Деградация почвы. Пути защиты почвы от эрозии и истощения

В настоящее время для обеспечения питания одного человека требуется около 0,3-0,4 га пахотной земли. Однако из всей поверхности суши используется под пашни в РФ всего 8,7% (в мире – 10,2%). При этом площадь пахотной земли все время убывает из использования из-за деградации и порчи земель.

Рассмотрим основные виды деградации почвы антропогенного происхождения.

1) Основной враг почвы – эрозия: размыв в виде оврага или смыв с дождевой или талой водой. В РФ эрозии подвержено 63% пахотной земли. Главной причиной современной ускоренной эрозии явились: резкий рост техногенной нагрузки на почву, уже ослабленную предыдущим бессистемным использованием; широкая распашка земель; переход на неправильную агротехнику - отказ от традиционного севооборота, отсутствие севооборотов, переход к интенсивной монокультуре с применением больших доз минеральных удобрений с распашкой почвы тяжелыми сельхозмашинами, приводящей к нарушению ее структуры. Водная и ветровая эрозия почвы обусловлена также уничтожением естественного растительного покрова (лесов).

Борьба с эрозией многогранна. Это применение простейших агротехнических приемов: вспашка поперек склона, использование культиваторов вместо плуга, севооборот и т.д. Сложные инженерные мероприятия включают борьбу с оврагами, высадку лесов, структурирование почв полимерами и т.д.

2) Эти же процессы, а также недостаточное внесение органики в почву, приводят к дегумификация (потеря гумуса) почвы с утратой плодородия. Содержание гумуса в РФ за последние 100 лет снизилось вдвое – с 14 до 7% и в настоящее время около 43% пахотных земель имеют низкое содержание гумуса. Борьбой с этими процессами служит регулярное внесение навоза в землю, соблюдение севооборота с включением посевов бобовых культур или люцерны, вносящих в землю азотистые вещества.

3) Большая роль в деградации почвы – ее загрязнение в результате техногенных процессов: возрастания объемов добычи полезных ископаемых, развития энергетики, химизации земледелия. Загрязнители попадают в почву с атмосферными осадками, пылью, газами, сточными водами. Главные загрязнители – органические и минеральные кислоты (серная, соляная, азотная), тяжелые металлы, нефтепродукты. Выпадение кислотных дождей в городах и их окрестностях, вокруг крупных металлургических заводов. Кислоты вымывают из почвы щелочные металлы, способствуют выносу из глубин в поверхностные слои вредных соединений алюминия, железа, марганца, которые, попадая в питьевую воду, вызывают эндемические заболевания. Вдоль автомобильных дорог происходит накопление свинца, который, включаясь в круговорот растительности, попадает в организм людей и вызывает тяжелые заболевания. Борьбой с закислением почв служит их известкование, что приводит к резкому удорожанию производства сельхозкультур.

4) Опустынивание – одна их важнейших экологических проблем. Это необратимая гибель плодородной земли, которую уже нельзя восстановить. Этот процесс происходит или в результате опускания грунтовых вод, либо накопления в ней солей из-за понижения уровня воды, вырубки деревьев, распашки непригодных для земледелия почв и т.д. Борьбой с опустыниваем служит мелиорация почв, высадка деревьев и кустов, отказ от распашки малопригодных земель и исчерпывания подземных вод без их восполнения. Саудовская Аравия за счет нефтедолларов организовала ввоз в страну плодородного грунта и на 80% обеспечила среди пустынь себя пшеницей.

5) Вторичное засоление почвы, вызванное бездренажным орошением и неконтролируемыми поливами.

Контрольные вопросы

1) Понятие «почвы» как элемента биосферы.

2) Самоочищение почвы как важное ее свойство, используемое человеком в народном хозяйстве и в быту.

3) Объяснить значение минерального и органического состава почвы для здоровья человека.

4) Что такое гумификация почвы?

5) Геоэндемические заболевания. Привести примеры геохимических заболеваний и меры по их профилактике.

6) Роль фтора и йода в почве для человека.

7) Виды антропогенного загрязнения почвы.

8) Пищевая цепочка с участием почвы.

9) Деградация почвы. Пути защиты почвы от эрозии, истощения и загрязнения.

Тема № 9: ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

ЗНАНИЯ:

1. Гигиенические требования к качеству почвы.

2. Гигиенические требования к простейшим сооружениям по сбору и утилизации бытовых отходов.

УМЕНИЯ:

1. Выявление причин возникновения инфекционных (геоэпидемических) заболеваний, фактором передачи которых является почва.

2. Проведение разъяснительной работы (через выпуск санбюллетеней) по предупреждению распространения патологии через почву.

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ:

1. Гигиеническое значение почвы.
2. Гигиенические требования к качеству почвы.
3. Почва как фактор распространения инфекционных заболеваний и гельминтозов. Пути инфицирования почвы патогенной флорой и яйцами гельминтов. Выживаемость патогенных микробов в почве и заболевания, связанные с ними.
4. Меры по профилактике инфекционных заболеваний и гельминтов, передающихся через почву. Санитарная охрана и очистка населенных мест, утилизация и захоронение отходов.

1.Гигиеническое значение почвы

Если в экологическом плане человек своей жизнедеятельностью связан с почвой через климат, пищевую цепь, воздух и воду, то гигиеническое значение почвы определяется:

(1) выявлением факторов, обуславливающих ее влияние на жизнедеятельность человека,

(2) необходимостью оценки степени этого влияния на здоровье и

(3)разработкой профилактических мероприятий по защите как почвы от антропогенного воздействия, так и человека от заболеваний, обусловленных этим загрязнением.

Основные факторы почвы, оказывающие огромное влияние на здоровье человека и имеющие большое гигиеническое значение:

А) через формирование климата местности – влияет на тепловой режим местности, состав воздуха и растительности и тем формирует адаптивный экологический тип человека. Здоровые местности – возвышенные, сухие, солнечные; нездоровые - низко расположенные, холодные, затопляемые, сырые, с частыми туманами;

Б) составляет важное звено в пищевой цепочке - «внешняя среда – человек»: 1) как производитель пищи (Б,Ж,У, витаминов, минеральных веществ, микроэлементов) - оказывает влияние на человека через питание и 2) как поставщикв организм через пищу всех химических, физических и биологических антропогенных загрязнений, попавших в почву и оставшихся необезвреженными;

В) почва – естественная среда обезвреживания отходов путем самоочищения. Почва – это огромная лаборатория, в которой постоянно идут процессы синтеза и разрушения органических веществ, фотохимические процессы, образование новых органических веществ, гибель многих бактерий, вирусов, яиц гельминтов, насекомых. Почва используется для очистки и обезвреживания стоков, нечистот, мусора;

Г) почва – это фактор, определяющий нозологию геоэндемических заболеваний, как природно присущих данной местности (флюороз, зоб), так и в результате ее антропогенного загрязнения (например, тяжелыми металлами); загрязненная почва - источник химического, физического и биологического загрязнения окружающей среды (воздуха, воды, растений);

Д) почва – это фактор распространения ряда инфекционных болезней (раневых, ботулизма), эпидемических заболеваний (группы кишечных, сибирской язвы) и гельминтозов(аскаридоз).

2. Гигиенические требования к качеству почвы

Для гигиенистов важен поверхностный слой почвы – 25 см (пахотный). Именно в нем растут растения, он чаще загрязняется и из него загрязнения поступают в воздух, водоемы и растения. Именно к этому слою предъявляются гигиенические требования.

Исходя из того, что почва состоит из твердых частиц – зерен и свободных промежутков между ними - пор, заполненных воздухом, гигиенические свойства почвы определяются пористостью, воздухопроницаемостью, влагоемкостью, гигроскопичностью и капиллярностью.

Пористость – это процент пор в почве (в песчаной – 40%, торфяной – 82%).

Воздухопроницаемость – способность пропускать воздух.

Водопроницаемость – способность пропускать воду (ее фильтрационная способность). Влагоемкость – сколько может удержать почва воды (ее адсорбционная способность).

Капиллярность – способность почвы подымать воду с нижних слоев вверх.

Эти свойства зависят от механического и химического состава почвы. Поэтому перед выбором участка под строительство проводится гигиеническая оценка состояния территории: санитарно-топографическое обследование, физико-механический анализ, радиологическое, санитарно-токсикологическое, санитарно-бактериологическое, энтомологическое и гельминтологическое исследования.

По механическому составу различают почвы - песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые. Структура этих почв определяется составляющими их механическими элементами - зернами и их диаметром: до 0,01 мм – называют глиной; более 0,01 мм - песком; до 1 мм - мелкоземом, более 1мм - почвенным скелетом.

По химическому составу почвы подразделяют на известковые (соединения Са и СаО), глиноземные (соединения алюминия – Al₂О₃) и песчаные (соединения кремнозема - SiО2).

Крупнозернистые почвы – это песчаные почвы: имеют большие поры, что позволяет хорошо пропускать воздух (хорошая аэрация); такие почвы сухие и не заболачиваются.

Мелкозернистые почвы – глинистые и болотистые почвы, с большой водоемкостью, гигроскопичностью, капиллярностью, что способствует задержке влаги, легкому заболачиванию.

Здоровая почва должна быть крупнозернистой и сухой, что обеспечивает лучшую воздухопроницаемость: больше кислорода – лучше окисляются органические вещества и, тем самым, лучше осуществляется самоочищаемость от них почвы.

Для коммунального хозяйства лучше крупнозернистые почвы, не поднимающие грунтовые воды снизу к фундаменту здания и хорошо пропускающие их сверху.

Надо не забывать и о важном гигиеническом свойстве почвы – ее тепловых свойствах. Поверхностный слой почвы, нагреваясь днем от солнечной радиации, вечером излучает тепло и нагревает воздух, что учитывается при прокладке водопроводных труб и фундаментов домов.

От почвы зависит и состав почвенного воздуха: в загрязненных почвах содержание углекислого газа увеличивается до 15%, а кислорода уменьшается до 5%. В таких почвах итз-за недостатка кислорода преобладают не гнилостные, а бродильные процессы разложения органики. Возникающие в результате бродильных процессов метан, аммиак, сероводород из почвенного воздуха проникают в подвалы домов и по поземным сооружениям (водопроводам, канализации) распространяются дальше, отравляя проживающих здесь людей.

О гигиенической чистоте почвы судят по результатам санитарно-бактериологических, санитарно-гельминтологических, санитарно-энтомологических и санитарно-химических исследований.

При санитарно-бактериологическом исследовании определяется: 1) общее число микроорганизмов на 1 г почвы; 2) число термофилов на 1 г почвы (микроорганизмы, создающие температуру в компостах до 60-70^оС; 3) коли-титр (показатель органического загрязнения); 4) титр-перфрингенс (показатель степени человеческого присутствия в общем загрязнении) и 5) наличие патогенных микроорганизмов, обычно очень трудно выявляемых.

При санитарно-гельминтологическом исследовании определяется наличие в почве яиц гельминтов, являющихся показателем свежего фекального загрязнения. Определяется число жизнеспособных яиц на 1 кг почвы – должны отсутствовать.

При санитарно-энтомологическом исследовании определяется число личинок, куколок и яиц мух на 0,25 м², которые в норме должны отсутствовать.

При санитарно-химическом исследовании изучаются азот и углерод почвы.

Результаты исследований оцениваются в комплексе. Так повышенное содержание в почве органического азота и углерода без увеличения аммиака при низком коли-титре и большом количестве яиц гельминтов указывает на свежее фекальное загрязнение, а также на отсутствие процессов минерализации органических веществ (почва плохо «переваривает» загрязнения). Одновременное присутствие органического азота и хлоридов говорит о длительном загрязнении почвы и о наличии интенсивной утилизации органических веществ (почва хорошо «переваривает» загрязнения). На хороший процесс образования гумуса указывает и число Хлебникова, приближающееся к 1. Обнаружение нитратов + хлоридов + низкий титр- перфрингенс указывает на имевшее место давнее загрязнение почвы без свежих поступлений.

Почва как фактор распространения инфекционных заболеваний и гельминтозов. Пути инфицирования почвы патогенной флорой и яйцами гельминтов. Выживаемость патогенных микробов в почве и заболевания, связанные с ними

В незагрязненной почве постоянно находятся споровые микроорганизмы - возбудители раневыхинфекций(столбняка, газовой гангрены) и ботулизма, которые попадают в нее в виде живых бактерий из кишечника крупных теплокровных животных (коров, лосей) и рыб. В благоприятных для них условиях кишечника животных эти микроорганизмы «трудятся» как редуценты, разлагая растительную пищу. Но в почве для них не находится этих условий и они покрываются плотной оболочкой – спорой, под которой сохраняют свою жизнеспособность десятки лет.

Если раневые инфекционные заболевания не передаются другим людям, то в загрязненной почве могут находиться и паразитические формы – возбудители эпидемических(заразных) заболеваний: сибирской язвы и кишечной группы (дизентерии, брюшного тифа, вирусного гепатита А, лептоспироза, лямблиоза). Срок их выживания в почве составляет до нескольких месяцев, кроме сибирской язвы, споры которой сохраняются в почве столетиями.

Почва является фактором передачи ряда гельминтозов – аскаридоза, власоглава и анкилостомидоза, яйца которых сохраняют жизнеспособность в почве до 7-10 лет.

Почва – место выплода27 видов мух (в средней зоне), одна из которых - «комнатная муха» имеет значение для распространения эпидемических кишечных заболеваний - дизентерии и брюшного тифа. Превратившись в зараженных фекалиях из белого червячка – опарыша в муху, она летит в жилище человека, неся на своих ножках до 20 тыс. дизентерийных микробов, садится на незакрытые продукты - молоко, сыр, колбасу. А дальше – температура и время способствуют размножению бактерий (число их удваивается при 20^оС через каждые 20 мин.). Так могут передаваться заболевания дизентерией и брюшным тифом.

Таким образом, эпидемическое значение почвы заключается в следующем:

1) загрязненная почва может служить фактором эпидемических заболеваний как непосредственно, так и через загрязнение источников водоснабжения, и через мух; 2) в загрязненной почве размножаются и заражаются мухи; 3) употребление загрязненных овощей (лук, редиска) и ягод (клубника) приводит к заражению людей яйцами глистов.

Поэтому для профилактики инфекционных заболеваний и гельминтозов, передающихся через почву, большое значение имеют санитарная охрана почвы и санитарная очистка территорий от отходов.