Загрязнение и самоочищение почвы

     Установить факт и степень загрязнения почвы в населенном пункте можно путем сравнения с почвой такого же физико-химического состава, но относительно чистой, например среди зеленых посадок.
    Загрязнение определяется методами химическими, бактериологическими, гельминтологическими и в некоторой степени энтомологическими.  Показателями химического загрязнения почвы служат повышенные по сравнению с контролем количества таких элементов, как органический азот, аммиак, органический углерод, нитраты, хлориды, вещества промышленных выбросов. До настоящего времени строго установленных и общепринятых химических показателей для санитарной оценки почв нет.\ В качестве химического показателя загрязнения почвы предложено так называемое санитарное число, которое представляет собой отношение азота гумуса к органическому азоту в почве. По мере самоочищения почвы санитарное число повышается, приближаясь к единице!
    Как и при исследовании воды, бактериологическим показателем загрязнения почвы считается титр кишечной палочки. К показателям фекального загрязнения почвы относится также спороносная палочка В. perfringens. Кишечная палочка в почве приблизительно через год гибнет; ее присутствие указывает на свежее
загрязнение, спорообразующие микробы сохраняются в почве долгое время, и при отсутствии кишечной палочки свидетельствуют о старом фекальном загрязнении.
    При оценке почвы населенных мест гигиенисты и эпидемиологи большое значение придают геогельминтам. О загрязненности почвы можно судить (в известной мере) и по обнаружению и исчислению личинок и куколок синантропных мух.
    Многочисленные санитарные исследования почвы городов, сравнение их результатов и сопоставление с санитарной обстановкой в местах взятия проб позволяют считать, что при оценке чистоты и степени загрязненности почвы населенных мест можно пользоваться показателями, приведенными В. А. Горбовым, В. Н. Рябовым, Н. И. Хлебниковым

     Огромное количество отбросов, богатых органическими веществами, обсемененных бактериями и яйцами гельминтов, ежедневно поступая в почву населенных мест и загрязняя ее, могло бы сделать жизнь людей невыносимой, если бы почва не обладала мощной способностью к самоочищению, а люди не научились охранять ее от загрязнения и обезвреживать отбросы. Способность
почвы к самоочищению исключительно важна в санитарном и эпидемиологическом отношении.

Самоочищение загрязненной отбросами почвы сводится к следующему

а) органические вещества минерализуются и превращаются в минеральные соли

б) патогенные бактерии кишечной группы и энтеровирусы отмирают;

в) яйца гельминтов теряют жизнеспособность и гибнут.

     Процесс самоочищения очень сложен и на первом месте следует поставить характер почвы: ее механическую структуру, химический состав, физические свойства, микробное население.
     Почва с нормальной структурой состоит из комочков (зерен, агрегатов) размером 2—10 мм, между которыми остаются свободными поры, что обеспечивает аэрацию почвы и влажность, совершенно необходимые для самоочищения. Комочки почвы обволакиваются биологической пленкой, которая активно адсорбирует при фильтрации растворенные и взвешенные вещества, в том числе, и бактерии.
    Распад в почве органических веществ проходит два этапа: сначала минерализацию, а затем нитрификацию.
Минерализация может происходить в аэробных условиях при достаточном доступе кислорода воздуха и анаэробных условиях, когда приток воздуха отсутствует или его недостаточно. В анаэробных условиях органические вещества, адсорбированные биологической пленкой, обволакивающей почвенные комочки, подвергаются распаду благодаря деятельности неспороносных микроорганизмов брожения.
    В процессе разрушения органического вещества участие принимают и другие населяющие почву организмы: простейшие, черви, плесени, личинки насекомых.
    В результате:
а) углеводы распадаются на воду и углекислоту;
б) жиры расщепляются па глицерин и жирные кислоты, которые затем распадаются на воду и углекислоту;
в) сложные белки благодаря протеолитическим процессам превращаются в аминокислоты, аммиак (аммонификация);
г) сера белков превращается в сероводород.
      Анаэробный распад органических веществ сопровождается выделением зловонных газов: аммиака, сероводорода, меркаптана и др., загрязняющих наружный воздух. В аэробных условиях преобладают окислительные процессы, зловонные газы не выделяются. На этом самоочищение почвы не заканчивается, а вступает в новый этап — нитрификацию.
     Для стадии нитрификации наиболее важное значение имеет дальнейшая, окончательная судьба азотсодержащих соединений.
В переходе этих соединений в следующую фазу активная роль принадлежит аэробным бактериям, открытым. Нитраты - конечный продукт распада белковых веществ и в таком виде служит для питания растений.

Таким же путем окисления превращаются:
а) сероводород в серную кислоту и сернокислые соли (сульфаты) ;
б) углекислота в углекислые соли (карбонаты);
в) фосфор в фосфорную кислоту и фосфорнокислые соли (фосфаты).

      Наряду с этими процессами распада органического вещества в почве протекают и процессы синтеза, в результате которых образуется особый сложный продукт — гумус (перегной), имеющий большое агрономическое и санитарное значение. Гумус получается в результате деятельности микроорганизмов и представляет собой темную, богатую органическим веществом массу сложного химического состава (гумин, ульмип, креновая кислота, лигнины и протеины, углеводы, жиры, органические кислоты и другие углеродистые соединения). Гумификация органических веществ имеет место как в естественных условиях (в почве), так и при обезвреживании отбросов в компостах. На определенной стадии распада органического вещества гумус становится устойчивым, медленно разлагается, постепенно отдавая растениям питательные вещества. В этом его огромное значение для плодородия почвы.
      Хотя в гумусе много еще органических веществ, в частности, азотистых соединений, он не способен загнивать, не издает зловония, не привлекает мух и, главное в нем присутствуют уже погибшие в почве патогенные микробы. Вот почему в санитарной практике нет надобности доводить распад органических веществ до конечных продуктов минерализации и нитрификации; обезвреживание отбросов достигается уже при гумификации органического вещества.
     Выше упоминалось, что химические показатели загрязнения почвы — органический углерод, органический азот, аммиак, нитраты и хлориды, их повышенное количество по сравнению с контролем.
     Результаты четырехлетних экспериментальных наблюдений Н. JI. Терентьевой над загрязнением и самоочищением полей ассенизации на черноземе с массивной нагрузкой на них фекалий (1000—3000 т/га) позволяют судить о судьбе этих веществ:

— органический углерод быстро, в течение 1—l'/г лет, в почве минерализуется;
— органический азот в течение короткого срока подвергается аммонификации;
— значительная часть аммиака длительно (2—3 года) удерживается в пахотном слое почвы и служит объектом нитрификации;
— нитраты в течение примерно года удерживаются в пахотном слое почвы и служат для питания растений, а затем атмосферными водами вымываются в более глубокие слои почвы; присутствие их там свидетельствует о сравнительной давности загрязне-
ния;
— хлориды, в огромном количестве находящиеся в фекалиях и моче, в почве не изменяются, растениями пе поглощаются и атмосферными водами вымываются в более глубокие слои почвы.

Значительное количество хлоридов в верхнем пахотном слое — показатель свежего фекального загрязнения, а в глубине свидетельствует о сравнительной его давности.
    Таким образом, о самоочищении загрязненной почвы можно судить, сравнивая ее с контрольной «чистой» почвой по таким показателям, как поглощенный аммиак, нитраты и хлориды, а так-же по санитарному числу. О том же свидетельствуют бактериологические гельминтологические показатели.
     О гибели в загрязненной почве патогенных бактерий кишечной группы судят по отмиранию кишечной палочки. По исследованиям, в черноземной почве полей ассенизации титр кишечной палочки составлял: до залива нечистот — 1,0, вскоре после залива — 0,00001, через 2 мес после залива — 0,01, через 6 мес — 0,1, через год — 1,0, т. е. возвращался к исходному, снижалось и общее количество микробов.
    При самоочищении почвы гибнут яйца гельминтов, в том числе аскарид — наиболее распространенного геогельминта.

В санитарном и эпидемиологическом отношении особого внимания заслуживают следующие факты:

а) развитие яиц аскарид в почве происходит только летом и завершается в течение 1—3 мес;
б) на поверхности почвы, на солнце, яйца аскарид погибают в течение 7—5 дней под влиянием высокой температуры, высыхания почвы и ультрафиолетовых лучей солнечного света;
в) на глубине 2,5—10 см защищенные от солнца и высыхания яйца аскарид сохраняют свою жизнеспособность до одного года и больше.
     Обнаружение яиц аскарид в различных стадиях их развития (без дробления, с живой личинкой, с неподвижной мертвой личинкой) указывает на давность загрязнения и па процесс дегельминтизации почвы.

• Назад
• Вперёд