Гигиенические требования к почве

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПОЧВЕ

Почва является одной из самых огромных естественных лабораторий, в которой беспрерывно протекают самые разнообразные сложные процессы разрушения и синтеза органических веществ, фотохимические процессы. Она — приемник и поглотитель различных растительных, животных, хозяйственно-бытовых и промышленных отходов, резервуар и источник многообразной микрофлоры и микрофауны, оказывает прямое и косвенное влияние на здоровье и продуктивность животных. Кроме того, почва существенно влияет на температурно-влажностный режим животноводческих помещений, долговечность, санитарно-гигиеническое состояние территории ферм, комплексов и летних лагерей.

Гигиеническое значение почвы определяется ее механическим составом, физическими, химическими и биологическими свойствами.

1. Механический состав и физические свойства почвы

Основная масса почвы представляет собой сложный комплекс минеральных соединений (90−99%) и органических веществ (1−10%). Минеральная часть состоит в основам из песка, глины, извести и мела с входящими в них солями кремния, алюминия, кальция, магния и др.; органическая часть — из гумуса (перегноя), в ней содержатся большое количество микроорганизмов.

Почва состоит из твердых частиц и свободных промежутков между ними — пор, заполненных воздухом и влагой.

Механическим составом называется процентное содержание в почве твердых частиц — зерен разного размера, выявленных механическим анализом. По величине почвенных частиц выделяют камни (с диаметром более 100 мм), гравий (100−10 мм), хрящ (10−3 мм), песок (0,2−3 мм), глину (0,001−0,01 мм), коллоидную фракцию гумуса — перегной (меньше 0,0001мм). В соответствии с этим различают несколько пород почвы: каменистая; песчаная, если в ней более 80% песка; супесчаная при содержании до 30% глины; суглинистая при содержании до 50% глины; глинистая, если глины более 50%; известковая при наличии более 50% извести; меловая, содержащая более50% мела; солончаковая, богатая хлоридом натрия; черноземная, содержащая свыше 20% гумуса (перегноя), образующегося из продуктов разложения растительных и животных организмов; торфяная, в которой основным компонентом являются органические частицы гумуса.

От механического состава, величины частиц и их характеристики зависят пористость, воздушные, водяные, тепловые свойства почвы, оказывающих огромное влияние на интенсивность биохимических процессов, протекающих в почве и определяющих ее плодородие и санитарное состояние.

Пористость представляет собой объем пор почвы, который зависит от величины, формы и расположения почвенных частиц. Различают крупнои мелкозернистые почвы.

В мелкозернистых почвах (глинистая, торфяная и др.) пористость будет выше, чем в крупнозернистых (гравийные, песчаные, черноземные и др.). Если в мелкозернистых почвах пористость достигает 85%, то в крупнозернистых не менее 30%. Однако размер самих пор в крупнозернистых почвах значительно выше, чем в мелкозернистых. Отмечено, что крупнозернистые почвы, как правило, обладают хорошей воздухои водопроницаемостью, а мелкозернистые — значительной влагоемкостью, высокой гигроскопичностью и капиллярностью.

Одной из постоянных частей почвы является воздух. От его удельного содержания зависят прежде всего процессы окисления, он постоянно обменивается с атмосферным воздухом. Этому способствуют колебания температуры и уровня грунтовых вод, барометрическое давление, отсасывающее действие ветра, атмосферные осадки и другие факторы.

Под воздухопроницаемостью понимают способность почвы пропускать воздух через свою толщу. Почвенный воздух находится в порах почвы, незаполненных водой, в адсорбированном виде в частицах почвы и, кроме того, растворен в почвенных водах.

Почвенный воздух существенно отличается от атмосферного: в нем содержится значительно большее количество углекислого газа, водяных паров и мало кислорода. Так, с возрастанием глубины (до 5−6 м) количество кислорода снижается до 14%, а содержание углекислого газа увеличивается до 8%. Состав почвенного воздуха в значительной степени определяется структурой почвы и жизнедеятельностью ее микроорганизмов. При высоком содержании органических веществ, низкой воздухопроницаемости в почве преобладают анаэробные процессы с выделением метана, аммиака, сероводорода и других газов. В рыхлых крупнозернистых почвах осуществляется лучше аэрация, благодаря чему биохимические процессы протекают по аэробному типу.

Наряду с другими компонентами почва содержит и определенное количество воды, зависящее от влагоемкости почвы и климатических условий. При этом вода может находиться в химически связанном состоянии. Почва оказывает существенное влияние на химический и бактериальный состав воды. Фильтруясь через почву, вода обогащается солями и микроорганизмами, но может загрязняться токсическими веществами и патогенными микробами. Особенно это относится к почвенной воде, расположенной близко к поверхности земли. Под действием силы тяжести вода находится в постоянном движении. Она просачивается в нижние слои почвы и может задерживаться на водонепроницаемых породах (глина, гранит и пр.) в виде грунтовых вод. При этом вода почти полностью лишается растворенного кислорода идущего на биохимические процессы и, обогащается углекислым газом.

Водные свойства почвы характеризуются влажностью, влагоемкостью, водопроницаемостью, капиллярностью, гигроскопичностью и испаряющей способностью почвы.

Влажность почвы — количество воды, которое содержится в почве. Мелкозернистая почва с мелкими порами отличается наибольшей влажностью.

Влагоемкость — количество воды, которое может быть поглощено единицей объема почвы. Установлено, что чем мельче поры, тем больше воды может поглотить и удерживать почва. Так, торфяные почвы могут удерживать 3−5-кратное и большее количество воды, песчаные — около 20%, глинистые — около 70% воды по массе. Большая влагоемкость почвы уменьшает воздухои водопроницаемость, приводит к отсырению помещений, повышает теплопроводность почвы и препятствует разложению органических веществ. Почвы с большой влагоемкостью нездоровые, сырые и холодные.

Водопроницаемость — фильтрационная способность почвы, то есть способность ее пропускать воду сверху вниз. Чем крупнее поры почвы, тем меньше препятствий испытывает вода, фильтрующаяся через нее. Поэтому крупнозернистые почвы обладают большей фильтрационной способностью. Мелкозернистые почвы плохо пропускают воду. Водопроницаемость определяет водно-воздушный режим ее и характер происходящих в ней биологических процессов, что характеризует интенсивность разложения органических веществ и возможность использования почвы для обеззараживания органических отбросов (отходов) и сточных вод.

Капиллярностьводоподъемная способность почвы, т. е. способность ее поднимать по капиллярам воду из нижних горизонтов в верхние. Чем почва менее зернистая, а потому и более мелкопористая, тем больше ее капиллярность, выше поднимается в ней вода. Крупнозернистые почвы поднимают воду быстрее, но не на большую высоту. Так, песок поднимает воду на высоту 0,3−0,5 м, глина — на 1,2 м, лесс — на 2 м, торф — до 4−6 м.

Большая капиллярность почвы может быть причиной сырости здания. Фундаменты в мелкозернистой почве могут быть заложены гораздо выше уровня стояния в ней почвенных вод, но в силу ее большой капиллярности почвенная вода может подняться по порам почвы даже выше фундамента зданий.

Гигроскопичность почвы — свойство ее поглощать из воздуха водяные пары и сгущать их в порах. Чем почва более мелкозернистая, тем относительно больше поверхность ее зерен и, следовательно, выше ее гигроскопичность. Минимальную гигроскопичность имеют крупнозернистые почвы. Так, в среднем песок поглощает (адсорбирует) по массе 0,3−0,4%, глина — 4%, гумус — 12% гигроскопичной воды.

Испаряющая способность почвы. Чем меньше испаряющая способность почвы, тем больше задерживается в ней влаги, тем она более сырая. Так, мелкозернистые светлые почвы с небольшой растительностью, слабо освещенные солнечными лучами больше задерживают влагу, чем крупнозернистые. Испарение влаги с поверхности почвы уменьшается также при наличие в ней растворенных солей, увеличивающих ее гигроскопичность, при повышенной влажности окружающего воздуха, интенсивном смачивании ее дождями и талым снегом.

Тепловые свойства почвы оказывают влияние на температуру приземного слоя атмосферы, тепловой режим помещений, а также на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов и процессы разложения органических веществ в почве.

Суточные колебания температуры воздуха отражаются в почве до глубины не более 1 м, годовые же передаются на большие глубины. В сильные морозы почва может промерзать на глубину до 1−2 м, что важно учитывать при заложении фундаментов зданий, водопроводных и канализационных труб.

Поглотительная способность почвы — свойство ее поглощать газы, жидкости, растворенные вещества, а также задерживать твердые частицы, взвешенные в почвенной воде и там сохранять для микроорганизмов и растений питательные вещества. Поглотительная способность почвы обуславливается механическими, физическими, физико-химическими, химическими и биологическими явлениями, происходящими в почве. Поглотительная способность тем выше, чем больше в почве глинистых частиц и перегноя и образующихся при их взаимодействии органоминеральных коллоидов. Способность почвы поглощать и удерживать химические соединения (аммоний, нитраты, хлориды и др.), а также гниющие органические отбросы (жидкие и твердые), бактериальные токсины, микроорганизмы имеет важное санитарно-гигиеническое значение. Однако способность почвы поглощать различные вещества не беспредельна, с превышением их количества почвой они не задерживаются, вымываются и поступают в грунтовые воды.

почва животноводческий гигиенический биологический

2. Химические свойства почвы

Почва состоит из твердой (минеральной и органической), жидкой (почвенная влага) и газообразной (почвенный воздух) частей.

В составе твердой части почвы можно встретить соединения всех известных элементов периодической системы Д. И, Менделеева. Главное место в твердой части почвы занимает минеральная часть и только торфяники состоят целиком из органической части.

Химический состав минеральной части почвы определяется ее происхождением (материнской породой). Из химических элементов в почве первое место занимает SiO₂, а затем в убывающем порядке идут Al₂O₃, Fe₃O₃, K₂O, Na₂O, MgO, CaO, KCl, NaCl. Так, в составе глинистых почв преобладают соединения алюминия (Al₂O₃), песчаные — кремния (SiO₂), известковых — кальция (СаО). В почвах распространены соли угольной, серной, фосфорной, хлористо-водородной, азотной и других кислот. В минимальных количествах имеются также различные микроэлементы: кобальт, медь, марганец, бор, йод, фтор, бром, никель, стронций, селен, молибден, цинк, литий, барий и др.

Источником образования неорганических соединений служат не только остатки материнской почвообразующей породы, но и разложение растительных и животных органических остатков под влиянием жизнедеятельности организмов.

Органическая часть почвы (гумус, или перегной) представляет собой продукты распада веществ растительного и животного происхождения, а также веществ, образовавшихся в результате реакций, протекавших при их распаде. Так, например, высокомолекулярные органические кислоты, образовавшиеся при распаде органических веществ, вступают в соединения и с минеральными и с органическими веществами почвы. Содержание гумуса в верхних слоях почвы составляет от десятых долей процента до 15−18% в черноземных почвах, а мощность пластов гумуса — от нескольких сантиметров до 1−1,5 м.

Химический состав почвы влияет на состав грунтовых вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также на плодородие, ботанический состав растений лугов, пастбищ и химический состав кормов. Поэтому химический состав почвы через корма может оказывать значительное влияние на состояние здоровья и продуктивность животных, и, кроме того, на химический состав продуктов растительного и животного происхождения, воздействуя таким образом и на здоровье людей.

Состав и свойства почвы в ходе почвообразовательных процессов непрерывно, хотя и медленно, меняются. Большая роль в этом отношении принадлежит человеку, который может менять ее природу и плодородие путем рациональной системы обработки, севооборотов, внесения удобрений, осушения или обводнения.

В местностях с дерново-подзолистой, подзолистой и торфяной почвами, характерных для Беларуси, вследствие недостатка в них йода у животных нарушается образование гормона щитовидной железы тироксина, в результате развивается зобная болезнь. При дефиците в торфяно-болотной и подзолистой почве, а следовательно, и в корме кобальта, входящего в состав витамина В₁₂, участвующего в кроветворении, наблюдается акобальтоз (сухотка) — злокачественная анемия. Недостаток в кислых болотных почвах, воде, кормах марганца вызывает у животных нарушение функций размножения, а у птицы — заболевание суставов, деформацию костей и крыльев (перозис). Дефицит меди в кормах вызывает у крупного рогатого скота акупроз, сопровождающийся извращением вкуса. При недостатке селена у молодняка возникает беломышечная болезнь.

При большом скоплении некоторых микроэлементов в почве могут возникать такие энзоотические болезни, как флюороз костей (при избытке фтора), молибденовый токсикоз крупного рогатого скота, никелевая слепота и др.

В настоящее время в связи с научно-техническим прогрессом, развитием химии и сельского хозяйства, кроме естественных эндемических почвенных регионов, появились искусственные биогеохимические районы и провинции с измененными составом и свойствами почв. Их появление связано с использованием разнообразных пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растений и пр., а также с поступлением в почву промышленных выбросов, сточных вод и отходов, содержащих химические вещества, относящиеся к разным классам опасности.

На территории Беларуси преобладают легкие почвы, требующие известкования и удобрений. Разрушительное воздействие на почвы оказывает влажное и сухое осаждение 34−43 кг/га/год оксидов азота и серы. Ежегодно в Беларуси вырабатывается 1,685 млн. т токсических отходов и более 12 млн. м³ твердых бытовых отходов. Предприятиями по переработке отходов перерабатывается около 600 тыс. м³ городского мусора, а большинство отходов захороняется на свалках.

3. Биологические свойства почвы

Живые организмы почвы представлены в основном микроорганизмами, общее число которых достигает 2 млрд. на 1 га почвы. Среди микроорганизмов встречаются грибы, водоросли, бактерии, простейшие и вирусы. Кроме того, в почве обитают черви, личинки и куколки членистоногих, паукообразные, насекомые, кроты, мыши. Количество живых организмов в почве меняется как в качественном, так и в количественном отношении и зависит от механического состава, химических свойств, температурного режима почвы, солнечной радиации и аэрации.

Непосредственно на поверхности почвы количество бактерий сравнительно невелико, что объясняется действием солнечного света и высыханием почвы. Количество микроорганизмов резко возрастает начиная с глубины 1 см, достигая максимума на глубине 10 см. В дальнейшем, по мере углубления в почву, количество бактерий быстро убывает. Так, уже на глубине 25 см количество бактерий в 10−20 раз меньше, чем на глубине 1−2 см. Это объясняется тем, что бактерии задерживаются в поверхностных слоях почвы в процессе фильтрации, а также тем, что по мере углубления в почву уменьшается содержание органических веществ, являющихся питательной средой для бактерий, и снижается содержание кислорода, что представляет особое значение для жизнедеятельности аэробных форм. В почвах с хорошей фильтрующей способностью на глубине 3−4 м и более бактерии обычно уже не обнаруживаются. Сравнительно низкая температура относительно глубоких слоев почвы также является неблагоприятной для жизнедеятельности бактерий.

В поверхностных слоях почвы (особенно в крупнозернистых песчаных почвах) создаются более благоприятные условия для развития аэробных микробов, а в более глубоких слоях (особенно в мелкозернистых влагоемких почвах) содержание кислорода меньше, вследствие чего в этих условиях в почве преобладают анаэробы. В щелочных почвах обитают в основном бактерии, а кислых — плесневые грибы.

Микроорганизмы играют исключительно важную роль в процессах самоочищения почвы. Процессы минерализации органических веществ, поступающих в почву в больших количествах от животноводческих объектов и в результате производственной и бытовой деятельности человека, могут протекать под влиянием бактерий в аэробных и анаэробных условиях. Одни бактерии для своего развития могут использовать органические (белки, жиры, углеводы), другие минеральные соединения. Бактерии нитрофикаторы окисляют аммиак до нитритов и нитратов, железобактерии превращают соли закиси железа в гидрат окиси, серобактерии окисляют соединения серы в сульфаты и в сульфиты. Благодаря этим процессам в почве совершается круговорот веществ. При участии микроорганизмов происходит превращение веществ в такую форму, в которой их могут использовать корни растений для питания. Без участия почвенной микрофлоры невозможно добиться повышения плодородия почв.

Кроме постоянно содержащихся сапрофитов, в почве могут быть и патогенные микроорганизмы. Попадают они в почву с выделениями больных животных, навозом, трупами, органическими отбросами, сточными водами животноводческих предприятий. Патогенные микроорганизмы, содержащиеся в почве, делятся на две группы: постоянно обитающие в почве и временно находящиеся в ней. К первой группе относятся возбудители сибирской язвы, столбняка, газовой гангрены, ботулизма, злокачественного отека, эмфизематозного карбункула и др. Болезни, вызываемые этими возбудителями получили название почвенных инфекций, так как заражение ими происходит через почву, чаще всего на пастбищах. Во вторую группу входят возбудители кишечных инфекций, туберкулеза, бруцеллеза, ящура, рожи свиней, пуллороза птицы, мыта лошадей и др.

Для жизнедеятельности и размножения патогенных микроорганизмов почвенные условия неблагоприятны, поскольку их рост возможен лишь при определенной температуре и в соответствующей среде. Необходимо также учитывать и губительное действие на них солнечных лучей, высыхания и антагонизма микроорганизмов. Поэтому, попав в почву, многие патогенные микробы погибают или видоизменяются, хотя некоторые из них и сохраняют болезнетворные свойства в течение длительного времени. Особенно устойчива споровая микрофлора (20−25 лет).

С испражнениями животных в почву попадают яйца гельминтов, зародыши возбудителей мониезиоза, диктиокаулеза и др. Почва как раз та среда, в которой проходит часть жизненного цикла паразитов. Она играет большую роль в распространении геогельминтов, в особенности аскарид, власоглавов, остриц и др.

Почва также имеет большое значение в распространении так называемых биогельминтов — свиного и бычьего цепней. Из кишечника зараженного человека вместе с фекалиями яйца этих гельминтов могут попадать в почву, на растения и в естественные водоисточники, используемые для кормления и поения крупного рогатого скота и свиней. В кишечнике этих животных они превращаются в личинки, которые поселяются главным образом в мышцах. Человек употребляя недостаточно обезвреженную говядину и свинину, заражается личиночной стадией этих биогельминтов.

В почве развиваются и паразитические насекомые — мухи, мошки, слепни, оводы. Она служит местом обитания и размножения грызунов, являющихся источниками таких инфекций, как бешенство, чума, туляримия и др.

4. Самоочищение почвы

Попавшие в почву со сточными водами или твердыми отбросами органические вещества, содержащие белки, жиры, углеводы и продукты их обмена, подвергаются распаду вплоть до образования неорганических веществ — процесс минерализации. Благодаря ему недоступные или малодоступные для корневой системы органические вещества переходят в усвояемую форму и таким образом обеспечивают плодородие почвы. С другой стороны, перевод органических соединений в минеральные связан с очищением почвы и освобождением ее от органических отбросов.

Параллельно в почве происходит процесс синтеза нового сложного органического вещества, получившего название гумуса. Процесс синтеза почвенного вещества называется гумификацией, а оба биохимических процесса (минерализации и гумификации), направленные на восстановление первоначального состояния почвы, получили название процесса самоочищения почвы.

Механизм самоочищения почвы весьма сложен, причем для его развития имеет значение механическая структура почвенного покрова, его химический состав, физические свойства и вся совокупность живых организмов.

Процесс самоочищения почвы начинается с того, что попавшие в почву органические вещества вместе с содержащимися в них бактериями и яйцами гельминтов частично задерживаются, фильтруясь через почву и адсорбируются ею. Под влиянием биохимических, микробиальных и других процессов стоки, проходя через почву обесцвечиваются, теряют дурной запах, ядовитость и другие свойства, претерпевая радикальные изменения в химическом составе.

Разложение и минерализация органических веществ происходит при деятельном участии микрофлоры почвы, причем этот процесс может протекать аэробно — при обилии кислорода воздуха, необходимого для жизни аэробных бактерий, и анаэробно — без кислорода, с помощью гнилостных бактерий.

Все вещества попадают в микробную клетку путем осмотического всасывания через мельчайшие поры оболочки (мембрану). Эти поры так малы, что большие молекулы (белки, жиры, углеводы) через них не проникают. Поступление их в микробную клетку возможно лишь после превращения в более простые молекулы (аминокислоты, моносахариды, жирные кислоты). Для осуществления такого способа питания в процессе эволюции у микроорганизмов выработалась способность выделять в окружающую среду гидролитические ферменты, которые подготавливают содержащиеся в ней сложные вещества к усвоению микробной клеткой. Ферменты микроорганизмов по характеру действия делятся на две группы: экзоферменты, действующие вне клетки и участвующие в подготовке питательных веществ для усвоения их клеткой; и эндоферменты, действующие внутри клетки для усвоения пищи.

Углеводы, попавшие в почву с отходами или сточными водами, в аэробных условиях благодаря деятельности микроорганизмов подвергаются превращениям, в результате которых происходит синтез гликогена микробной клетки, образуются вода и СО₂, выделяется энергия.

Расщепление жиров в почве происходит очень медленно, так как жиры мало подвержены процессам биохимического разрушения. В аэробных условиях этот процесс протекает с образованием липидов микробной клетки и выделением воды, СО₂, энергии.

Сложные молекулы белка (пептиды) под влиянием ферментов, выделяемых микроорганизмами расщепляется до альбуминов и пептонов, а затем до аминокислот. Часть аминокислот используется как пластический и энергетический материал размножающимися микроорганизмами, а часть подвергается дезаминированию с образованием аммиака, воды и СО₂. В аэробных условиях образовавшийся аммиак растворяется в воде, получается гидрооксид аммония. Большая часть аминокислот, образовавшихся из белков отходов при их расщеплении используется как пластический материал для биосинтеза микроорганизмов. В дальнейшем при отмирании этих микроорганизмов образуется гумус почвы, являющимся ценным питательным веществом для растений. Растительные соединения (клетчатка, лигнин) при разложении в почве также образуют гумус. Гумус не издает зловонного запаха, не привлекает мух и не имеет живых возбудителей инфекций.

Азотсодержащие органические вещества попадают в почву не только в виде белка, но и в виде аминокислот и продуктов белкового обмена, в частности мочевины. Мочевина под влиянием уробактерий и их фермента уреазы гидролизуется и также образуется аммоний. Образовавшийся аммоний в дальнейшем подвергается биохимическому окислению при помощи аэробных бактерий. Этот процесс, получивший название нитрификации, осуществляется в две фазы: в первой фазе аммонийные соли превращаются в азотистые соединения (нитриты) при участии бактерий из рода B. Nitrosomonas, во второй — в азотные соединения (нитраты) под влиянием бактерий из рода B. Nitrobacter. А при взаимодействии нитратов с калием, натрием и другими элементами образуются соли, доступные для усвоения растениями.

Таким образом, азотная кислота в виде минеральных солей (нитратов) является конечным продуктом окисления белковых веществ и продуктов обмена в животном и растительном организмах.

Одновременно с окислительными процессами в почве происходят и восстановительные процессы, то есть денитрификация. В щелочной среде и при широком доступе воздуха восстановительный процесс не идет дальше образования солей азотистой кислоты; в кислой среде и при затрудненном притоке кислорода восстановление идет до аммиака.

Гигиеническое значение денитрификации весьма важно в связи с тем, что этот процесс при работе сооружений по почвенной очистке может стать преобладающим, например, в начальный период эксплуатации орошения. Положительным моментом в этом процессе является то, что при дефиците кислорода воздуха используется кислород нитратов, чем предотвращается загрязнение ими подземных вод. Судьба нитратов, образовавшихся при биохимическом окислении органических веществ, сводится к тому, что часть из них усваивается корнями растений, часть подвергается денитрификации и, наконец, используется для синтетических процессов микроорганизмами.

Если в почве обезвреживание органического вещества сточных вод в основном осуществляется путем биохимических процессов минерализации, нитрификации, денитрификации и лишь незначительно за счет процессов гумификации, то обеззараживание органических веществ из твердых отбросов, осадка сточных вод и активного ила в искусственных сооружениях осуществляется главным образом за счет гумификации при участии термофильных микроорганизмов.

По мере самоочищения почвы от органических загрязнений в ней снижается и общее количество микробов, особенно неспороносных патогенных. Этому способствуют конкуренция со стороны сапрофитов, бактерицидное влияние солнечной радиации, действие бактериофагов и антибиотиков.

В природе многие виды микроорганизмов выполняют весьма важные санитарно-оздоровительные функции. Например, гнилостные микробы являются естественными «чистильщиками» внешней среды. Разлагая трупы животных, погибших от заразных болезней, и вырабатывая продукты гниения, они способствуют отмиранию большинства патогенных микробов.

Некоторые почвенные микроорганизмы продуцируют антибиотические вещества, являющиеся губительными для других видов микробов. Наличие этих веществ способствует относительно быстрой гибели патогенных микробов, попавших в почву. Было выяснено, что чем больше в почве имеется микроорганизмов, тем быстрее наступает гибель патогенной микрофлоры. Особенно интенсивное санирование почвы происходит в зоне ризосферы растений (ежа сборная, лисохвост, донник, крестоцветные — рапс яровой и озимый, сурепица, масленичная редька и др.), где около корней и особенно из мелких разветвлений почвенные микробы находят для своего развития благоприятную среду. Происходит то от того, что вокруг корней растений в почве скапливаются органические соединения, выделяемые этими растениями, являющиеся питательной средой для почвенной микрофлоры. Там же микробы используют благоприятные для своего размножения корневые волоски и отмершие клетки эпидермиса корней.

Сроки, в течение которых происходи самоочищение почвы, различны и определяются строением почвы (в крупнозернистых почвах процессы самоочищения проходят быстрее), воздушным, водным и тепловым режимами почвы и количеством загрязнений. Нельзя забывать и том, что самоочистительная способность почвы ограничена. Это объясняется тем, что чрезмерное ее загрязнение может вызвать гибель всей полезной почвенной микрофлоры.

5. Санитарная оценка почвы

Санитарную оценку почвы производят по данным механических, физических, химических, бактериологических и гельминтологических исследований. Характер и программа исследования определяются целью, с которой производят оценку почвы. Исследования почвы бывают необходимы при выборе земельного участка для нового строительства, для полей орошения и фильтрации, для биотермических ям, в процессе контроля за санитарным состоянием почвы в связи с загрязнением газообразными, твердыми и жидкими выбросами и отходами животноводческих и промышленных предприятий, различными хозяйственно-бытовыми отбросами, пестицидами, радиоактивными веществами и т. д.

Для общей гигиенической характеристики почвы производят санитарно-топографическое обследование земельного участка, в задачу которого входит, прежде всего, изучение местных топографических и геологических условий, оказывающих влияние на санитарное состояние почвы и через нее на микроклимат местности, подземные воды и окружающую среду. Для этого отмечают размеры и рельеф участка (возвышенность, низина), уклон к сторонам света и водоемам, характер растительного и иного покрова, место нахождения участка по отношению к населенному пункту, расположение ближайших источников возможного загрязнения почвы. Если речь идет об участке, расположенном в пределах населенного пункта, отмечают, имеются ли канализация и применяемые методы очистки, а также наличие на нем или вблизи поверхностных водоемов, заболоченности. Одновременно с этим выясняют заболеваемость населения и животных кишечными инфекциями и гельминтозами.

В санитарном отношении почву оценивают прежде всего по способности ее пропускать воздух и воду, а также по микробиологическим и гельминтологическим показателям, свидетельствующим о наличие патогенных микроорганизмов и зародышей гельминтов. Чтобы установить степень загрязнения почвы органическими отбросами, определяют ее физические свойства (структуру, механический состав, порозность и влажность) и проводят химические исследования (определение рН, количество органического углевода и азота, аммиака, нитритов, нитратов, фосфатов, окисляемости водной вытяжки почвы). В одних почвах, например, черноземных, содержание 5% органического углерода и 1% азота является нормальным, а для подзолистых почв данный процент будет свидетельствовать о сильном их загрязнении. Поэтому химические показатели следует оценивать комплексно. Степень загрязнения почвы и ее способность к самоочищению устанавливают также методом сравнения данных исследуемой почвы с показателями незагрязненной почвы ближайшего зеленого массива.

Одним из важных показателей степени загрязненности почвы является санитарное число, представляющее собой отношение азота гумуса к общему органическому азоту почвы. В процессе самоочищения почвы любого типа количество азота гумуса увеличивается и, следовательно, санитарное число возрастает, приближаясь к единице.

Показатели степени загрязнения почвы органическими веществами животного происхождения служат: количество органического азота и продуктами его распада — аммиака, нитритов, нитратов; содержание хлоридов и сероводорода; количество органического углерода; общее число микробов в единице объема; титр E. Coli и Cl. Perfringens; содержание яиц гельминтов, число личинок и куколок мух.

Качественный бактериологический анализ почвы предусматривает определение показателей фекального загрязнения — Е. Coli и Cl. Perfringens, как постоянных обитателей кишечника человека и животных. Если кишечная палочка в почве находится несколько месяцев и указывает на сравнительно сильное загрязнение, то, споры Cl. Perfringens сохраняются в почве дольше и при отсутствии кишечной палочки служат показателем старого фекального загрязнения. В загрязненных почвах устанавливается определенное соотношение между спороносными и неспороносными видами микроорганизмов. В начальных стадиях минерализации органических веществ развивается преимущественно неспороносная микрофлора, а на более поздних стадиях минерализации возрастает количество спороносных бактерий.

По опасности для здоровья животного и человека почвы делятся на безопасные, относительно безопасные, опасные, чрезвычайно опасные, а по степени загрязнения — на чистые, слабо загрязненные, загрязненные и сильно загрязненные.

При загрязнении почвы искусственными радиоактивными изотопами, поступающими в нее из атмосферы или с жидкими и твердыми радиоактивными отбросами предприятий, работающих с радиоактивными веществами, производят и радиометрические исследования.

6. Мероприятия по санитарной охране почвы

Охрана почвы в Республике Беларусь осуществляется в соответствии с Законом «Об охране окружающей среды». Важное место в системе охраны почвы от загрязнения занимает и гигиеническое регламентирование нахождения вредных веществ в почве. В настоящее время утверждено около 50 ПДК вредных веществ в почве.

Оздоровление почвы и предупреждение заболеваний животных почвенными болезнями (биогеохимическими энзоотиями, почвенными инфекциями и геогельминтозами) осуществляют путем проведения агротехнических и санитарных мероприятий.

Агротехнические мероприятия. Большое значение имеют введение системы соответствующих севооборотов, правильная обработка почвы, применение органических и минеральных удобрений и другие агротехнические меры, которые создают благоприятные условия для развития культурных растений, улучшения их химического состава, а также для общего оздоровления почвы.

Для оздоровления почвы необходимо проводить осушение болот, заболоченных участков, уничтожения кустарников и превращение этих почв в культурные поля для посевов и долголетних искусственных пастбищ за счет высева специально подобранных растений. При высоком стоянии грунтовых вод уровень их понижают прокладыванием дренажа. При затоплении и заболачивании почвы устраивают стоки, платины, дамбы и т. п.

Мероприятия по оздоровлению почвы, сильно загрязненной органическими отбросами, сводятся к обеспечению свободного доступа кислорода воздуха в толщу отбросов, благодаря чему в почве активно проявляет свою жизнедеятельность сапрофитная микрофлора, антагонистически действующая на патогенные бактерии. Аэрация почвы может быть обеспечена осушением ее, вспашкой, боронованием, дискованием, прорыванием каналов во всю толщу отбросов.

Для профилактики почвенных инфекций и геогельминтозов в неблагополучных пунктах прекращают пастьбу скота на пастбищных угодьях, огораживают их, вакцинируют восприимчивых животных. В соответствии с планом противоэпизоотических мероприятий приводят в порядок скотомогильники и в результате смены выпасов организуют загонную пастьбу (биологическая дегельминтизация) животных.

Санитарные мероприятия. Санитарная охрана почвы предусматривает правильную организацию очистки населенных мест и животноводческих ферм от отбросов и стоков; оборудование мест хранения навоза, правильную эксплуатацию полей орошения и фильтрации, а также правильное устройство уборных, помойных и выгребных ям, мусорохранилищ; надлежащее устройство и правильная эксплуатация заводов по производству мясокостной муки, биотермических ям, соблюдение ветеринарно-санитарных правил при установке и эксплуатации складов сырья животного происхождения (шерсть, кости, рога, кожа), а также кожевенных заводов, шерстомоек, маслозаводов и пр.; ветеринарный надзор за убойными площадками.

Большую опасность в заражении почвы патогенными микробами и зародышами гельминтов представляет навоз от животных при инфекционных и инвазионных болезнях. Поэтому вносить его в почву можно только после соответствующего обеззараживания биотермическим способом; при наличие в навозе спороносных возбудителей его уничтожают (сжигают).

При инфицировании почвы не спорообразующими микроорганизмами и вирусами применяют хлорную известь, содержащую 25% активного хлора, но он не убивает яйца гельминтов и цисты простейших, или 4%-ный раствор формальдегида, затем почву перекапывают на глубину 25−30 см, перемешивают с сухой известью (5 кг на 1 м² площади) и увлажняют водой. Небольшие участки дезинфицируют 10%-ным горячим раствором сернокарболовой смеси или гидроокиси натрия (10 л раствора на 1 м² площади почвы).

Почву (небольшие участки), зараженную спорообразующими инфекциями, целесообразно подвергать термической обработке и обеззараживать на глубину до 50 см. С этой целью на участке сжигают сено, солому или обжигают его пламенем паяльной лампы. Почвы на всю глубину проникновения выделений трупа животного снимают и перемешивают с сухой хлорной известью в соотношении 1: 3 (1 часть извести на 3 части почвы). Почва может быть обеззаражена смесью окиси этилена и бромистого метила (ОКЭБМ) или бромистого метила в газообразном состоянии под полиамидной пленкой. Эти препараты проникают в почву на глубину до 2 м, очень ядовиты и применяют их для дезинфекции почвы на определенном расстоянии от жилых, производственных и складских помещений. Поэтому эти препараты незаменимы для обеззараживании почвы при ликвидации скотомогильников.

Сегодня очевидна необходимость строгого санитарного надзора за очисткой бытовых и производственных сточных вод, использованием минеральных удобрений, ядохимикатов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Особого внимания требуют размещение, строительство и эксплуатация животноводческих комплексов.

В настоящее время имеется также и серьезная проблема охраны почвы от радиоактивных загрязнений. Гигиеническое значение этой проблемы определяется тем, что добыча руд, содержащих делящие материалы, транспортировка и обогащение их, получение энергии на атомных станциях, реакторах и пр. связаны с большим или меньшим загрязнением окружающей среды и, в частности, почвы радиоактивными веществами. Попадающие в почву радиоактивные элементы включаются в общий круг движения веществ в природе, они могут усваиваться и накапливаться в растениях и по биологической цепи доходить и до организма человека.