Значение процессов минерализации для сохранения плодородия почвы, охраны окружающей среды, здоровья людей и животных

Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д. Н. Прянишникова»

Кафедра анатомии

Реферат

по зоогигиене тема: «Значение процессов минерализации для сохранения плодородия почвы, охраны окружающей среды, здоровья людей и животных»

Выполнил студент: 2 курса,

З-21б группы, факультета ветеринарной медицины и зоотехнии Боголюбова А.А.

Проверил научный руководитель:

Гордеева И.С.

Пермь 2014 г.

Ещё в древние времена люди знали, что почва оказывает большое влияние на здоровье людей и ещё большее — на здоровье животных. От качества почвы, в первую очередь от её химического состава, зависит и качество произрастающей на ней растительности, а она, в свою очередь, оказывает исключительно большое влияние на жизнь и здоровье животных.

Свойства почвы нужно учитывать также при выборе места для возведения построек, так как состав и степень загрязнённости почвы оказывают большое влияние на грунтовые воды, а через них, опять таки, на здоровье людей и животных. Наконец, микробное население почвы часто является источником инфекционных и инвазионных болезней домашних животных.

Почва состоит из отдельных частичек разной величины и формы. Между этими частицами имеются небольшие пространства — поры. Разные почвы имеют и различный объём пор, или, как принято называть, различную породность. В мелкозернистых почвах породность выше, чем в крупнозернистых. Породность почвы имеет большое значение для санитарно-гигиенической оценки её. От породности зависит проницаемость почвы для воздуха и воды: чем шире диаметр пор, тем лучше будет и проходимость почвы, хотя её общая породность (общий объём пор) будет меньше. Большая проходимость почвы для воздуха способствует усилению процессов разложения органических веществ в почве. Почвы же с меньшим диаметром пор лучше фильтруют проходящие через них атмосферные воды и таким образом очищают их от взвешенных частиц, в том числе и микроорганизмов. Чем мелкозернистая почва и, следовательно, чем больше общий объём пор её, тем больше она может удержать в себе влаги. Так, влагоёмкость чернозёмного суглинка и глинистых почв враза выше влагоёмкости песчаных почв, имеющих более крупные размеры частиц.

1. Значение процессов минерализации

Процессы минерализации органических веществ, протекающие при активном участии аэробных бактерий (для жизнедеятельности которых необходим свободный кислород), называют аэробными.

Процесс минерализации органических веществ может нарушаться в присутствии токсичных соединений, ПАВ, тяжелых металлов и др. Биологическая токсичность примесей производственных сточных вод оценивается по изменению дегидрогеназной активности. Дегидрогеназа — окислительно-восстановительный фермент, участвующий в процессе дыхания. Она очень чувствительна к действию токсичных соединений.

Процесс минерализации органических веществ с участием серной и азотной кислот неизбежно сопровождается побочными реакциями. Так, серная кислота, особенно при низких температурах и высоких концентрациях (близких к 100%), сульфирует органические вещества, а азотная кислота, особенно в присутствии серной, нитрует их. Реакции сульфирования обратимы, а продукты сульфирования могут гидролизоваться. Продукты нитрования прочны и трудно поддаются воздействию окислителей, но количество их удается снизить разбавлением азотной кислоты.

Так как процесс минерализации органических веществ является результатом жизнедеятельности живых организмов, получение информации о химическом составе субстрата ила представляет определенный интерес для характеристики процесса очистки и, следовательно, оценки работы сооружений.

Сбраживание — процесс минерализации органического вещества — применяется для стабилизации осадков и предотвращения их загнивания. Оно может осуществляться как при помощи анаэробных, так и аэробных бактерий. Изучению процесса анаэробного (метанового) сбраживания осадков в нашей стране посвящены работы К. А. Овсянниковой, Н. М. Поповой, А. А. Карпинского (Мосочиствод), Л. И. Гюнтер, В. В. Безе-нова (АКХ им. Условно принято, что распад происходит в две фазы: 1) гидролиз сложных органических веществ, в результате которого образуются жирные кислоты, спирты, альдегиды и др.; 2) превращение этих промежуточных веществ в метан, углекислоту, а также бикарбонатные и карбонатные соли.

При характеристике процесса минерализации органических веществ в естественных и искусственных условиях исследователи отводят существенную роль круглым (Nematodes) и малощетинковым (Oligochaeta) червям.

Расходуемый в процессе минерализации органических веществ кислород пополняется в основном из воздуха. Под влиянием постоянно происходящего процесса минерализации органических веществ в толще биологического фильтра, бактериальная пленка, состоящая преимущественно из растительных форм зооглейных скоплений бактерий, нитчатых бактерий, грибов, видоизменяется, нарастает, частично разрушается и выносится вместе с очищаемыми сточными водами и может с течением времени значительно (вдвое) уменьшить объем пор фильтра.

Чтобы установить, насколько ускоряются процессы минерализации органических веществ в донных отложениях под воздействием жизнедеятельности тубифицид, были поставлены опыты, в которых черви находились в том же положении, как и в водоеме Чтобы установить, насколько ускоряются процессы минерализации органических веществ в донных отложениях под воздействием жизнедеятельности тубифмцид, были поставлены опыты, в которых черви находились в том же положении, как и в водоеме.

Вероятно, в этих условиях первая стадия процесса минерализации органического вещества, проводимая главным образом аммонифицирующими, маслянокислыми бактериями, грибами, протекает в основном во время пожара. Создаются чрезвычайно благоприятные условия питания для группы микроорганизмов, завершающих процесс минерализации органического вещества: нитрифицирующих, денитрифицирующих, целлюлоз разлагающих бактерий. Что касается влияния бутилбензола на вторую фазу процесса минерализации органического вещества, то установлено, что во всех испытанных концентрациях (0 5, 1 5 и 10 мг/л) бутилбензол не задерживал процессов аммонификации и нитрификации. Не обнаружено неблагоприятного влияния бутилбензола и на величину растворенного в воде кислорода[3].

2. Влияние загрязнения почв на здоровье людей и его нормирование

В минеральной части почв присутствуют около 50 элементов. Химические элементы находятся в почве в окислённому состоянии или в виде солей.

Органическая составляющая почв представляет собой продукты разложения животного или растительного происхождения (гумус), а также белки, углеводы, органические кислоты, жиры, дубильные вещества и др. В почвах находится большое количество живых организмов, которые имеют большое значение для почвообразования.

Из почвы химические вещества частично переходят в растения, а из растений с едой попадают в организмы животных и людей. Химические элементы имеют большое значение для развития растительного и животного мира, в том числе и человека. Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит к нарушению обменных процессов не только у травоядных, но и плотоядных животных и в организме человека. Это вызывает эндемические заболевания. Почвы имеют способность накапливать радиоактивные вещества, которые поражают живые организмы, а попадая с пищей в организм животных и людей, вызывают заболевания различных органов.

Наиболее распространенными являются загрязнение почв канцерогенами типа полициклических ароматических углеводородов. Основными источниками канцерогенных загрязнений являются выхлопные газы двигателей автомобилей, тракторов, тепловозов, самолетов, а также выбросы котельных и промышленных предприятий. Загрязнение почвы канцерогенами фиксируется на расстоянии до 5 км от дорог и источников выбросов. Патогенные микроорганизмы, которые попадают в почву и размножаются в нем, могут быть возбудителями инфекционных заболеваний. К патогенных бактерий относятся возбудители таких инфекционных заболеваний, как сибирская язва, газовая гангрена, столбняк, ботулизм, холера, брюшной тиф, дизентерия, бруцеллез, чума и др. Загрязнение почв патогенными организмами происходит от животных и человеческих фекалий. Заражение животных и человека патогенными микроорганизмами наблюдается при употреблении сырой растительной, плохо проваренной животной пищи, путем контакта с зараженной почвой, который является местом обитания и размножения мух.

Особую группу паразитарных болезней, распространяющихся через грунты, составляют гельминты (паразитные черви). Таким образом, грунты могут быть источником нарушения здоровья животных и людей.

Важными мерами по сохранению почв является гигиеническое регламентирование их загрязнения. Нормирование химических веществ в почвах началось лишь в 1976 году. Разработаны методические рекомендации относительно установления ПДК химических веществ в почвах. При этом термин «предельно допустимое количество (ПДК) веществ, которые загрязняют почвы» означает долю химического вещества, что загрязняет грунты, мг/м³, и не оказывает прямого или опосредованного действия, включая отдаленные последствия для окружающей среды и здоровья человека. Значения ПДК некоторых химических веществ в почвах приведены в приложении 1. Номенклатура регламентированных ПДК химических веществ в почве составляет несколько десятков наименований. По степени вредности химические вещества при условии их систематического проникновения в почву располагаются в такой показатель ориентировочно допустимого количества загрязняющего почвы химического вещества (ОДК), который определяется расчетным методом. Санитарная оценка состояния почв осуществляется по специальным показателям. По основной химический показатель принимают санитарное число — частное от деления количества почвенного белкового азота в миллиграммах на 100 г абсолютно сухой почвы к количества органического азота в тех же единицах. Показателем бактериального загрязнения почвы является титр кишечной палочки и титр одного из анаэробов. Санитарно — гельминтологи ним показателем почвы является число яиц гельминтов в 1 кг почвы. Энтомологический показатель определяется по наличию личинок и куколок мух в 0, 25 м² поверхности почвы приложение 1. «Былово» — жилой комплекс Таун-Хаусов Приложение 1. Оценочные показатели санитарного состояния почв населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий последовательности: пестициды и их метаболиты, тяжелые металлы, микроэлементы, нефтепродукты, сернистые соединения, вещества органического синтеза и др. Кроме ПДК, как оценочный применяется приложение 1. Значения ПДК химических веществ в почве Приложение 2. Оценочные показатели санитарного состояния почв населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий Для земель единого государственного земельного фонда устанавливается номенклатура показателей почв в соответствии с Госстандартом 17. 4. 2. 01−81. Эта номенклатура показателей должна применяться при разработке нормативно-технической документации по охране почв от загрязнений, а также при контроле состояния почв. Контроль состояния почв осуществляется по специальным методикам санитарными врачами, санитарно-эпидемиологическими станциями, а контроль химических загрязнений, которые вызывают подкисления и подщелачивание почв — агрохимическими лабораториями, CEC и органами охраны природы[5].

3. Почва и здоровье человека и животных

Здоровье человека в значительной степени определятся той средой, в которой он вынужден жить, и, как оказалось, почве в этом вопросе принадлежит немаловажная роль.

Хорошее и крепкое здоровье человека во многом зависит от структуры и состава почвы! Это обусловлено тем, что именно от почвы зависит качество пищи, а именно состояние флоры и фауны, которые человек потребляет.

Прежде всего, потому, что почва — основное средство сельскохозяйственного производства. По отношению к окружающей среде и человеку почва выполняет еще одну важную роль — протекторную. Обладая способностью поглощать и удерживать в себе различные загрязняющие вещества, в том числе и радионуклиды, связывая их химическим и физическим путем, почва тем самым служит своеобразным фильтром, предотвращающим поступление этих соединений в природные воды, растения и далее по пищевым цепям в животные организмы и человека. Однако возможности почвы в этом отношении небезграничны, а уровень техногенного прессинга все возрастает, поэтому все чаще наблюдаются случаи опасного загрязнения почв и последующего отравления людей.

Людям жизненно важно получать достаточное количество питательных веществ, необходимых для построения и нормального функционирования организма. Следует помнить, что вместе с компонентами пищи человек получает также вещества, которые могут быть как полезными, так и вредными для его развития. Именно поэтому загрязнение почвы в реалиях современного мира является одной из главных экологических проблем, требующих немедленного решения. Почва, загрязненная вредными химическими веществами, оказывает негативное влияние не только на состояние человека, но и всего органического мира.

Ситуация далека от идеальной, в разных уголках мира то и дело возникают проблемы, происходят выбросы вредных веществ, аварии на химических заводах.

Почва — благоприятная среда для развития микроорганизмов. В этом заключается ее эпидемиологическое значение и гигиена почвы. В составе почвенной микрофлоры содержатся и патогенные формы, вызывающие тяжелые заболевания, например возбудители столбняка, сибирской язвы, и др. В загрязненной почве происходит развитие и выплод мух и других насекомых — переносчиков возбудителей различных инфекций. Обитающие в почве грызуны заражают ее возбудителями туляремии, лептоспироза и др.

Наибольшее количество микроорганизмов и яиц геогельминтов содержится на глубине 1−2 см. Постоянные обитатели почвы — спороносные анаэробы — возбудители газовой гангрены и столбняка.

Гигиену почвы ухудшает то, что в ней годами сохраняются палочки ботулизма и споры сибирской язвы, вызывающие тяжелейшие заболевания. В почве, загрязненной человеческими фекалиями, могут содержаться возбудители кишечных инфекций. Вирусы полиомиелита и микобактерии туберкулеза живут в почве более 3 месяцев. Бактерии тифопаратифозной группы сохраняются от 2−3 недель до нескольких месяцев при благоприятных условиях. Срок выживания в почве яиц геогельминтов (аскарид и власоглава) составляет 7−10 лет.

Таким образом, многие важные вопросы медицины и ветеринарии не могут быть решены без учета особенностей почвенного покрова.

Почва, как составляющая часть окружающей среды, оказывает непосредственное влияние на здоровье человека. Поэтому ее загрязнение бытовыми и производственными отходами и химическими веществами может стать причиной многих заболеваний, потому требует почтительного отношения к гигиене почвы.

Рост городов и развитие промышленности приводят к существенному увеличению количества отбросов, которые вызывают загрязнение почвы, которое, в свою очередь влечет за собой загрязнение воздуха и грунтовых вод, обусловленное продуктами разложения органики и жидкой частью отбросов. А чем грязнее почва, тем больше в населенном пункте заболеваний и смертей. Тесная связь между гигиеной почвы и здоровьем жителей не вызывает никакого сомнения.

Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит так же к их недостатку у растений, животных и у человека. Заболевания, связанные с недостатком или избытком микроэлементов, получили название эндемических. Например, низкий уровень йода в почве может послужить причиной возникновения заболеваний щитовидной железы или кретинизма. Низкое содержание в почве и питьевой воде фтора приводит к кариесу зубов.

Большую опасность представляют радиоактивные вещества, попадающие в почву. Они способны накапливаться в почвенном покрове. Источником поступления в почву радиоактивных веществ могут быть радиоактивные атмосферные осадки, отходы ядерных энергетических реакторов, лабораторий, научно-исследовательских учреждений, использующие радиоизотопы. Наибольшую опасность из радиоизотопов представляют стронций-90 и цезий-137. Эти вещества с очень длительным периодом полураспада. Радиоактивные вещества способны включаться в пищевые цепи, при этом поражая живые организмы. Поражения организмов может быть как индивидуальными — развитие злокачественных новообразований, так и генетическими, представляющими большую опасность для будущих поколений.

Издавна человек стремился получать максимальное количество урожая и использовал для этого самые разные ухищрения. Однако если в давние времена способы воздействия на почву сводились к хитростям обработки и внесением некоторых органических удобрений, то сегодня методы воздействия на почву вышли на абсолютно другой уровень. Проблемы загрязнения почвы возникают в результате неконтролируемого применения пестицидов и гербицидов. Для выращивания различного рода культур широко используются самые различные ядохимикаты, которые приводят к накоплению ядовитых веществ в слоях почвы. Это не может не сказаться на здоровье человека, поскольку урожай, собранный с растений, выращенных на отравленной земле, также содержит частицы этих ядов. Пестициды защищают растения от различного рода заболеваний и позволяют сохранить их до сбора урожая. Пестициды непосредственно попадают в почву вместе с обработанными семенами и при дальнейшей обработке различных культур. Загрязнение почвы пестицидами носит самый массовый характер. Они могут в течение многих лет находиться в почве, даже если это глинистая почва, при этом, не теряя своих губительных свойств.

Не только пестициды способны повышать уровни загрязнения почв. На сегодняшний день обработка почвы производится различными техническими приспособлениями, что приводит к неумолимому загрязнению почвы элементами тяжелых металлов, таких как свинец, ртуть. Эти вещества могут попасть в почву и вместе с отходами производства.

Современные тенденции таковы, что людям необходимо свести к минимуму использование столь вредных для почвы и организма человека веществ и предпочесть воздействовать на повышение урожайности другими методами. Каждый человек имеет право знать обо всех экологических изменениях, происходящих в местности, где он живет, и во всей стране, знать всё о пище, которую употребляет, о состоянии воды, которую пьёт, а также человек должен осознавать грозящую ему опасность и соответственно действовать.

Здоровье — это капитал, данный человеку природой изначально, потеряв который, трудно вернуть обратно[1].

Заключение

минерализация органический почва загрязнение

Почва — колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных — кормами, а промышленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение состав и свойства. Почва обладает особым свойством — плодородием, она служит основой сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодороднее. Однако ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Через почвенный покров земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяйстве и вообще в жизни человеческого общества. Так, что охрана почв и их рациональное использование, является одной из важнейших задач всего человечества.

1. Афанасьева. Т. В. «Почвы СССР» Москва, 1979 г.

2. Дотто. Л. «Планета Земля в опасности». М., 1988 г.

3. Иванов. Г. «В судьбе природы — наша судьба». М., 1990 г.

4. Новиков. Ю. В. «экология, окружающая среда и человек». М., 1999.

5. Ошмарин. А. П. «экология» Ярославль, 1998 г.

Приложения

Приложение 1

Значения ПДК химических веществ в почве

Приложение 2

Оценочные показатели санитарного состояния почв населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий