Показатели санитарно-гигиенической оценки почвы

Показатели санитарно-гигиенической оценки почвы. С гигиенической точки зрения наибольшее значение имеют следующие показатели: пористость, водопроницаемость, капиллярность, гигроскопичность, воздухопроницаемость, тепловой режим почв. Пористость.

Почва может быть сухой и влажной, бедной и богатой, девственной и преображенной трудом человека. Но во всех случаях она состоит из различного рода минеральных и органических частиц с промежутками между ними – порами, заполненными воздухом, водой и огромным количеством организмов.

В зависимости от величины частиц различают крупно- и мелкозернистые почвы. В мелкозернистых почвах (глинистая, торфяная и др.) пористость будет выше, чем в крупнозернистых (гравелистые, песчаные, черноземные и др.). Если в мелкозернистых почвах пористость достигает 85%, то в крупнозернистых её менее 30%. Однако размер самих пор в крупнозернистых значительно выше, чем в мелкозернистых. Пористость имеет большое санитарное значение: чем меньше пористость почвы, то есть чем больше объем отдельных пор и величина частиц почвы, тем больше воздухо- и водопроницаемость.

Так, водопроницаемость крупнозернистой песчаной почвы почти в 8000 раз больше водопроницаемости мелкозернистой глины. Через крупнозернистый песок в единицу времени проходит почти в 20000 раз больше воздуха, чем через мелкозернистый. В крупнозернистых почвах загрязнения быстрее достигают уровня грунтовых вод и распространяются на большие массы почвы, чем в мелкозернистых.

При пористости почвы 60 – 65% в ней создаются оптимальные условия для процессов самоочищения от биологических и химических загрязнений. При более высокой пористости процессы самоочищения почвы ухудшаются. Почву такого типа оценивают неудовлетворительную. Водопроницаемость. Под водопроницаемостью понимают способность почвы впитывать и пропускать воду, поступающую с поверхности. Впитывание (фильтрация) характеризует первую фазу водопроницаемости, когда свободные поры последовательно заполняются водой.

При избытке влаги впитывание её продолжается до полного насыщения почвы. Чем крупнее поры почвы, тем меньше препятствий (трения) испытывает вода, фильтрующаяся через неё. Поэтому крупнозернистые почвы обладают большей фильтрационной способностью. Мелкозернистые почвы плохо пропускают воду. На глинистой и торфяной почве вода легко задерживается. Такие почвы обычно бывают заболоченными, сырыми и холодными. Это нездоровые почвы. Проходимость почвы для воды облегчается при увеличении давления, под которым она фильтруется, и при уменьшении толщины слоёв. Разрыхление верхних слоев значительно повышает водопроницаемость, уплотнение почвы замедляет.

Обычно через участок почвы площадью 10 см2 и толщиной 10 см за 24 ч проходит: через торфяную – 1 см3, суглинную – 1674, песчаную – 5760 см3 воды. Водопроницаемость почвы оказывает решающее влияние на образование почвенных вод и накопление их запасов в недрах земли, что имеет непосредственное отношение к снабжению животноводческих ферм водой из подземных источников.

От проходимости почвы зависят возможности использования её для очистки сточных вод ферм, а также степень загрязнения подземных источников водоснабжения поверхностными стоками населённых мест и животноводческих объектов. При прохождении воды через почву некоторая её часть всегда остаётся внутри почвы, задерживается ею. Способность почвы вмещать и удерживать в себе то или иное количество воды в своих порах называют влагоёмкостью.

Поглотительная способность почвы тем больше, чем меньше величина пор и чем больше их общий объём. Поэтому чем почва более мелкозерниста, тем больше её влагоёмкость. Так, 100 частей песка связывают по весу 25 частей воды, глинистого песчаника – 40, чистой глины – 70, а 100 частей чернозема – 1900 частей воды. Некоторые сорта торфа удерживают 200 – 300% воды и больше. Большая влагоемкость бывает также в почвах, содержащих много перегнойных и коллоидных частиц, которые впитывают воду и набухают, а также при наличии в почве нитратов, поваренной соли и едкой извести, поглощающих воду. Большая влагоемкость почвы уменьшает воздухо- и водопроницаемость, приводит к отсыриванию помещений, повышает теплопроводность почвы и препятствует разложению органических веществ.

Почвы с большоё влагоемкостью относят к нездоровым, сырым и холодным. Капиллярность. Под капиллярностью понимают её способность поднимать по капиллярам воду из нижних горизонтов в верхние. Чем посва менее зернистая, а потому и более мелкопористая, тем больше её капиллярность, выше поднимается вода. Крупнозернистые почвы поднимают воду быстрее, но не на большую высоту. В каменистой почве, в которой поры очень крупные, капиллярность равна нулю. Самой большой большой капиллярностью обладает наиболее мелкозернистая почва – торф. Он поднимает воду на высоту до 4 – 6 м, лёсс – на 2, глина – на 1,2, песок – 0,3 – 0,5 м. Большая капиллярность почвы может быть причиной сырости зданий.

Фундаменты в мелкозернистой почве могут быть заложены гораздо выше уровня стояния в ней почвенных вод, но в силу её большой капиллярности почвенная вода может подняться по порам почвы даже выше фундамента зданий.

В порах почвы содержатся также пары воды: относительная влажность почвенного воздуха редко бывает менее 70%, а на глубине 2 м и более он полностью насыщен парами воды, и относительная влажность составляет 100%. Благодаря капиллярности верхние слои почвы обеспечиваются влагой и питательными веществами: чем больше капиллярность почвы, тем быстрее поднимается вода и тем энергичнее окислительные процессы в почве. Гигроскопичность.

Свободные поверхности почвенных зёрен составляют огромную поверхность, обладающую способностью притягивать водяные пары воздуха и сгущать их в порах почвы. Чем почва более мелкозерниста, тем относительно больше поверхность её зёрен и, следовательно гигроскопичность. Последняя увеличивается также при наличии в почве перегнойных и коллоидных веществ, большой влажности атмосферного воздуха.

Глинистые и гумусовые почвы, загрязнённые органическими веществами, отличаются большой гигроскопичностью. В среднем песок поглощает (адсорбирует) по массе 0,3 – 0,4%, глина – 4%, гумус – 12% гигроскопической воды. Больше всего поглощают воду коллоидальные вещества почвы. Минимальную гигроскопичность имеют крупнозернистые почвы, свободные от загрязнений территории ферм и пастбищные участки хозяйств. Испаряющая способность почвы. Чем меньше испаряющая способность почвы, тем больше задерживается в ней влаги, тем она более сырая. Так, мелкозернистые светлые почвы с небольшой растительностью, слабо освещённые солнечными лучами больше задерживают влагу, чем крупнозернистые.

Испарение влаги с поверхности почвы уменьшается также при наличии в ней растворенных солей, увеличивающих её гигроскопичность, при повышенной влажности окружающего воздуха, интенсивном смачивании её дождями и талым снегом. Воздухопроницаемость. Под воздухопроницаемостью понимают способность почвы пропускать воздух через свою толщу.

Почвенный воздух находится в порах почвы, не заполненных водой, в адсорбированном виде в частицах почвы и, кроме того, растворён в почвенных водах. Почвенный воздух по составу значительно отличается от атмосферного: по мере углубления в почву количество кислорода снижается, тогда как содержание углекислоты возрастает. Количество кислорода в почвах, богатых органическими веществами, уменьшается до 10% и менее, а содержание углекислоты возрастает до 15% и более. В загрязненных почвах могут присутствовать газообразные примеси (CH4, H2S, NH3), а также индол, скатол, жирные кислоты и др. Воздухопроницаемость почвы повышается с ростом барометрического давления и уменьшается с увеличением толщины поверхностного слоя почвы и её влажности.

Вода, заполняющая поры, вытесняет из них воздух и мешает ему проникнуть в почву. Почвенный воздух не содержит ни пыли, ни микроорганизмов: они задерживаются при фильтрации воздуха в почве и адсорбируются почвенными частичками.

Проходимость почвы для воздуха и обогащение её кислородом имеют большое гигиеническое значение, связанное с биохимическими процессами окисления, протекающими в почве и освобождающими её от органических загрязнений, вносимых человеком и животными. Здоровая почва должна быть крупнозернистой и сухой так как сырые и мелкозернистые почвы очень плохо вентилируются, а следовательно, в них плохо проходят процессы самоочищения. Тепловой режим. Почва нагревается солнцем.

Тепло распределяется в почве в зависимости от её теплоёмкости, теплопроводности и радирующей способности. Температура почвы значительно отличается от температуры наружного воздуха. Колебания её в течение суток и года менее резки и по мере углубления в почву всё более и более уменьшаются. Чем глубже, тем суточные и годовой максимумы температуры почвы всё более запаздывают по сравнению с температурой воздуха. Зимой температура почвы намного выше температуры воздуха, а летом, наоборот, значительно ниже её. Почва обладает плохой теплопроводностью.

Меньше всего согреваются почвы рыхлые, мелкозернистые, сырые, богатые гумусом, окрашенные в более светлые цвета, не покрытые растительностью. Сравнительно хорошо проводят тепло почвы крупнозернистые, сухие, окрашенные в тёмные цвета и покрытые растительностью, а также почвы каменистые, плотные, особенно горные массивы, которые являются настоящими аккумуляторами тепла. Плотные почвы глубже проводят тепло, чем рыхлые.

Тепло проникает легче и глубже во влажную почву так как вода, заполняющая почвенные поры проводит тепло в 21 – 26 раз лучше, чем заполняющий их воздух. Поскольку температура почвы обычно ниже температуры тела животного, радиационный баланс организма на влажных почвах бывает отрицательным. Температура почвы имеет очень большое гигиеническое значение. Она оказывает большое влияние на климат местности, а местная температура почвы на микроклимат. Особенности температуры почвы имеют громадное значение для жизни растений, корни которых предохраняются от холода в теплых слоях почвы.

Она влияет также на физико-химические и биологические процессы, протекающие в почве. Определённую угрозу для здоровья животных, особенно молодых и слабых, представляют заморозки. Их чаще наблюдают в низких местах, куда стекаются холодные воздушные массы, которые в дальнейшем застаиваются. Небезопасен холодный, промерзший корм, который может вызвать острое вздутие, аборт и иные патологии у животных.

Промерзающие грунты, особенно с высоким уровнем почвенной воды, могут выпирать фундаменты и нарушать целостность строений. От температуры почвы зависит глубина прокладки канализационных и водопроводных труб для предохранения от промерзания текущих по ним вод.[2]