КГ Акулов

большое внимание в трудах Ф. Ф. Эрисмана, А. П . Доброславина и др. А. П. Доброславину принадлежат исследова­ ния почвы Петербурга.

Второй период (1852— 1952) связан с изучением всего живого, населяющ его почву. Проведенные в этом направ­ лении исследования показали, что почва играет немало­ важную роль в эпидемиологии кишечных инфекций и инвазий. /В эти же годы А. П. Виноградовым разрабаты ва­ ется учение о естественных биогеохимических провинци­ ях, играющих решающую роль в возникновении эндемиче­ ских заболеваний, связанных с избытком или недостатком химических элементов в почвах. Начинается изучение почвы как наиболее подходящей естественной среды для обезвреживания бытовых и промышленных отходов.

Третий период (1952— 1972) характеризуется недооцен­ кой проблем гигиены почвы. Об этом свидетельствует резолю ция I Всесоюзного совещания по актуальным воп­

предыдущие годы была допущена недооценка в вопросе развития научных исследований по санитарной охране почвы населенных мест, повлиявшая в определенной степени на ухудшение санитарно-эпидемиологического со­ стояния ряда районов страны».

В четвертом периоде развития санитарной охраны и гигиены почвы (с 1972 г. по настоящее время) стали выделять искусственные геохимические провинции, опас­ ные для здоровья населения, появление которых связано с химизацией народного хозяйства, а также развитием про­ мышленности, выбросами промышленных предприятий и транспорта./Это поставило перед гигиенистами следующие задачи: изучить роль почвы в циркуляции экзогенных химических веществ, разработать гигиенические регламен­ ты содержания этих веществ в почве и установить ее роль для здоровья населения. В этот период разработаны методология и принципиальная схема нормирования хими­ ческих веществ в почве [Е. И. Гончарук]. Впервые в мире составлены «Методические рекомендации по установле­ нию П ДК химических веществ в почве» (1976, 1982). В настоящее время в соответствии с этими рекомендациями разработано и утверждено Министерством здравоохране­ ния СССР более 40 П ДК этих соединений, что привело к снижению числа случаев острых и хронических отра­

название литосферы и состоит из двух частей: материн­ ской породы (магма), разрушенной физическими, физико­

химическими процессами до появления жизни на Земле, и более поверхностной части литосферы (почва, или грунт), сформированной после появления жизни на нашей планете в результате влияния на нее климата, растительности и почвенных организмов. ^Встречается такж е термин «зем­ ля», являю щ ийся синонимом термина «грунт» в инженер- но-строительной деятельности человека и синонимом тер­ мина «почва» в сельскохозяйственном и лесном производ­ стве. В административно-хозяйственной, юридической де­ ятельности человека термин «земля» определяет поверхно­ стный слой суши, занятый различными видами землеполь­ зования (населенный пункт, сельскохозяйственные и лес­ ные угодия, дороги и т. д.).

Н а территории СССР встречается более 90 видов почв, однако наиболее часто — 7 типов (табл. 17). Наибольшую площ адь занимают дерново-подзолистые почвы.

Гигиенисты условно все почвы делят по их назначению на три вида: 1) естественная почва вне населенных мест, которая может быть использована для нового строитель­

дами промышленности; к этим же почвам следует отнести перемещенный грунт, образовавшийся в результате верти­ кальной планировки. Оба вида искусственно образовав­ ш ейся почвы объединяю тся термином «культурный слой почвы населенных мест»; 3) искусственные покрытия почвы: асфальтовы е, щебеночные, бетонированные

идр.

Сгигиенической точки зрения важна классификация

Сумму всех механических элементов почвы с размером частиц меньше 0,01 мм называют физической глиной, а больше 0,01 мм — физическим песком. Кроме того, выде­ ляю т мелкозем, в который входят частицы меньше 1 мм, и почвенный скелет — частицы больше 1 мм.

В классификацию , кроме понятия о подразделении почв в зависимости от содержания физической глины и физического песка, введено понятие о преобладающих фракциях. Таких фракций выделено пять: гравелистая

чаные, супесчаные, суглинистые и глинистые. То или иное строение они приобретают под влиянием природных про­ цессов почвообразования и производственного использова­ ния земельных угодий.

Из всех слоев почвы для гигиенистов в первую очередь представляет интерес поверхностный, пахотный слой (го­ ризонт). Это в среднем слой почвы толщиной 0,25 м, который обрабатывается при выращивании растений. Ги­ гиеническое значение пахотного слоя обусловлено тем, что именно из него загрязнители почвы могут поступать в атмосферный воздух, сельскохозяйственные растения, смываться в поверхностные водоемы, фильтроваться в грунтовые воды. В этом же слое наиболее интенсивно происходят процессы самоочищения почвы от органиче­ ских отбросов, патогенных микроорганизмов, экзогенных химических веществ и т.д. Кроме поверхностного, пахот­ ного слоя почвы, значительный интерес для гигиениче­ ской науки представляют ее слои, залегающие до грунто­ вых вод. В них может происходить обезвреживание органических отбросов и сточных вод, формирование качества грунтовых вод и почвенного воздуха; в этих слоях прокладываются канализационные и водопроводные сети и закладываются фундаменты жилых и промышлен­ ных зданий.

Слои почвы, в которых происходит формирование почвенных вод, получили название зон Гофмана (рис. 20). Вода сначала фильтруется в почве через самый поверхно­ стный ее слой— зону испарения. Толщина этого слоя в средней полосе Европы не более 1 м. Этот слой очень богат органическими, гумусовыми веществами, в нем же гнездятся корни растений, которые всасывают воду, сильно уменьшая испарение ее почвой. Однако имеются растения, испаряющие огромное количество воды, полу­ ченное ими из почвы. Такие растения (подсолнечник, индийский рис и др.) осушают почву, поэтому их специ­ ально разводят для осушения болотистых мест.

Вода, пройдя зону испарения, фильтруется через нижерасположенный слой почвы — зону прохождения или зону фильтрации. Это обычно мощный пласт почвы. Часть воды задерживается в нем в зависимости от величины водоемкости пласта. В каждом кубическом

быть задержаны все атмосферные осадки, выпавшие на эту площадь в течение года. В таких случаях они долго не могут попасть в глубокорасположенные почвенные слои и пополнить в них запасы подземных вод. Этим объясняет­ ся тот факт, что в некоторых местах за год выпадает много дождей, а уровень воды в колодцах не повышается. Только после того, как атмосферные осадки заполняют все поры зоны прохождения количеством воды, превыша­ ющим ее поглотительную способность, избыток воды будет фильтроваться в нижерасположенные слои до тех

Ри с. 20. Зон ы Гоф м ан а (схем а).

пор, пока не встретит водоупорный слои, практически не пропускающий воду. Таким водонепроницаемым слоем могут быть изверженная порода (например, гранит), изве­ стняки и плотные песчаники, не имеющие трещин, а также жирная глина. Фильтрующаяся вода на этом слое задерживается, скапливается и образует зону почвенных или грунтовых вод или так называемый водоносный горизонт. Из него часть воды будет подниматься вверх вследствие капиллярности до высоты, определяемой вели­ чиной пор этого почвенного слоя. Образуется зона капил­ лярности поднятия почвенных вод.

Наибольшее значение для почвы в этих зонах с гигиенической точки зрения имеют пористость, размер пор, воздухопроницаемость.

Пористость почвы. Под пористостью почвы следует понимать суммарный объем пор в почве в единице объема, выраженный в процентах. Чем выше пористость, тем ниже фильтрационная способность почвы; следовательно, она является нездоровой. Так, пористость песчаной почвы составляет 40%, торфяной — 82%. Последняя почва более сырая и менее здоровая. Большое значение имеют разме­ ры пор, зависящие от механического состава почвы и ее структуры. В однородной почве поры тем больше, чем крупнее зернистость. Самые крупные поры имеются в каменистой почве, очень мелкие — в глинистой, самые мелкие — в торфяной. На величину пор влияет также

форма зерен, особенно неоднородность почвы, при кото­ рой поры между крупными зернами заполнены более мелкими зернами. В изверженных и других монолитных породах (например, гранит и сиенит) вместо пор нередко встречается целая сеть сообщающихся между собой гори­ зонтальных и перпендикулярных трещин, часто достига­ ющих большой ширины и значительной глубины.

Кроме естественной пористости почвы, в ней могут встречаться каналы и трещины, искусственно образуемые живущими в ней животными (ежи, кроты и др.), а также человеком, занимающимся различными земляными рабо­ тами (прокладка труб, рытье колодцев, забивка в землю свай и т. д.).

Величина естественных пор почвы или наличие в ней естественных или искусственных трещин, воронок и кана­ лов оказывают существенное влияние на ее физические свойства, отношение к воздуху и воде, а потому имеют большое гигиеническое значение. Так, в почвах с низкой пористостью и с большим размером пор, а также с естественными и искусственными каналами или трещина­ ми химические и биологические загрязнители могут легко проникать вглубь и достигать грунтовых вод, загрязняя их, что представляет опасность для здоровья населения. При пористости почвы 60— 65% в ней создаются опти­ мальные условия для процессов самоочищения от биоло­ гических и химических загрязнителей. При более высокой пористости процессы самоочищения почвы ухудшаются. Почва такого типа оценивается как неудовлетворительная.

Воздухопроницаемость почвы. Под воздухопроницаемо­ стью понимают способность почвы пропускать воздух через свою толщу. Проходимость почвы для воздуха определяется только величиной ее пор и не зависит от их общего объема, или пористости. Если объем воздуха, который проходит в 1 мин через мелкий песок, принять за единицу, то при тех же условиях через средний песок

от общего объема почвы. Воздухопроницаемость почвы увеличивается с ростом барометрического давления и уменьшается с увеличением толщины слоя почвы и ее влажности. Вода, заполняющая поры, вытесняет из них воздух и мешает ему проникнуть в почву. Если все поры заполнены водой, особенно льдом, проходимость для воздуха уменьшается до нуля.

Движение почвенного воздуха и обмен его с атмосфер­ ным воздухом происходят постоянно под влиянием разни­ цы их температуры, колебаний атмосферного давления и

уровня почвенных вод. Так, при повышении атмосферного давления, а также при понижении уровня почвенных вод наружный (атмосферный) воздух входит в поры почвы. При понижении атмосферного давления или повышении уровня почвенных вод, а также при ветрах, особенно дующих по касательной к поверхности почвы, воздух поднимается и выходит из нее. Проходимость почвы для воздуха и связанное с этим обогащение ее кислородом имеет большое гигиеническое значение, связанное с био­ химическими процессами окисления, протекающими в почве и освобождающими ее от органических загрязне­ ний, вносимых человеком и животными. Поэтому здоро­ вая почва должна быть крупнозернистой и сухой, так как сырые и мелкозернистые почвы очень плохо вентилиру­ ются, а следовательно, в них плохо проходят процессы самоочищения.

Водопроницаемость или фильтрационная способность почвы. 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 ее продолжается до полного насыщения поч­ вы. Движение воды в почвенных порах под действием сил тяжести при полном насыщении почвы водой характеризу­ ет вторую фазу водопроницаемости — фильтрацию. Коли­ чественная оценка водопроницаемости приведена в табл. 18.

Водопроницаемость почвы оказывает решающее вли­ яние на образование почвенных вод и накопление их запасов в недрах Земли. Это имеет непосредственное отношение к снабжению населения водой из подземных источников. От водопроницаемости почвы зависит воз­ можность использования ее для очистки сточных вод

населенных мест, а также загрязнения подземных источ­ ников водоснабжения опасными в санитарном отношении поверхностными стоками городов и селений.

Влагоемкость почвы. Под влагоемкостью почвы пони­ мают количество влаги, которое способна удержать почва сорбционными и капиллярными силами. Влагоемкость обусловливается силой поверхностного сцепления (адсор­ бция), возникающего между огромной поверхностью поч­ венных зерен и омывающей их фильтрующейся водой. Влагоемкость тем больше, чем меньше величина пор почвы и чем больше их объем. Поэтому чем выше зернистость почвы, тем больше ее влагоемкость. Установ­ лено, что средний гравий задерживает по массе 1% воды, крупный песок — 23%, средний — 47%, а мелкий — 65% воды.

Гигиеническое значение влагоемкости почвы связано с тем, что большая влагоемкость вызывает отсырение поч­ вы и находящихся на ней зданий, уменьшает проходи­ мость почвы для воздуха и воды и мешает очищению сточных вод. Такие почвы относятся к нездоровым, сырым и холодным.

Капиллярность почвы. Под капиллярностью почвы понимают ее способность поднимать по капиллярам воду из нижних горизонтов в верхние. Чем почва менее зерниста, а потому и более мелкопористая, тем больше ее капиллярность, выше (и медленнее) поднимается в ней вода. Крупнозернистые почвы поднимают воду быстрее, но не на большую высоту.

Большая капиллярность почвы может быть причиной сырости зданий. Фундаменты их могут быть заложены в мелкозернистой почве гораздо выше уровня стояния в ней почвенных вод. Однако вследствие большой капиллярно­ сти почвенная вода может подняться даже выше фунда­ мента.

Г л а в а 12

СОСТАВ ПОЧВЫ ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

Состав почвы. Каждая почва состоит из минеральных, органических и органоминеральных комплексов соедине­ ний, а также почвенных растворов, воздуха и почвенных микроорганизмов. Для гигиенической оценки степени за­ грязнения почвы в качестве контроля важно знать ее естественный состав, так как практически любое стати­ стически достоверное отклонение от естественного соста­ ва данного типа почвы или появление дополнительных чужеродных составляющих может рассматриваться как та или иная степень ее загрязнения.

80% представлены кристаллическим кремнеземом или кварцем. Значительное место в минералогическом составе почвы занимают алюмосиликаты (полевые шпаты, слюда, хлориты и др.).

К алюмосиликатам относятся и вторичные глинистые минералы. Большое гигиеническое значение среди них имеет монтмориллонитовая группа (монтмориллонит, нонтронит, бейделит, соконит, гекторит, стивенсит). Гигиеническое значение монтмориллонитов обусловлено тем, что они определяют поглотительную способность и емкость поглощения катионов почвой. Кроме кремнезема и алюмо­ силикатов, в минеральный состав входят практически все элементы периодической системы Д. И. Менделеева. Со­ держание в почве некоторых элементов, имеющих наи­ большее гигиеническое значение, приведено в табл. 19. Из

Т а б л и ц а 20 Содержание микроэлементов в естественной чистой почве и почвах

' В абсолютно сухой почве.

химических элементов, входящих в небольших количе­ ствах в состав минеральных веществ почвы (микроэлемен­ ты), наибольший интерес с гигиенической точки зрения представляют фтор, йод, марганец и др. (табл. 20). Их повышенное или пониженное содержание в почве опреде­ ляет концентрацию этих соединений в контактирующих с почвой средах (вода, растения, атмосферный воздух), влияет на формирование естественных геохимических провинций, играющих ведущую роль в возникновении эндемических заболеваний (флюороз, эндемический зоб и

ДР-)- Содержание химических веществ в почве можно оцени­

вать в кларках, под которыми понимают среднее содержа­ ние химического вещества в эталонных (незагрязненных) почвах. Так, один кларк кальция равен 3,25% по массе, или 32,5 г/кг почвы. Содержание элемента в почве выше 3 — 4 кларков свидетельствует о ее загрязнении. Для оценки степени загрязнения почвы неорганическими веще­ ствами важно знать химический состав почвы данного типа. В табл. 21 приведен естественный состав наиболее распространенного типа дерново-подзолистой почвы. От­ клонение от этого состава считается той или иной сте­ пенью загрязнения. Гигиеническая оценка степени загряз­ нения почвы неорганическими соединениями основана на сравнении количественного содержания данного элемента в почве с его ПДК. Величины ПДК химических неоргани­ ческих соединений приведены в табл. 22.

Таким образом, загрязнение почвы можно оценить, сравнив фактическое содержание вещества в почве, вопервых, с количеством этого вещества в данном типе почвы, а во-вторых, с его ПДК в почве.

Т а б л и ц а 21

Содержание неорганических соединений в дерново-подзолистой почве,