Гигиенические требования к почве

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.

2.5. 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.

 Перечисленные показатели не  являются строго унифицированными. До сих пор нет единых, общепринятых  критериев и норм для санитарной оценки почвы, как нет и стандартных требований к качеству почвы в санитарно-эпидемиологическом и санитарно-эпизоотологическом отношении. На практике используют различные схемы и отдельные показатели санитарного состояния почвы, предложенными разными авторами.

Следует обратить внимание на то, что соли азотистой кислоты (нитриты) являются промежуточным продуктом распада белковых веществ и поэтому наличие повышенного количества нитритов в почве является одним из признаков  недавнего загрязнения почвы органическими веществами. Соли же азотной кислоты, нитраты являются конечным продуктом минерализации органических веществ и наличие их свидетельствует о давнем загрязнении, о законченности процессов минерализации.

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.

Чрезвычайно убедительно свидетельствуют о загрязнении почвы наличие в ней яиц гельминтов.

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.

Перечень показателей степени загрязнения почвы, ее санитарной и эпизоотологической опасности приведен в таблице 3.

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.

Таблица 3

Показатели санитарного состояния почвы *

            * - При условии отбора проб  почвы с глубины 0-20 см.

2.6. 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.