МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ  ИНСТИТУТ

КАФЕДРА ЗООГИГИЕНЫ И ВЕТЕРИНАРИИ  
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

по  теме: « Гигиена  почвы » 
 
 
 
 
 

Выполнил:

    студент 241 группы

факультета  аграрных

технологий

Карпачев  В.П

Проверил:

к.с-х.н., доцент

Рассолов  С.Н.

Кемерово 2005

    Содержание

    Введение                                                                               3

1.       Зоогигиеническое значение почвы                                        3

2.     Основные свойства почвы                                             5

    2.1     Пористость                                                                     5

    2.2     Водопроницаемость                                                         6

    2.3     Капиллярность                                                             8

4.     Гигроскопичность                                   8

    2.5     Испаряющая способность почвы                9

    2.6      Воздухопроницаемость                                                    9

    2.7      Тепловой режим                                                                10

    3.       Химический состав почвы                                          12

4.      Биологические свойства почвы                                12
1.     Микрофлора почвы                                                       12                
2.     Минерализация почвы                                                       14

    4.3     Денитрификация                                                           14

    4.4     Патогенная микрофлора почвы                                 15

5.     Источники загрязнения почвы                                   17

    5.1    Пестициды                                                                      17

    5.2     Минеральные удобрения                                                 18

    6.      Охрана почвы от загрязнения                                    19

    6.1    Агротехнические мероприятия                                     20

    6.2     Санитарные мероприятия                                                20

7.     Расчетная часть                                                        22
1.    Расчет вентиляции по углекислоте                             22

    7.2    Расчет объема вентиляции по  влажности.                 23

    7.3    Расчет теплового баланса.                                             26

    Список  использованной литературы                                    29

    Введение

    Почвой  называют рыхлый поверхностный слой земной коры (литосферы), обладающий свойством плодородия. Почва сформировалась в результате действия геологических факторов, физико-химических и биологических процессов. В ней совершаются сложные химические и биологические изменения, главным образом процессы разрушения органических веществ животного и растительного происхождения.

    Почва — приемник и поглотитель различных растительных, животных и хозяйственно-бытовых отходов, резервуар и источник многообразной микрофлоры и микрофауны. В ней также образуются разнообразные новые соединения, гнездятся корни растений, в ее недрах находятся подземные воды. Заболоченность почвы или высокое стояние почвенных вод могут служить причинами сырости помещений животноводческих ферм и даже наводнений.

    Почва оказывает большое влияние на климат местности, а ее микрорельеф и другие местные особенности — на микроклимат животноводческих помещений, развитие растительности. Характер почвы необходимо учитывать при строительстве и планировке отдельных зданий, благоустройстве территории ферм и эксплуатации. 

3. Зоогигиеническое  значение почвы

    С гигиенической точки зрения различают почвы: каменистую, гравелистую, хрящеватую, песчаную (содержащую более 80% песка и меньше 10% глины), супесчаную (песка больше 10, но меньше 30 % глины), мелко суглинистую (больше 30, но меньше 50% глины), суглинистую (больше 50, но меньше 80 % глины, остальное — преимущественно песок), глинистую (больше 80 % глины), известковую (больше 20% извести), меловую, лёсс (очень мелкий песок с известковой глиной), чернозем (больше 20 % гумуса), торф.

    Сумму всех механических элементов почвы  с размером частиц меньше 0,01 мм называют физической глиной, а больше 0,01 мм — физическим песком.

    В данную классификацию кроме подразделения  почв в зависимости от содержания физической глины и физического песка введено понятие о преобладающих фракциях. Таких фракций выделено пять: гравелистая (3— 1 мм), песчаная (1—0,05 мм), крупнопылевая (0,05— 0,01 мм), пылевая (0,01—0,001 мм) и илистая (<<0,001 мм) почвы. По механическому составу различают почвы песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые. То или иное строение они приобретают под влиянием природных процессов почвообразования  и производственного использования земельных угодий.

    Для зоогигиены представляет интерес, прежде всего поверхностный, пахотный слой почвы. Толщина этого слоя в среднем 0,25 м, его обрабатывают при выращивании растений. Именно из пахотного слоя загрязнители почвы поступают в атмосферный воздух, сельскохозяйственные растения, смываются в поверхностные водоемы, фильтруются в грунтовые воды. В этом же слое наиболее интенсивно происходят процессы самоочищения почвы от органических отбросов, патогенных микроорганизмов, экзогенных химических веществ.

    Кроме поверхностного, пахотного слоя почвы  значительный интерес представляют ее слои, залегающие до грунтовых вод. В них происходят обезвреживание органических отбросов и сточных вод, формирование качества грунтовых вод и почвенного воздуха; в этих слоях прокладывают канализационные и водопроводные сети и закладывают фундаменты жилых и животноводческих зданий. От типа почвы и ее химического состава зависят характер растительности, химический состав кормов и питьевой воды. Недостаток или избыток тех или иных химических элементов в почве или грунте через воду и растения (корма) влияют на здоровье и продуктивность животных. Так, например, загрязнение почвы вредными выбросами животноводческих предприятий или ядохимикатами, применяемыми для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, может отрицательно сказаться на органолептических свойствах кормовых средств или сделать их опасными для здоровья животных. Большую опасность представляет осаждение радиоактивных аэрозолей из атмосферного воздуха В этом случае возможна передача радиоактивных веществ человеку по так называемой пищевой цепочке, то есть в результате употребления в пищу растений, аккумулирующих в своих тканях некоторые радиоактивные вещества, или мяса животных, питавшихся кормом, загрязненным  радиоактивными  веществами.

    Загрязненная  почва может служить местом массового выплода мух, а патогенная микрофлора может поступать из нее в открытые водоемы и подземные воды и заражать их. Причиной инфицирования и инвазии может быть и непосредственное соприкосновение с почвой, загрязненной отбросами. 

4. Основные  свойства почвы

    С гигиенической точки зрения наибольшее значение имеют следующие показатели: пористость, водопроницаемость, капиллярность, гигроскопичность, воздухопроницаемость, тепловой режим почв.

    2.1 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 а 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 ее менее 30 %. Однако размер самих пор в крупнозернистых почвах 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 8 000 раз больше водопроницаемости мелкозернистой глины. Через крупнозернистый песок в единицу времени проходит почти в 20 000 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 как неудовлетворительную.

    2.2 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    ее    продолжается до полного насыщения почвы. Чем крупнее поры почвы, тем меньше препятствий (трения) испытывает вода, фильтрующаяся через нее. 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 слоев. Разрыхление верхних слоев значительно повышает ее водопроницаемость, уплотнение почвы замедляет. Обычно через участок почвы площадью 10 см² и толщиной 10 см за 24 ч проходит: через торфяную—1 см³, суглинистую—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 возможность  использования ее для очистки сточных вод ферм, а также степень загрязнения подземных источников водоснабжения поверхностными стоками населенных мест животноводческих объектов.

    При прохождении воды через почву  некоторая ее часть всегда остается внутри почвы, задерживается ею. Способность почвы вмещать и удерживать в себе то или иное количество воды в своих порах называют влагоемкостью. Поглотительная способность почвы тем больше, чем меньше величина пор и чем больше их общий объем. Поэтому чем почва более мелкозерниста, тем больше ее влагоемкость. Tax, 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 отсырению помещений, повышает теплопроводность почвы и препятствует разложению органических веществ. Почвы с большой влагоемкостью относят к нездоровым, сырым и холодным.

    2.3 Капиллярность

      Под капиллярностью почвы понимают ее способность поднимать по капиллярам воду из нижние горизонтов в верхние. Чем почва менее зернистая, а потому и более мелкопористая, тем большее ее капиллярность, выше поднимается в ней вода. Крупнозернистые почвы поднимают воду быстрее, но не на большую высоту. В каменистой почве, в которой поры очень крупные, капиллярность равна нулю. Самой большой капиллярностью обладает наиболее мелкозернистая почва — торф. Он поднимает воду на высоту до 4—6. м. лёсс —на 2, глина—на 1,2, песок—на 0,3 — 0,5 м.

    Большая капиллярность почвы может быть причиной сыросги зданий. Фундаменты в мелкозернистой почве могут быть заложены гораздо выше уровня стояния в ней почвенных вод, но в силу ее 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. 

4. Гигроскопичность

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

    2.5 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 освещенные солнечными лучами больше задерживают влагу, чем крупнозернистые. Испарение влаги с поверхности почвы уменьшается также при наличии в ней растворенных солей, увеличивающих ее гигроскопичность, при повышенной влажности окружающего воздуха, интенсивном смачивании ее дождями и талым снегом. 

    2.6 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, растворен в почвенных водах.

    Почвенный воздух по составу значительно отличается от атмосферного: по мере углубления в почву количество кислорода снижается, он расходуется на окисление органических веществ, 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 (СН₄, 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 ее 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 ее кислородом имеют большое гигиеническое значение, связанное с биохимическими процессами окисления, протекающими в почве и освобождающими ее 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. 

    2.7 Тепловой режим 

    Почва нагревается солнцем. Тепло распределяется в почве в зависимости от ее теплоемкости, теплопроводности и радиирующей способности.

    Температура почвы значительно отличается от температуры наружного воздуха. Колебания ее в течение суток и года менее резки и по мере углубления в почву все более и более уменьшаются. Чем глубже, тем суточный и годовой максимумы температуры почвы все более запаздывают по сравнению с температурой воздуха. Зимой температура почвы намного выше температуры воздуха, а летом, наоборот, значительно ниже ее.

    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 темные 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 зимой предохраняются от холода в теплых слоях почвы. Она влияет также на физико-химические и биологические процессы, протекающие в почве.

    Определенную  угрозу для здоровья животных, особенно молодых и слабых, представляют заморозки. Их чаще наблюдают в низких местах, куда стекают 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. 
 

    3. Химический состав  почвы

    Из  химических соединений в почве по количественному отношению первое место занимает окись кремния, затем в убывающем порядке — окиси алюминия, железа;, калия, натрия. В карбонатных почвах больше, чем в других, содержится окиси кальция и магния, а в засоленных — хлористого калия, хлористого натрия. В минимальных количествах в почве присутствуют также различные микроэлементы: кобальт, медь, марганец, бор, йод, фтор, бром, никель, стронций, селен, молибден, цинк, литий, барий и др. Источником образований; неорганических соединений служат не только остатки материнской почвообразующей породы, но и разлагающиеся код действием микроорганизмов растительные, и животные органические остатки.

    Химические  соединения, находящиеся в почве, в больших количествах смываются с ее поверхности в открытые водоемы или мигрируют в глубокие почвенные слои, поступая в грунтовый поток, тем самым влияя на качественный состав хозяйственно-питьевых вод. Качественный состав и количество химических веществ в растительных кормах во многом определяются типом почвы, ее химическим составом, как постоянным, так и полученным извне. Недостаток или, значительно реже, избыток тех или других макро- и микроэлементов в почве через корма может оказывать большое влияние на состояние здоровья и продуктивность животных. 

6. Биологические свойства почвы

1. Микрофлора  почвы

      Количество микробов в почве исчисляется обычно сотнями и тысячами миллионов в 1 г. Даже в песках пустынь, где почти отсутствует влага, в 1 г почвы находится до 1 млн микробов.

    Микробное население почвы играет огромную роль в круговороте веществ в природе. Превращение веществ в такую химическую форму, в которой их могут использовать корни растений для питания, происходит непосредственно при участии микроорганизмов.

    Количество  бактерий  в почве и  их видовой  состав определяются органическим составом почвы, ее физико-химическими свойствами   (степенью    кислотности, способностью почвенных частиц адсорбировать бактерии), температурой, наличием  влаги    и воздуха    и другими причинами.

    Жизнедеятельность почвенной микрофлоры связана с разнообразными процессами образования перегноя, фосфора, серы, углерода, гнилостными, окислительными и восстановительными реакциями, с процессом самоочищения почвы и освобождения ее от органических веществ. Одним из существенных факторов, воздействующих на жизнедеятельность бактерий почвы, служит выделение некоторыми грибками, живущими в почве (Реniciliium и др.), антибиотических веществ.

    Содержание  микроорганизмов в почве изменяется в течение года: зимой количество бактерий в почве уменьшается, весной — сильно увеличивается и достигает максимума к началу лета, после чего вновь значительно снижается и  повышается  осенью.  Непосредственно  на поверхности почвы бактерий сравнительно немного, что объясняется бактерицидным действием солнечного света и высыханием почвы.

    Количество  микроорганизмов резко возрастает начиная с глубины 1 см, достигая максимума на глубине 10 см. В дальнейшем, по мере углубления в почву, оно быстро убывает. Так, уже на глубине 25 см бактерий в 10—20 раз меньше, чем на глубине 1—2 см. В почвах с хорошей фильтрующей способностью на глубине 3— 4 м и более «микроорганизмов практически нет. Бактерии задерживаются в поверхностных слоях почвы в процессе фильтрации, и по мере углубления в почву уменьшается содержание органических веществ, а также кислорода, что имеет особое значение для жизнедеятельности аэробных форм бактерий.

    Микрофлора  почвы состоит из многочисленных видов бактерий, встречаются спириллы, актиномицеты (до 20—30%). Довольно разнообразна и грибная микрофлора. Простейших обнаруживают в поверхностных слоях почвы, преимущественно на участках, богатых органическими веществами. В большом количестве имеются водоросли. 

2. Минерализация почвы

      Микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности разлагают сложные органические вещества на органо-минеральные и в конечном итоге на простые минеральные соединения. Этот процесс носит название минерализации почвы. Благодаря ему недоступные или малодоступные для корневой системы растений органические вещества переходят в усвояемую форму и, таким образом, обеспечивают плодородие почвы. С другой стороны, перевод органических соединений в минеральные связан.с очищением почвы и освобождением ее от органических отбросов.

    Это разложение может происходить как  в аэробных, так и анаэробных условиях. При аэробном разложении, протекающем с выделением тепла (тление), получаются конечные простые окисленные продукты (углекислый газ, вода, азотная и фосфорная кислоты), а при анаэробных условиях (гниение) — неокисленные (аммиак, сероводород). 

    4.3 Денитрификация 

      При ограниченном доступе кислорода, например, в почвах, обильно удобренных слаборазложившимся навозом, заболоченных, сильно уплотненных, происходит явление восстановления — денитрификация, при которой соли азотной кислоты восстанавливаются до аммиака и свободного азота. В этом процессе принимают участие многочисленные денитрифицирующие бактерии, широко распространенные в природе. Источником энергии для них служат углеводы, спирты, органические кислоты, пептон, аспарагин, мочевина и другие органические соединения.

    Денитрификация  может стать преобладающим процессом, когда нарушается воздухопроницаемость почвы, например в начальный период эксплуатации полей орошения Положительная сторона данного явления состоит в том, что при дефиците кислорода воздуха расходуется кислород нитратов, тем самым предотвращается загрязнение ими подземных зод. Часть нитратов, образовавшихся при биохимическом окислении органических веществ, усваивается корнями растений, часть подвергается денитрификации, азот нитратов используют микроорганизмы для синтетических процессов. Совокупность процессов минерализации и нитрификации обеспечивает самоочищение почвы. 

    4.4 Патогенная микрофлора  почвы 

      Среди полезных микроорганизмов в почве нередко встречаются и болезнетворные: палочки и споры сибирской язвы, палочки, рожи свиней, палочки и споры столбняка, возбудители эмфизематозного (шумящего) карбункула, ботулинистических отравлений и др. Вызываемые ими заболевания иногда называют почвенными инфекциями.