли, бактерии, простейшие и вирусы. Кроме того, в почве обитают простейшие животные, личинки и куколки мух, насекомых и др.
Микроорганизмы играют исключительно важную роль в процессах самоочищения почвы, т. е. в процессах превращения органических веществ в неорганические соединения. Процессы разложения и минерализации органических веществ в почве могут протекать под влиянием бактерий как аэробно, так и анаэробно – без доступа кислорода. В гигиеническом отношении аэробный процесс более благоприятен, так как он протекает без образования дурнопахнущих и вредных веществ аммиака, сероводорода, метана, индола, скатола, метилмеркаптана и др.
Одни бактерии для своего развития могут использовать белки, другие – минеральные соединения, третьи (нитрофикаторы) окисляют аммиак до нитритов, а затем до нитратов. Ряд бактерий (железобактерии) превращают соли закиси железа в гидрат окиси, серобактерии окисляют соединения серы в соли серной и сернистой кислот (сульфаты, сульфиты). Благодаря этим процессам в почве совершается круговорот веществ, а в конечном итоге образуется новое, устойчивое, безопасное в санитарном отношении вещество – гумус.