Тема: Почва, её физические и химические свойства, гигиеническое и экологическое значение.

Лекция № 6

Почва – это поверхностный слой земной коры, который образуется в результате взаимодействия растительности, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельным природным образованием. Это гигантская экологическая система, оказывающая на биосферу решающее влияние.

Почва – трехфазная среда, включающая твердые, жидкие и газообразные компоненты. Она представляет собой продукт физического, химического и биологического преобразования горных пород, т.е. формируется в результате сложного взаимодействия климата, растений, животных и микроорганизмов. Сама почва постоянно развивается и изменяется вследствие чего существует большое разнообразие её типов. В результате перемещения и превращения веществ почва расчленяется на отдельные слои, или горизонты, сочетание которых составляет профиль почвы.

Самый верхний горизонт имеет более или менее темный цвет, который зависит от количества органического вещества. Этот горизонт называется гумусовым (горизонт А₁). Он может иметь зернистую, комковатую или сложную структуру. Избыток или недостаток гумуса определяет плодородие почвы, т.к. в нем осуществляются сложные обменные процессы, в результате которых образуются элементы питания растений.

Выше горизонта А₁ иногда находится горизонт состоящий из разлагающихся растительных остатков лесной постилки, эта подстилка благоприятствует естественному семенному возобновлению древесных пород, способствует накоплению влаги, питательных веществ в почве, а также влияет на тепловой и воздушный режимы.

Ниже горизонта А₁, располагается горизонт А₂, это малоплодородный слой. Глубже расположен горизонт В (горизонт вмывания) т.е. в него вмывается и в нем накапливаются минеральные и органические вещества из вышележащих горизонтов. Еще ниже залегает материнская горная порода С, на которой формируется почва. Все горизонты почвы представляют собой смесь органических и минеральных элементов.

Одна из наиболее важных физических свойств почвы – ее механический состав, т.е. содержание частиц различной величины. Установлены четыре градации механического состава: песок, супесь, суглинок и глина. От механического состава зависит водопроницаемость почвы, её способность удерживать влагу, проникновение в неё корней растений и др.. Кроме того каждая почва характеризуется плотностью, тепловыми (теплопоглотительная способность, теплоемкость, теплопроводность) и водными(влагоемкость, влагопроницаемость) свойствами.

Большое значение для почвы имеет аэрация, т.е. насыщенность её воздухом и способность к такому насыщению. Воздух, заполняющий поры, имеет гигиеническое значение, т.к. все окислительные процессы с участием аэробных бактерий возможны только при наличии достаточного количества кислорода. Между почвенным и атмосферным воздухом существует постоянный обмен, обусловленный разностью температуры и атмосферного давления.

Почвенный воздух существенно отличается от атмосферного. Состав зависит от газообмена с атмосферным воздухом и от протекающих в почве биологических процессов. Чем больше в почве органических веществ тем больше кислорода идёт на их окисление. Почвенный воздух замещаться водой, источником которой являются атмосферные осадки. Почвенная вода обуславливает водопроницаемость, влагоемкость, гигроскопичность почвы.

Водопроницаемость – это способность почвы пропускать воду.

Влагоемкость – это способность удерживать воду в своих порах.

Гигроскопичность – это способность почвенной воды подниматься вверх по порам почвы.

Почва является плохим проводником тепла, поэтому нагревание и охлаждение поверхностных слоев почвы сравнительно медленно передается вглубь. Температура почвы зависит от климата, солнечной радиации, структуры, от наличия растительности.

Большое значение имеет способность почвы задерживать минеральные и органические вещества. Вещества, находящиеся в фильтрующейся через почву воде, в том числе и микроорганизмы, будут задерживаться в ней, если их размеры больше диаметра почвенных пор(механическая поглотительная способность почвы).

Адсорбция почвой растворенных в почвенной воде веществ называется физической поглотительной способностью. Вещества, находящиеся в растворенном состоянии в почвенных водах, вступают в химическую реакцию с веществами почвы и образуют нерастворимые продукты этой реакции (химическая поглотительная способность). Растворенные в почвенной воде вещества поглощаются растениями, микроорганизмами (биологическая поглотительная способность).

Химические свойства почвы определяются содержанием органических и неорганических соединений. Свыше половины минерального состава почвы занимает кремнезем. Остальную часть составляют окислы алюминия, железа, магния, калия, фосфора, кальция и др. Важным показателем состояния почвы является её кислотность – величина концентрации ионов водорода (рН).

Концентрация в почве ионов водорода в среднем близка к нейтральному значению. Флора таких почв особенно богата видами. Известковые и засоленные почвы имеют рН 8-9, а торфяные до 4. На таких почвах развивается специфическая растительность.

Почва является важным фактором в распространении заболеваний таких как дизентерия, брюшной тиф, вирусный гепатит, особо опасных инфекций и гельминтозов. Большинство патогенных микроорганизмов не находят в почве достаточно удовлетворительных условий для существования и постепенно погибают. Их продолжительность жизни различна. Так возбудители дизентерии могут находиться в почве около 3-7 месяцев, а брюшно-тифозные палочки – до 1, 5 года. Почва является резервуаром энтеровирусов, они попадают с фекалиями и сточными водами.

Продолжительность жизни зависит от условий(температура). Так выживаемость вируса полиомиелита в почве составляет от 25 до 130 суток. Десятки лет живут возбудители сибирской язвы, ботулизма, столбняка и др.

На обсеменность почвы микроорганизмами влияет её глубина. С увеличением глубины почвы уменьшается количество микроорганизмов. Способствует их гибели влажность, температура почвы, антогонизм микроорганизмов, скорость самоочищения её от органических загрязнений.

Источники загрязнения почвы:

1.Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода, мусор общественных учреждений, больниц, столовых, магазинов и т.д.

2.Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы.

3.Теплоэнергетика. Помимо оборудования массы шлаков при сжигании каменного угля, в атмосферу выделяется сажа, несгораемые частицы, окислы серы, в конечном итоге оказывающихся в почве.

4. Сельское хозяйство – это удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней, сорняков.

5.Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются окислы азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхность почвы или поглощаемые растениями.

Для оценки санитарного состояния почвы проводятся следующие исследования:

1.Санитарные физико-химические исследования(определение отношения общего азота к органическому, кислотности, биохимического потребления кислорода, окисляемости, сухого остатка и т.д).

2.Санитарно – энтомологические исследования, включающие учет численности мух во всех фазах их развития (взрослые личинки, куколки) в помещениях, на открытом воздухе, в почве и отходах.

3.Санитарно-гельминтологически исследования с целью определения яиц гельминтов, в местах, часто посещаемых населением.

4.Санитарно-бактериологические исследования, определяют присутствие бактерий кишечной группы