Самоочищение почвы гигиена кратко

Обновлено: 30.06.2024

Почва – один из важнейших элементов экологической системы Земли. Наряду с солнечным светом, водой, температурой окружающей среды она – компонент внешней среды жизнедеятельности человека. Будучи одним из элементов биосферы, почва во многом определяет гигиеническое состояние внешней среды, оказывая большое влияние на состояние здоровья людей и санитарно-гигиенические условия жизни. Человек, добывая из почвы воду, производя различные земляные, подземные сельскохозяйственные работы, постоянно подвергается различным воздействиям отдельных почвенных факторов.

Почва состоит из материнской породы (минеральные соединения), различных органоминеральных комплексов, органического вещества, гумуса (перегноя), живых организмов, воздуха, почвенной влаги.

Поверхностный слой почвы представляет собой сложный комплекс, на 90-99% состоящий из минеральных соединений и на 1-01% - из органических веществ. Минеральная часть почвы – это в основном песок, глина, известь и ил с входящими в них солями различных металлов (алюминия, кальция, магния и др.), органическая – перегной, или гумус. Образующийся из продуктов разложения и остатков растительных и животных организмов. Этот слой почвы содержит огромное количество микроорганизмов.

В зависимости от геологического строения различают песчаную (80% и более песка), супесчаную, глинистую (свыше 60% глины), суглинистую, солончаковую – богатую хлоридами, черноземную (20% перегноя), торфяную и др.

Одно из важнейших гигиенических свойств – воздухопроницаемость. Под воздухопроницаемостью почвы понимают ее способность в большей или меньшей мере пропускать воздух. Воздухопроницаемость почвы определяется величиной ее пор. У крупнозернистых почв она выше, чем у мелкозернистых, и поэтому в таких почвах создаются лучшие условия для притока кислорода и окисления органических веществ, что способствует самоочищению от отбросов.

Важное гигиеническое свойство почвы – влагоемкость. Под влагоемкостью понимают количество влаги, которое может быть поглощено единицей объема почвы, способность почвы удерживать в себе воду с помощью сорбционных и капиллярных сил. Эта способность зависит от общего объема пор, от размера пор: чем они мельче, тем больше воды поглощает и удерживает почва. Торфянистая почва может удерживать 3-5 кратное количество воды, песчаная – 20%, глинистая – 70% воды по массе. От влагоемкости зависит и уровень стояния грунтовых вод от поверхности почвы. Если он высокий, почва заболачивается, фундаменты и стены зданий отсыревают, влажность воздуха в помещениях повышается и оценивается как гигиенически неблагоприятная. На такой почве затруднена тренировка на открытом воздухе, поскольку она долго не просыхает после дождя или полива.

Температура поверхности почвы оказывает наибольшее влияние на температуру приземного слоя воздуха, жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, процессы разложения в ней органических веществ, а также на тепловой режим помещения первого и подвалов. Темные почвы, богатые перегноем, и сухие прогреваются быстрее, чем светлые и сырые. Почва, покрытая растительностью, меньше нагревается и излучает тепла. Искусственные покрытия из бетона и камня, асфальта усиливают излучение тепла, значительно повышая температуру приземного слоя воздуха.

Самоочищение почвы. Почва постоянно загрязняется, в том числе продуктами жизнедеятельности человека и животных, и если бы она не обладала способностью обезвреживать их, жизнь на Земле стала бы невозможна. Самоочищением почвы называется ее способность превращать опасные в эпидемиологическом отношении органические вещества в неорганические – минеральные соли и газы. Самоочищение почвы начинается с того, что попавшие в нее органические вещества вместе с содержащимися в них патогенными бактериями и яйцами гельминтов фильтруются через нее и адсорбируются ею. Под влиянием биохимических, биологических, геохимических и других процессов загрязнители, проходя через почву обесцвечиваются, теряют дурной запах, ядовитость, вирулентность и другие отрицательные свойства.

Углеводы окисляются до углекислоты и воды; жиры распадаются на глицерин и жирные кислоты, окисляются также до углекислоты и воды; белки расщепляются на аминокислоты, из которых выделяется азот в форме аммиака, в дальнейшем окисляющийся в азотистую и азотную кислоты. Разложение и минерализация органических веществ в почве происходят при активном участии микроорганизмов, содержащихся в ней. Этот процесс может протекать аэробно и анаэробно. С гигиенической точки зрения предпочтителен аэробный процесс разложения органических веществ6 в этом случае не образуются дурнопахнущие газы, ухудшающие гигиенические качества воздуха и воды.

Эпидемиологическое значение почвы. Почва – чрезвычайно благоприятная среда обитания для бактерий, актиномицет, микоплазм, грибов, грибков, водорослей, лишайников, простейших. В ней находится от 5000 до 500000 простейших микроорганизмов на 1 г почвы.

Комплексное определение гигиенической опасности почвенного фактора

Примечания. 1. Наименьший вес почвы (г), в которой содержится одна кишечная падочка. 2. Наименьший вес почвы (г),в котором содержится один анаэробный микроорганизм. 3. Отношение почвенного белкового азота (азот гумуса) в мг/кг ко всему количеству органического азота в почве (мг/кг).

Через почву передаются многочисленные инфекционные заболевания. В этом состоит ее эпидемиологическое значение. Патогенные микробы, попадая в почву с выделениями человека и животных, загрязняют ее. Наибольшего внимания заслуживает роль почвы в передаче патогенных анаэробов. Возбудители столбняка, газовой гангрены и ботулизма, будучи кишечными сапрофитами теплокровных животных и человека, попадают с фекалиями в почву и образуют там споры, сохраняющие свою жизнедеятельность годами. На глубине нескольких сантиметров они уже защищены от губительного действия солнечных лучей и размножаются, находя здесь питательные вещества, влагу, кислород воздуха, проникающего в почвенные поры. Многочисленные возбудители болезней могут выживать в почве довольно долго.

Почвой называется самый поверхностный слой земной коры, представляющий сложный комплекс минеральных, органических соединений, содержащий большое количество микроорганизмов, насекомых и червей. Почва является важнейшим фактором внешней среды.

Почвообразовательные факторы:

Сама материальная порода
Время
Рельеф поверхности
Почвенные микроорганизмы

Воздействие на человека

Состав и строение почвы, ее свойства, интенсивность различных биохимических процессов протекающих в ней, определяет условия жизнедеятельности человека. В глубокой древности различали здоровые и нездоровые почвы. Здоровые - сухие, возвышенные, солнечные. Нездоровые - низко расположенные, холодные, затопленные, с туманами, на таких почвах господствуют различные болезни. На здоровье оказывают влияния воздушный, водный и тепловой режимы почвы. С этим тесно связаны климат, высота стояния почвенных вод — что влияет на влажность воздуха и микроклимат. Под действием УФО изменяется температура воздуха, изменяется температура подвальных помещений и микроклимат первого этажа.

Почва состоит из твердых частей, зерен различной величины и формы, а также свободных промежутков, заполненных воздухом в зависимости от размера частиц, характера их расположения зависит величина пор, а от них, в свою очередь, зависят гигиенические свойства почвы: воздухопроницаемость, влажность, способность к самоочищению. Поступление воздуха в почву имеет большое гигиеническое значение, так как все окислительные процессы с участием аэробных бактерий возможны при достаточном количестве кислорода. Из-за колебаний температуры, барометрического давления между почвенным и атмосферным воздухом идет постоянный воздухообмен, поэтому, если почва загрязнена, то в приземном слое воздуха могут накапливаться различные газы, в том числе и метан.

Состав и строение почвы определяется поведением в ней воды. Фильтруясь через почву, вода удерживается в ней в определенном количестве. Способность почвы удерживать воду называется водоемкостью.

Крупнозернистые почвы: песчаные, субпесчаные; хорошо воздухо- и влагопроницаемы. Такие почвы сухие, хорошо продуваются ветром. Для строительства жилых зданий необходимы крупнозернистые почвы.

Мелкозернистые почвы: глинистые, торфяные; имеют повышенную влагоемкость и низкую воздухопроницаемость и водопроницаемость.

В обратной зависимости от проницаемости находится капиллярность, что необходимо учитывать при закладке фундамента.

Загрязненная почва - источник заболеваний. Она является средой обитания многочисленных животных, микроорганизмов, плесневых грибков, вирусов. В ненаселенных пунктах микроорганизмов очень мало.

Некоторые микроорганизмы образуют в почве споры, обеспечивающие выживание - возбудители столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма.

Патогенные микроорганизмы, не образующие спор: кишечная и чумная палочка, возбудитель туляремии, бруцеллы; эти возбудители быстро погибают в почве. Через руки, другие загрязненные объекты возбудители передаются человеку.

Гельминты: геогельминты (аскарида, власоглав, острица, анкилостомы), биогельминты (свиной и бычий цепень). Для геогельминтов почва - это среда, где яйца развиваются до инвазивной формы и фактор передачи инвазивных форм. Для биогельминтов почва только фактор передачи инвазивных форм.

В почве могут развиваться и насекомые - личинки комнатной мухи до взрослой особи.

Длительность сохранения патогенных микроорганизмов в почве.

Вид бактерии	Средним срок, мед.	Максим, срок, мсс.
Сальмонеллы 6р. тифа	2-3
1 Нигеллы	1.5-5
Холерный вибрион	1-2
Микобактерии туберкулеза
Бруцеллы	0,5-3
Возбудитель чумы	0,5
Возбудители туляремии	1,5	2,5
Энтеровирусы: полиомиелита	До 131	) дней
ECHO	До 171	) дней
Коксаки	До 13	) дней

Почва может загрязняться остатками умерших растений и животных, различными отходами человеческой жизнедеятельности, промышленных предприятий, а/м. В этих отходах могут быть кремний, свинец, цинк, мышьяк, снижающие скорость процессов минерализации органических веществ. На химический состав большое влияние оказывает химизация сельского хозяйства (ДДТ, гексахлоран), которые в конечном итоге проникают в организм человека.

Самоочищение почвы - сложный процесс. Жидкая часть фильтруется, а взвешенные вещества, микроорганизмы, яйца гельминтов задерживаются в порах. Затем микроорганизмы под влиянием неблагоприятных факторов частично погибают или перерождаются. Яйца гельминтов частично гибнут или теряют жизнеспособность.

Процесс самоочищения почвы протекает в два этапа:

Минерализация органических веществ может идти в аэробных и анаэробных условиях. В анаэробных условиях органические вещества распадаются под действием гнилостных микроорганизмов и в процессе брожения:

В результате из углеводов образуется вода и углекислый газ; из жиров - глицерин и жирные кислоты; растительная клетчатка превращается в гумус; сложные белки в аминокислоты и азот; сера в сероводород. При наличии кислорода происходит нитрификация под действием нитробактерий: из азота образуется азотистая кислота и митраш, из сероводорода при окислении образуются серная кислота и сульфаты, углекислый газ превращается в карбонаты; фосфор - фосфорная кислота и фосфаты. То есть образуются такие вещества, которые хорошо усваиваются растениями, образуется гумус, который не издает зловония, отдает растениям все необходимые вещества и не сохраняет м/о, кроме спороносных.

Показатели загрязнения почвы: установить факт загрязнения почвы в населенном пункте путем сравнения почвы данной (ее физических и химических свойств) с чистой почвой.

Методы:

Химический
Бактериологический
Гельминтологический
Энтомологический.

Химические показатели - сравнение с контрольной почвой по содержанию органического азота, углерода, аммиака, нитратов, хлоридов, веществ промышленных выбросов. Предложено санитарное число - это отношение азота гумуса к органическому азоту почвы. По мере самоочищения число приближается к единице.

Природа часто удивляет своей способностью восстанавливаться, что только подтверждает ее величие и великолепие. В пример уникального восстановительного процесса можно привести самоочищение почвы. Почва – это поверхностный слой земли, дающий растениям блага для их развития и плодородия.

Цель данного процесса – избавление верхнего слоя земли от губительных, вредных веществ. В результате самостоятельного очищения все неорганические вещества переходят в органические, которые благоприятны для почвы. Без него жизнь на Земле была бы невозможна, ведь почва постоянно подвергается засорению.

В каких случаях происходит самоочищение почвы

Загрязнение почвы может происходить в трех вариантах:

Биологическом. Самый простой для человека способ загрязнить почву – это загрязнение бытовыми отходами.
Физическом. К нему приводят температурно-энергетические и радиационные отходы.
Химическом. Это самый опасный для всего живого вариант загрязнения, ведь он медленнее всего перерабатывается почвой и портит ее биоценоз.

Необходимые условия

Процесс самоочищения почвы зависит от:

Структуры. Поскольку песчаные и суперпесчаные почвы имеют большой размер воздушных пор, они хорошо проницаемы для воздуха и воды, необходимых для очищения. Глинистые и торфяные структуры почв гораздо медленнее производят самоочистку.
Вспахивания. Если земля вспахивается регулярно, то это поможет ускорению процесса и способствует аэрации.
Бактериальной флоры. Если почва сильно загрязнена органическими веществами, то самоочищение будет крайне тяжелым.
Природных условий, в которых находится почва.
Химико-биологического состояния почвы и от степени ее загрязнения.

Способы, от которых почва может очиститься

Для очищения почвы необходимо наличие следующих веществ в ее составе:

кислорода,
хлора,
хрома
щелочных растворов .

Чтобы помочь ускорению процесса, люди пользуются специальными методами, которые обогащают почву данными соединениями и веществами.

Электрохимическая и электрокинетическая очистки применяется для вывода из земли нефти и фенолов, ртути, свинца и т.д.
Метод промывки подразумевает дополнительное поверхностное нанесение тех веществ, которые способствуют самоочищению почвы.
Фитоэкстрация помогает вырастить определенные виды растений на загрязненных участках. Избавляет от соединений тяжелых металлов.
Фиторемедиация – способ для очищения почвы от нефтепродуктов.

Такие методы применяются для ликвидации последствий аварий и катастроф. Также их можно найти в областях промышленности, связанных с переработкой химических продуктов. Делается это с целью снизить риск экологического вреда.

Анаэробные протекают без использования кислорода обычно с целью обезвреживания и сбраживания осадков. Протекает процесс в две фазы: сперва происходит превращение органического вещества в кислоты и спирты, которые затем переходят в метан и двуокись. Образуются и промежуточные продукты в виде ацетона, метана, спирта и глицерина.

Этапы самоочищения почвы

Самоочищение почвы осуществляется в пять этапов:

Минерализация – распад органических веществ до неорганических. Углеводы расщепляются до воды и углекислого газа, белки проходят процесс аммонификации, сера превращается в сероводород, а жиры расщепляются на жирные кислоты и глицерин, а затем до воды.
Гумификация – это процесс трансформации вещества в гумус под влиянием почвенных микроорганизмов. Гумус медленно разлагается на составные части, которые активно усваиваются растениями. На его образование в среднем уходит один или два года при условии соблюдения необходимых условий. В народе гумус называют перегноем, а также его часто используют приверженцы чистого и экологического выращивания растений, который отказались от химических удобрений.
Нитрификация позволяет аммиаку расщепляться до азотистой кислоты и нитритов. Такая смесь является полезной для роста растений.
Аэробный процесс гниения состоит из аэрации (поглощение кислорода), распада веществ до неорганических. Также при данном процессе выделяется тепло, способствующее размножению почвенных живых организмов: личинок, червей, водорослей, которые помогают самоочищению почвы.
Брожение – анаэробный процесс, при котором идет процесс очищения с помощью поглощения энергии и образования зловонных газов.

Мероприятия, направленные на охрану почвы

Чтобы этого не произошло, необходимо следовать следующим правилам:

создавать заводы для сжигания мусора;
проводить гидролиз;
прибегать к компостированию;
разделять отходы по категориям для утилизации;
очистка хозяйственно-бытовых сточных вод.

На предприятиях, которые активно работают с опасными для окружающей среды веществами, необходимо в обязательном порядке проводить экспертизы для возможного обнаружения проблем.

Понятие и характеристика

Для почвенного покрова характерно постоянное загрязнение, особенно верхнего слоя грунта. Существует много факторов, способствующих этому. В грунте в большом количестве скапливаются различные остатки как химического, так и органического происхождения. В настоящее время существуют определенные типы загрязнения.

Химическое. Происходит в процессе попадания в почву и на ее поверхность различных радиоактивных веществ, техногенных отходов.
Биологическое. Может быть случайным вследствие какой-либо катастрофы или деятельности человека.
Физическое. Происходит из-за активного увеличения количества теплотрасс, газопроводов.

Самоочищение почвы – природный процесс. Он заключается в разложении вредных органических веществ и преобразовании их в полезные неорганические составляющие. Таким образом в почве образуются следующие вещества: белки, жиры, углеводы, газы и минеральные соли. Процесс самоочищения грунта достаточно длительный, он не происходит за несколько дней. Чаще всего это десятилетия или даже века. На длительность восстановления влияют химический состав почвы, ее физические свойства, флора и фауна, которые являются ее постоянными спутниками.

Очень важно, чтобы минерализация и гумификация в грунте не останавливались. Большей способностью к восстановлению обладает грунт, который находится на значительном отдалении от больших предприятий.

Процессы и виды самоочищения

Существует несколько способов самоочищения, каждый из которых зависит от определенных факторов и состояния грунта.

Аэробный способ. Первый этап базируется на образовании жирных кислот в грунте. Заключительная стадия начинает происходить, когда те самые жирные кислоты распадаются, преобразовываясь в метан, органический спирт и диоксид углерода. В случае если в грунте достаточно кислорода, процесс происходит незаметно. Но если его поступление ограничено, то в процессе распада жирных кислот выделяется достаточно неприятный запах.
Анаэробный способ. Данный процесс самоочищения возможен только в почве, которая страдает недостатком кислорода. Главная роль принадлежит анаэробным глинистым бактериям, которые выделяют в почву аммиак и сероводород.

Механизм самоочищения грунта состоит из трех процессов.

Минерализация. Данный этап самоочищения происходит как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Все вредные органические вещества разлагаются и обретают новую структуру.
Нитрификация. На данном этапе продукты распада окисляются и уже могут усваиваться растениями. Данный этап восстановления почвы может происходить только в процессе аэробного самоочищения грунта.
Гумификация – заключительная стадия. Основные, обеспечивающие правильное функционирование почвы вещества распались и преобразовались в гумус.

Давайте рассмотрим, какие вещества и как преобразовываются в почве в процессе самовосстановления.

Углеводы. Данные вещества окисляются и преобразуются в углекислый газ и воду. После они образуют карбонат. Углеводами питаются различные организмы – микробы, черви, насекомые.
Белки. В процессе разложения белков в почве образуется аммиак или азотная кислота. Это зависит от того, есть ли в грунте кислород и в каком количестве. Процесс нитрификации очень важен, так как те вещества, которые образуются, питают растения и микроорганизмы.
Жиры. Этот элемент может разлагаться исключительно в почве, которая напитана кислородом. В ходе распада, гниения жиров в грунте образуются глицерин, серная, сульфатная, фосфорная кислоты.

По тому, как происходят процессы и этапы самоочищения и как распадаются вышеперечисленные элементы в земле, можно судить о том, в каком состоянии и в какой мере загрязнен грунт.

Также для определения уровня загрязненности грунта в лабораторных условиях принимают во внимание показатели по азоту.

Гигиеническое значение

Такая функция грунта, как восстановление – одна из самых значимых. Страшно даже представить, что может произойти, если процесс минерализации, распад органических веществ и процесс гумификации, образование гумуса остановятся. Самоочищение почвы необходимо для того, чтобы:

из грунта выводились вредные вещества;
уменьшалось количество микробов, бактерий, яиц различных вредных насекомых, в том числе и геогельминтов;
почва становилась пористой, увеличивался воздухообмен;
повышалась плодородность грунта путем образования гумуса;
сохранялись свойства грунта;
предотвращалось загрязнение окружающей среды.

Загрязнение почвы может не только повлиять на уменьшение урожайности, но и привести к масштабной экологической катастрофе. Если она перестанет самоочищаться, токсические и канцерогенные вещества, которые накапливаются в ней годами, десятилетиями, очень быстро распространятся на всю окружающую среду. Изменение состава и состояния грунта приведет к вымиранию представителей разных видов как флоры, так и фауны. Будут загрязняться водоемы, что может привести со временем к исчезновению питьевой воды на планете.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что самоочищение почвы – это уникальная ее особенность, но нужно постараться и всему человечеству свести уровень загрязнения к минимуму. Ресурсы и способность грунта к восстановлению не безграничны. Наибольший вред ему причиняют именно различные промышленные отходы. И если их количество в ближайшее время не уменьшится, последствия могут быть очень плачевными.

Гигиеническое значение состава и свойств почвы. Почва состоит из твердых частиц и свободных заполненных воздухом или собой промежутков между ними. К частицам почвы с диаметром более 3 мм относятся камни и гравий, от 1до 3 мм – крупный песок и менее 1 мм – мелкий песок, глина, пыль и ил. Механические свойства почвы, размеры частиц, их хаpaктер определяют такие ее гигиенические свойства, как пористость, воздухо- и водопроницаемость, влаго- и теплоемкость, тепловой режим. Почва состоит из крупных (камни, галька, гравий) и мелких частиц (мелкий и глинистый песок). Крупнозернистые почвы обладают хорошей воздухопроницаемостью, а мелкозернистые почвы – значительной водопроницаемостью, высокой гигроскопичностью и капиллярностью.
Одно из важнейших гигиенических свойств – воздухопроницаемость. Под воздухопроницаемостью почвы понимают ее способность в большей или меньшей мере пропускать воздух. Воздухопроницаемость почвы определяется величиной ее пор. У крупнозернистых почв она выше, чем у мелкозернистых, и поэтому в таких почвах создаются лучшие условия для притока кислорода и окисления органических веществ, что способствует самоочищению от отбросов.

Важное гигиеническое свойство почвы – влагоемкость. Под влагоемкостью понимают количество влаги, которое может быть поглощено единицей объема почвы, способность почвы удерживать в себе воду с помощью сорбционных и капиллярных сил. Эта способность зависит от общего объема пор, от размера пор: чем они мельче, тем больше воды поглощает и удерживает почва. Торфянистая почва может удерживать 3-5 кратное количество воды, песчаная – 20%, глинистая – 70% воды по массе. От влагоемкости зависит и уровень стояния грунтовых вод от поверхности почвы. Если он высокий, почва заболачивается, фундаменты и стены зданий отсыревают, влажность воздуха в помещениях повышается и оценивается как гигиенически нeблагоприятная. На такой почве затруднена тренировка на открытом воздухе, поскольку она долго не просыхает после дождя или полива.

Комплексное определение гигиенической опасности почвенного фактора

Читайте также: