Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Сентября 2014 в 23:24, доклад
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.
Вследствие особенностей геологических и почвообразовательных факторов в некоторых районах (биогеохимические провинции) отмечается недостаточное или избыточное содержание в почве целого ряда химических элементов (йод, кобальт, фтор, молибден, марганец, цинк, бор, селен и др.). Недостаток или избыток минеральных веществ непосредственно отражается на химическом составе воды и растений и может привести к развитию специфических заболеваний – биогеохимических энзоотий Чаще всего они характеризуются нарушением обменных процессов, снижающих воспроизводительную функцию и продуктивность животных.
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.
Минеральные удобрения, вносимые в почву для повышения урожайности, содержат преимущественно азот, фосфор и калий. Большое распространение получили азотные удобрения. При умеренных дозах они не представляют опасности, но внесение азотных удобрений сверх допустимых норм, увеличивает содержание в почве нитратов и нитритов, они накапливаются в растениях и воде, ухудшают вкус пищевых продуктов и могут оказать вредное влияние на здоровье.
В гигиеническом отношении особое значение имеют пестициды, обладающие большой устойчивостью к воздействию внешних факторов, благодаря чему они могут накапливаться в почвенном покрове и кумулироваться в растениях и организмах животных и по пищевым цепочкам передаваться к человеку. К числу таких ядохимикатов необходимо прежде всего отнести хлорорганические препараты, в частности, ДДТ, который может сохранять свою активность около 15 лет. Бесконтрольное применение их может приводить к значительному загрязнению почвы и обуславливать существенные сдвиги биохимических и микробиологических процессов. При этом наблюдается гибель микрофлоры, играющей положительную роль в процессах самоочищения почвы.
Указанные вещества из загрязненной почвы могут мигрировать в грунтовые воды, открытые водоемы, атмосферный воздух, растения и, таким образом, отрицательно влиять на флору и фауну.
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.
Ядерные взрывы в открытой атмосфере способствовали загрязнению поверхности планеты искусственными долго живущими радиоактивными изотопами. Мощное загрязнение почвы радионуклидами произошло во время аварии на Чернобыльской атомной электростанции. В Могилевской и Гомельской областях обнаружены пятна радиоактивности, достигающие 146 Ки/км2 по цезию и 10 Ки/м2 по стронцию. Радионуклиды почвы участвуют во внешнем облучении организма человека, а в случае поступления с растительной и животной пищей обуславливают и внутреннее облучение.
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.
Одна самка аскарид за сутки откладывает в кишечнике животных десятки тысяч яиц, которые затем выделяются с фекалиями. Непосредственно на поверхности почвы вследствие высокой температуры (летом), отсутствие влаги и воздействия ультрафиолетовых лучей солнечного света яйца аскарид погибают в течение 7-120 часов, но на глубине 2,5 – 10 см яйца аскариды могут сохранять свою жизнеспособность до года.
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.
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
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.