Гигиеническое и эпидемиологическое значение почвы

Минерально-органическая оболочка нашей планеты, распространяющаяся от ее поверхности до магмы, носит название литосферы и состоит из двух частей: материнской породы (магма), разрушенной физическими, физико-химическими процессами до появления жизни на Земле, и более поверхностной части литосферы (почва или грунт), сформированной после появления жизни на нашей планете в результате влияния на нее климата, растительности и почвенных организмов.

Почва является неотъемлемым звеном кругооборота веществ в природе. Известны так называемые «биогеохимические провинции»­, характеризующиеся избытком или недостатком в природе одного или нескольких микроэлементов и связанных с этим эндемий и эпизоотий (флюороз, зобная болезнь, метгемоглобинемия и др.). Эталоном почвы в Российской Федерации по содержанию микроэлементов считается черноземная почва центрального заповедника Курской области.

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.

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 обусловлено тем, что именно из него загрязнители почвы могут поступать в сельскохозяйственные растения, поверхностные водоемы, в атмосферный воздух и др. 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.

Слои почвы, в которых происходит формирование почвенных вод, получили название зон Гофмана. Всего их пять: -зова испарения; -зона фильтрации; -зона капиллярного поднятия; -водоносный горизонт; -водоупорный слой.

Толщина слоя зоны испарения в средней полосе Европы не более 1 м. Этот слой очень богат органическими веществами, в нем же гнездятся корни растений. 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. После того, как начинается верховодка, 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 изверженная порода (например, гранит, известняки, жирная глина). Фильтрующая вода на этом слое задерживается, скапливается и образует зону почвенных или грунтовых вод, или так называемый водоносный горизонт. Из него часть воды будет подниматься вверх, вследствие капиллярности, до высоты, определяемой­ величиной пор этого почвенного слоя. Образуется зона капиллярности поднятия почвенных вод.

Почва обладает определенными свойствами.

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. Проходимость почвы для воздуха определяется только величиной ее пор и не зависит от их общего объема или пористости. Воздухопроницаемость почвы увеличивается с 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. Впитывание характеризует первую фазу водопроницаемости, когда свободные поры последовательно заполняются водой. При избытке влаги впитывание ее продолжается до полного насыщения почвы. Вторая фаза т - фильтрация - характеризуется движением воды в почвенных порах под действием сил 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 обусловливается силой поверхностного сцепления (адсорбция), возникающего между огромной поверхностью почвенных зерен и омывающей их фильтрующейся водой. Влaгоемкость тем больше, чем меньше величина пор почвы и тем больше их объем. Наибольшей влaгоемкостью обладают торфяники (до 500 – 700%). Гигиеническое значение влагоемкости почвы связано с тем, что большая влагоемкость вызывает отсырение почвы и находящихся на ней зданий, уменьшает пр6ходимость 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. [1]

Почва состоит
из материнской породы (минеральные соединения), мертвого органического вещества; гумуса (перегноя); живых организмов; воздуха
и воды. Нижний слой почвы — материнская порода состоит в основном из
глины, песка, извести, включающих соли кальция, магния, алюминия и другие макро- и микроэлементы. Минералогический и
химический состав почвы определяет первоначальное содержание в
ней элементов питания для растений и, в итоге, характер почвенного
биоценоза и влияния почвы на организм человека. Подпочва, второй слой почвы, содержит неорганические соединения, которые образовались в результате разложения органических
веществ. В верхнем (пахотном) слое почвы происходит основной круговорот
органических веществ. Бактерии, плесневые грибы, актиномицеты,
одноклеточные растения и животные и т.п. участвуют в процессе образования почвы, Весь органический материал из различных
трофических уровней утилизируется и распадается здесь сначала до
гумуса, а затем до неорганических соединений. Гумус состоит из лигнина, клетчатки, протеиновых комплексов
и других органических соединений. Гуминовые кислоты, которые
входят в состав гумуса, представляют собой высокомолекулярные
соединения, образовавшиеся из продуктов распада лигнина, клетчатки, белков, жиров и углеводов. Гумус способствует сохранению
воды в почве, поддерживает се в рыхлом состоянии и определяет
основное свойство почвы – плодородие. Минеральные, или неорганические, вещества почвы на 60- 80 % представлены кристаллическим кремнеземом или кварцем. Значительное место в минералогическом составе почвы занимают алюмосиликаты. 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.[2]

Гигиеническое значение почвы заключается в том, что это огромная, естественная лаборатория, в которой происходят процессы синтеза и разрушения органических веществ, фотохимические процессы, образование органических и неорганических веществ, гибель многих бактерий, вирусов, простейших и яиц гельминтов. Почва используется для очистки и обезвреживания стоков, нечистот, мусора, оказывает влияние на климат, развитие растительности и др.

Таким образом, почва оказывает огромное влияние на здоровье населения, имеет большое гигиеническое значение и является: 1) главным фактором формирования естественных и искусственных провинций, играющих ведущую роль в возникновении и профилактике эндемических заболеваний; 2) средой, обеспечивающей циркуляцию в системе «внешняя среда ­- человек» химических и радиоактивных веществ, а также экзогенных химических веществ, поступающих в ­почву с выбросами промышленных предприятий, автотранспорта, со сточными водами и т.д., и в связи с этим фактором, влияющим на здоровье населения; 3) одним из источников химического и биологи­ческого загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, а также растений, используемых че­ловеком для питания; 4) фактором передачи инфекцион­ных заболеваний; 5) естественной, наиболее подходящей средой для обезвреживания жидких и твердых отходов.