Лекции ПДФ / 07. Почва

МИНЗДРАВ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ЮУГМУ Минздрава России)

КАФЕДРА ОБЩЕЙ ГИГИЕНЫ

Конспекты (презентации) лекций

Дисциплина – Гигиена

Специальность – Лечебное дело – 31.05.01

Форма обучения – очная

ЛЕКЦИЯ № 7

ТЕМА: ПОЧВА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ И САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ КАК

ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА.

Время: 2 часа

План.

1.Литосфера. Состав. Функции литосферы. Минеральный состав, органические вещества и биологические компоненты почвы.

2.Источники загрязнения почвы.

3.Роль почвы в распространении заболеваний среди населения.

3.Самоочищение почвы.

4.Санитарная охрана почвы.

5.Мероприятия по предупреждению и ликвидации загрязнения почвы населенных

мест.

1. Литосфера. Состав. Функции литосферы. Минеральный состав, органические вещества и биологические компоненты почвы.

Литосфера (от греч. lithos – камень) это каменная оболочка земли. Литосфера является частью биосферы, состоит из связанных между собой горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под действием воды, воздуха и живых организмов.

1

В состав литосферы входят минеральные, органические и органоминеральные комплексы соединений, а также почвенные микроорганизмы. Это гетерогенная трехфазная система, включающая твердую (минеральные частицы), жидкую (почвенная влага) и газообразную фазы. Соотношение этих трех составляющих определяет основные физические свойства почвы как среды обитания живых организмов.

Большую часть литосферы составляют кристаллические вещества, образовавшиеся при охлаждении магмы – расплавленного вещества в глубинах Земли. При остывании магмы образовывались и горячие растворы. Проходя по трещинам в горных породах, они охлаждались и выделяли содержащиеся в них вещества. В связи с этим в литосфере выделяют:

1)массив горных пород;

2)земную поверхность;

3)почвы.

Так как основная часть литосферы состоит из изверженных магматических пород (95%), то на континентах преобладают граниты и гранитоиды, а в океанах – базальты. Верхний слой литосферы – это земная кора, минералы которой состоят преимущественно из окислов кремния и алюминия, окислов железа и щелочных металлов.

Состав и размеры минеральных частиц определяют механические свойства

почвы.

По размерам твердые частицы в почве подразделяют:

-на крупные (более 30 мм в диаметре) обломки материнских пород;

-гальку (30-3 мм);

-гравий (3-1 мм);

-песок (1- 0,25 мм);

-пыль (0,25 - 0,01 мм);

-ил (частицы диаметром менее 0,01 мм).

Соотношение этих категорий частиц формирует механический или гранулометрический состав почвы. По этому признаку различают почвы:

-песчаные (содержат более 90% песка);

-супесчаные (90-80%);

-легкие, средние и тяжелые суглинки (соответственно 80-70%, 70-55% и 55-40%);

-глины – легкие (40-30%), средние (30-20%) и тяжелые (менее 20% песка).

На территории нашей страны встречаются более 90 видов почв, но наиболее часто

– 7 типов: песчаные и супесчаные, глинистые, каменистые (хрящеватые, известковые), черноземные, торфяные.

2

Отдельные минеральные частицы в составе почвы обычно склеиваются друг с другом, образуя более или менее крупные агрегации, пространство между которыми заполнено воздухом (газообразная фаза) и водой (жидкая фаза).

Соотношение разных по величине агрегаций минеральных частиц и соответственно размеры пространств между ними (степень пористости) определяют структуру почвы: глыбистая; комковатая; крупнозернистая; мелкозернистая; пылевая и т.д.

По степени пористости различают почвы:

-тонкопористые (диаметр пор менее 1 мм);

-пористые (1-3 мм);

-губчатые (3-5 мм);

-ноздреватые (5-10 мм);

-ячеистые (более 10 мм);

-трубчатые (поры или полости соединяются в канальцы).

От механического состава, размера частиц, характера и структуры почв зависит ряд свойств, имеющих важное гигиеническое значение:

-пористость;

-воздухопроницаемость;

-водопроницаемость;

-влагоемкость;

-капиллярность почв;

-теплоемкость;

-тепловой режим.

Вгигиеническом отношении наиболее благоприятной является крупнозернистая или пористая 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. Мелкозернистые почвы обладают значительной водоемкостью, высокой гигроскопичностью и капиллярностью. Большая водоемкость почвы ведет к отсыреванию зданий, уменьшает «дыхание» почвы, мешает очищению сточных вод.

Вода (почвенная влага) может находиться в почве в трех состояниях:

гравитационном, капиллярном и почвенно-связанном (гигроскопическом).

Гравитационная вода заполняет относительно крупные поры и полости в почве. Проникая в почву с поверхности суши, главным образом в результате атмосферных осадков,

3

эта часть жидкой фазы доступна для растений и представляет собой довольно сложный раствор, обладающий различными свойствами в зависимости от состава растворенных веществ.

Капиллярная вода, заполняющая поры малого диаметра, оказывается под воздействием сил поверхностного натяжения капиллярного мениска и «подсасывается» вверх на расстояние, обратно пропорциональное диаметру капилляра. На этом механизме основано увлажнение почвы снизу (от горизонта подземных вод), а также потеря влаги испарением с почвенной поверхности. Эту часть почвенной влаги образует влажный горизонт почвы.

Почвенно-связанная (гигроскопическая) вода присутствует в почве вследствие того, что молекула воды представляет собой диполь. В силу молекулярного притяжения ее молекулы легко образуют пленки вокруг мелких минеральных и коллоидных частиц. Пленка толщиной 2-3 молекулы воды удерживается на поверхности частиц с большой силой, такая влага недоступна для растений и оказывает существенно меньшее воздействие на качество почвы как среды обитания живого вещества.

Следующий обязательный компонент почвы – органическое вещество. Оно образуется в результате разложения мертвых организмов. Часть органического вещества формируется в самой почве, значительная часть попадает извне. Состав органических веществ многообразен и включает компоненты, образующиеся на различных стадиях разложения сложных углеводов, белков, жиров и других органических веществ. Почвенные органические вещества содержат лигнин, клетчатку, терпены, смолы, дубильные вещества и др. Часть молекул органических веществ (преимущественно ароматической природы) полимеризуется, что повышает их устойчивость к воздействию микроорганизмов. Так образуется гумус. Для почвы характерен вертикальный градиент ряда параметров, определяющих условия жизни почвенных организмов: свет, влажность, газовый состав среды, температура и др.

Важной характеристикой почвы является ее температура, от которой в значительной степени зависят температура приземного слоя атмосферы. Температура почвы оказывает существенное влияние на жизнедеятельность почвенных организмов и процессы самоочищения. Суточные колебания температуры воздуха влияют на температуру почвы лишь до глубины 0,5 – 1 м., глубже они не заметны.

Неоднородность литосферы проявляется в таких важнейших ее свойствах, как анизотропность и симметрия-диссиметрия.

Анизотропность формально можно определить как зависимость некоторой функции геологического параметра от преобразований вращения. Это свойство проявляется на всех уровнях организации литосферы: в виде структурной этажности, ярусности, фациальной изменчивости, слоистости, а также различия текстуры, показателей свойств грунтов и мер их рассеяния в главных направлениях изменчивости и по глубине.

4

Литосфера не просто анизотропна по структуре и свойствам. Ей присуща «высшая» форма анизотропности – симметрия - диссиметрия. Симметрию - диссиметрию литосферы следует считать ее фундаментальным свойством. Она проявляется на всех уровнях организации литосферы, начиная с уровня минералов (симметрия кристаллической решетки) и заканчивая уровнем геооболочек (симметрия шара).

К числу важнейших свойств литосферы принадлежит ее дискретность. Дискретность твердого минерального вещества проявляется в виде пористости, пустотности (кавернозности), трещиноватости, тектонической нарушенности. Дискретностью твердой фазы обусловлено наличие в составе литосферы жидкого, газового и биологического компонентов.

Функции литосферы:

1. Ресурсная функция верхних горизонтов литосферы заключается в ее потенциальной способности обеспечения потребностей биоты (экосистем) абиотическими ресурсами, в том числе и потребностей человека теми или иными полезными ископаемыми, необходимыми для существования и развития человеческой цивилизации.

2. Геодинамическая функция литосферы в экологическом аспекте проявляется в ходе различных геологических процессов (экзогенных - оползней, обвалов, селей, береговой абразии, подтопления и т.д. и эндогенных - землетрясений, вулканических извержений и т.д.), так или иначе влияющих на различные экосистемы, в том числе и человеческое общество.

3. Геохимическая функция литосферы в экологическом аспекте заключается в ее активном участии в процессах круговорота веществ в природе. Причем одинаково важен анализ обеих сторон круговорота - как вредных, так и полезных для экосистем веществ.

Минеральный состав, органические вещества и биологические компоненты почвы.

Основная масса минеральной части почвы состоит из таких элементов, как кремний, алюминий, железо, кальций, магний, фосфор, сера. Другие элементы, такие как бор, фтор, мышьяк, молибден, содержатся в почве меньших количествах.

2. Источники загрязнения почвы.

Загрязнение почвы - это появление в ее составе и на поверхности веществ, не являющихся естественной составной частью и несвойственных данному типу почвы или ее местных разновидностей.

Загрязнение литосферы происходит:

1.нефтью и нефтепродуктами, которые постоянно перевозят и довольно часто разливают на поверхности воды или суши, что приводит к серьезным экологическим катастрофам;

2.соединениями тяжелых металлов, являющимися высокотоксичными веществами;

5

3.хлорорганическими соединениями, в основном, пестицидами, применяемыми для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве, а также диоксинами - высокотоксичными хлор - и бромсодержащими ароматическими соединениями.

ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ЛИТОСФЕРЫ:

1.Механические загрязнения - это тела, не растворимые в воде, химически относительно инертные и занимающие площади на поверхности Земли - территории или акватории. В природе мусор не образуется. Мусор появился только как результат существования и хозяйственной деятельности человека.

Под мусорными свалками заняты колоссальные территории, которые могли бы быть пахотными землями. А поскольку пахотные площади на Земле ограничены, очевидно, что человечеству придется уже в ближайшее время освобождать территории, занятые под свалками, для более рационального их использования.

2.Физические загрязнения проявляются в отклонении от нормы физических свойств окружающей среды. В основном это разнообразные излучения, воздействующие на биосферу. К ним относятся звуковые волны, различные виды электромагнитного излучения, радиоактивное, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное, микроволновое.

Проблема радиоактивных загрязнений возникла в связи с захоронением радиоактивных отходов, появившихся в результате гонки ядерных вооружений, а также строительства атомных электростанций и атомного флота.

3.Химическими загрязнениями можно считать все растворимые в воде вещества, не входящие в естественные трофические цепи. Такие вещества можно условно разделить на неорганические и органические.

3.1.Неорганические загрязнения – это катионы тяжелых металлов и анионы – нитраты, а также газы – угарный, углекислый, оксиды серы и азота.

3.2.К органическим загрязняющим веществам относятся нефть и нефтепродукты, а также фтор, хлорорганические соединения.

4.Биологические загрязнения – привнесение в экосистему и размножение там чуждых ей видов организмов; чаще всего это болезнетворные и паразитарные микроорганизмы и вирусы.

5.Биотические загрязнения – это пищевые отходы, нечистоты, отмершие организмы, а также животные экскременты – отходы ферм и птицефабрик.

По масштабу воздействия на литосферу различают загрязнения: - локальные; - региональные;

- трансграничные; - глобальные.

6

Локальные могут затрагивать предприятие, район города или сельской местности. Региональные касаются субъекта Федерации.

Трансграничные загрязнения выходят за национальные границы государств или регионов. Глобальные - это общепланетарные загрязнения, охватывающие всю Землю.

3. Роль почвы в распространении заболеваний среди населения.

Макро - и микроэлементы в почве распределяются неравномерно по разным регионам. В связи с этим выделяются биогеохимические провинции, характеризующиеся повышенным или пониженным содержанием отдельных микроэлементов. Повышенное или недостаточное содержание минеральных веществ в почве может приводить к возникновению среди населения, проживающего в этих геохимических провинциях эндемических заболеваний (например, флюороз, эндемический зоб, стронциевый рахит).

Причина возникновения патологических процессов заключается в том, что микроэлементы обладают высокой биологической активностью и участвуют в различных формах обмена, тканевого дыхания, тканевой проницаемости, клеточного деления, кроветворения, остеосинтеза, роста, размножения, иммунобиологических реакций. Недостаток или избыток минеральных элементов нарушает эти процессы.

Например:

1.повышение в почве содержания марганца, цинка сопровождается увеличением заболеваемости населения глаукомой;

2.выявлена прямая корреляционная зависимость между минерализацией почвы и распространением рассеянного склероза, между уровнем содержания бария и меди и распространением тромбоблитерирующих заболеваний.

Кроме естественных эндемических по тому или иному химическому элементу почвенных регионов, появились искусственные биогеохимические районы и провинции. Их появление связано с химическим загрязнением почвы промышленными отходами и пестицидами, используемыми в сельском хозяйстве.

Промышленные отходы, загрязняющие почву, содержат соединения хрома, ртути, меди, цинка, мышьяка, свинца, фтора, компоненты нефтяных и др. топлив, смолы, ПАУ, органические соединения и другие вредные вещества, обнаруживаемые радиусом в 2 – 5 км от предприятия – источников таких загрязнений.

Загрязняются обширные территории с/х и лесных угодий, обрабатываемые ядохимикатами и удобряемые минеральными смесями. В почве, обработанной ядохимикатами, наиболее опасны диоксины, являющиеся примесями некоторых дефолиантов, инсектицидов.

7

В искусственных биогеохимических провинциях воздействие химических веществ на людей возможно как непосредственно, так и опосредованно – через воду, пищевые продукты местного происхождения, воздух. При этом наблюдаются случаи:

1. аллергических заболеваний;

2.повышение общего уровня заболеваемости населения;

3.увеличение процента врожденных дефектов развития, нарушение важнейших функций у детей и у части взрослого населения.

Одновременно могут наблюдаться отклонения в развитии растений и животных.

Насыщение почвы токсичными для людей веществами может приводить к острым и хроническим отравлениям. Опасны не только ядохимикаты, но и продукты их превращений, образующиеся под воздействием влаги, УФО - лучей и др. факторов среды. Особую опасность представляет поступление в почву пестицидов и избыточных количеств минеральных удобрений и, соответственно, накопление их в сельхозпродуктах.

Внашей стране применяется 3000 видов пестицидов. Среди них большое количество чрезвычайно токсичных для человека веществ, обладающих способностью кумулироваться в почве и растениях. С ними связана большая группа отравлений хронического течения.

Обнаружена тесная корреляционная связь между распространенностью

аномалий, низких показателей физического развития и общей заболеваемостью новорожденных и интенсивностью использования пестицидов и минеральных удобрений.

С промышленными выбросами в почву могут поступать канцерогенные вещества: сажа, смолы, нефтепродукты, содержащие ПАУ.

Всвязи с широким применением в промышленности, науке, медицине радиоактивных веществ и появлением большого количества радиоактивных отходов, серьезное гигиеническое значение приобретает возможность загрязнения почвы РВ, в том числе, за счет глобальных выпадений РВ в результате испытаний ядерного оружия. В таких искусственных геохимических провинциях отмечаются повышенные уровни заболеваемости, врожденных уродств и аномалий развития, нарушения физического и психического развития. Помимо отдаленных последствий наблюдаются среди населения этих районов и хронические отравления.

Роль почвы в изменении состава пищи под влиянием загрязнения ее токсическими веществами промышленности и автотранспорта в настоящее время убедительно доказана. Например, загрязнение почвы фтором за счет промышленных выбросов приводит к возникновению некроза листьев у виноградных и абрикосовых деревьев, накопление в растениях фтора - к развитию флюороза у людей, питающихся плодами этих растений

8

(долина р. Рони в Швейцарии, в Таджикистане в районе алюминиевого комбината). Отмечено неблагоприятное влияние избыточного количества фтора на кроветворную функцию, у детей на фосфорнокальциевый обмен, возникают болезни почек и печени, острые гастриты.

Такой загрязнитель почвы, как никель, угнетает гидролитические ферменты в лесной почве, способствует развитию онкологических заболеваний и шизофрении у людей.

При загрязнении почвы ртутью среди населения наблюдается увеличение частоты заболеваний нервной и эндокринной систем, мочеполовых органов у мужчин.

...............При повышенном содержании в почве свинца у людей наблюдаются патологические изменения со стороны кроветворной и репродуктивной систем, органов внутренней секреции, а также злокачественные новообразования любой локализации.

Накопление в почве хрома способствует увеличению частоты возникновения аллергических заболеваний и злокачественных новообразований.

Почва является средой обитания, взаимодействия и гибели бесчисленного множества микроорганизмов, простейших, гельминтов, червей, насекомых, позвоночных, а также грибов, мхов, разнообразных представителей растительного мира.

Биологические компоненты почвы (живые организмы) - микробы, вирусы, личинки насекомых (мух, клещей), черви обуславливают биохимические процессы распада органических веществ почвы.

Большинство почвенных микробов - сапрофиты, усваивающие белок, разлагающие и связывающие азот из воздуха. Содержание бактерий в почве изменяется с глубиной. Верхние слои почвы содержат относительно мало бактерий, т.к. почва сверху подвергается воздействию солнечных лучей, высыханию и активным процессам самоочищения. Наибольшее количество бактерий содержит слой почвы от 1 до 50 см. На глубине 4-5 м почва практически является стерильной из-за отсутствия условий для существования бактерий - низкой температуры, недостатка питательных органических веществ и кислорода.

Загрязненная почва может содержать опасные для человека возбудители заболеваний и в этом случае становится фактором передачи человеку инфекционных заболеваний и глистных инвазий. Это - брюшной тиф, паратифы А и В, дизентерия,

холера, сальмонеллезы, амебиаз, лямблиоз, лептоспирозы, водная лихорадка, инфекционный гепатит, энтеровирусные и аденовирусные заболевания и др. Возбудители этих заболеваний вместе с выделениями человека и животных попадают в почву и могут длительно в ней сохраняться.

Возбудители инфекционных заболеваний могут сохранять в почве жизнеспособность от нескольких дней до 400 суток, а споры анаэробных микроорганизмов - до

9

20-25 лет (споры столбнячной палочки, злокачественного отека, газовой гангрены, ботулизма, сибирской язвы).

Передача возбудителей инфекционных заболеваний может происходить при попадании в рану человека загрязненной почвы, употрёблёнии загрязненных пищевых продуктов, через грязные руки, с загрязненной водой.

Известен случай эпидемии брюшного тифа, охвативший за 36 дней 60% детей в детском саду, инфицированных через загрязненный песок в детской песочнице. Имеются данные о вспышках брюшного тифа, возникших в результате проникновения из загрязненной почвы в грунтовые воды, о колодезных эпидемиях брюшного тифа и дизентерии, связанных с загрязнением почвы.

Спочвенной пылью могут передаваться возбудители туберкулеза, полиомиелита

изаболеваний дыхательных путей, заражение которыми происходит при вдыхании такой пыли здоровыми людьми.

Почва может быть причиной раневых инфекций (столбняк, газовая гангрена), некоторых зоонозов (бруцеллез, сибирская язва, сап.), инфекций, переносчиками которых являются грызуны (чума, туляремия), может стать причиной гельминтозов.

Почвы, сильно загрязненные органическими отбросами, служат местом обитания и размножения в ней грызунов, являющихся источниками таких инфекций как бешенство, чума, туляремия.

Почва также играет специфическую роль передатчика заразного начала таких

геогельминтов, как анкилостомы, аскариды, власоглав (яйца аскарид сохраняются в почве 7- 10 лет).

4. Самоочищение почвы.

Сам по себе факт поступления нечистот и отбросов в почву закономерен, т.к. в почве, благодаря процессам самоочищения при соответствующих условиях, загрязнения обезвреживаются.

Способность почвы к самоочищению – фактор, исключительно важный в санитарном и эпидемиологическом отношении, который зависит от механической структуры и физических свойств почвы, ее микробного населения.

Самоочищение загрязненной отбросами почвы сводится к следующему:

органические вещества превращаются в минеральные соли.

Распад органических соединений проходит в 2 этапа: минерализация и нитрификация.

10