CC BY
16
Производительность полевой почвы обусловливается внесением в нее удобрений и культивированием трав, необходимых для восстановления структуры почвы, а следовательно, для устранения распыленно-ста почвы.
Практикой земледелия разработаны нормы навоза, вносимого в почву. При чрезмерных количествах внесенного удобрения в почве создаются «такие концентрации почвенного раствора, при которых не только растения должны были бы выгорать, но даже семена растений в такой почве не могли бы прорасти» (В. Р. Вильяме). Исходя из этих соображений, мы и предлагаем схему оценки санитарного состояния почв и земель населенных мест на основе санитарного числа (см. таблицу).
Схема оценки санитарного состояния почв и земель населенных мест
Санитарное число С Состояние почвы и земли
Менее 0,70 ...... От 0,70 до 0,85 . . . . От 0,85 до 0,98 . . . . Более 0,98....... Сильно загрязненные Умеренно загрязненные Слабо загрязненные Практически чистые
На основании проведенных экспериментальных работ по изучению химических показателей загрязнения и самоочищения почв подзолистого типа, различного механического состава при загрязнении различными отбросами и в различных количествах, а также большого аналитического материала, полученного для почв разных типов и компостов, мы можем сделать следующие выводы:
1. Химическим показателем загрязнения и самоочищения почв подзолистого типа и «почв» населенных мест может явиться частное от деления количества «почвенного белкового» азота к количеству органического азота, названного нами «санитарным числом».
2. «Санитарное число» как показатель загрязнения и самоочищения почв и земель населенных мест применимо для оценки санитарного состояния почв всех типов Советского Союза без сопоставления с незагрязненной почвой.
3. Химическими показателями процессов разложения азотсодержащего органического вещества, загрязняющего почвы и земли населенных мест, являются аммиачный азот и нитратный азот.
Ъ
Л '
Л. А. Кожинова
Самоочищение городской почвы
Из Института общей и коммунальной гигиены АМН СССР
Почва населенных мест издавна привлекала внимание гигиенистов как среда, влияющая на здоровье человека. В санитарно-гигиенической литературе имеется большое число исследований, посвященных изучению санитарного состояния почвы населенных мест (Силич, Бубнов, Блауберг, Лялин, Лось, Могилевчик и Остапеня, Винокуров, Хлебников и др.).
з»
19
Рядом исследований (Белоусов, Драчев и Скопинцев, Бабаянц, Коротченок и Смирнова, Хлебников, Розов и Терентьева и др.) изучалась также способность почвы к самоочищению, причем учитывался состав как почвы, так и вносимого в почву загрязнения. О процессе разложения в почве органических загрязнений (главным образом нечистот) авторы судили на основании принятого в санитарной практике метода сравнения химического состава почв загрязненных и незагрязненных.
При изучении как санитарного состояния почвы населенных мест, так и ее способности к самоочищению раньше пользовались главным образом химическими показателями: содержание азота, углерода, хлоридов, аммиака, азотной кислоты. В настоящее время применяются бактериологические показатели: общее число микроорганизмов и группы Bact. coli.
Процесс самоочищения почвы обусловливался главным образом климатическими условиями, составом почвы, водно-воздушным режимом, количеством внесенного загрязнения. По исследованиям Белоусова, Ба-баянца, Хлебникова, Перцовской, Кононовой и др., изучавших подзолистые почвы средней полосы Советского Союза, различные по механическому составу, самоочищение почвы протекало в течение 2—4 лет. В условиях Средней Азии, по данным Коротченка и Смирновой, самоочищение серозема, загрязненного нечистотами, происходило в течение одного года, а самоочищение загрязненного нечистотами чернозема. пс данным Розова и Терентьевой (УССР), протекало, в зависимости от количества нечистот, в 2—3 года.
Из приведенных данных видно, что процесс самоочищения изучался на почвах полей, используемых обычно в сельском хозяйстве. Работ же, посвященных изучению способности к самоочищению почвы населенных мест, представляющей, например, в городах смесь почвенных горизонтов со строительным щебнем и отбросами и лишь условно называемой «почвой», в санитарно-гигиенической литературе не имеется.
Городская «почва», несмотря на своевременную вывозку твердых отбросов и действующую канализацию жилых домов, все же в известной мере загрязняется. Загрязнение земельных участков с неканализо-ванными домовладениями достигает значительной степени. Поэтому представляло интерес изучить способность к самоочищению именно городской «почвы», предохранив ее на время опыта от дальнейшего загрязнения.
Исследование проводилось нами на опытном участке во дворе института, почва которого представляет собой смесь горизонтов подзолистой песчаной почвы со строительным щебнем и отбросами. Опытный участок был разбит на делянки, из которых о;дни были загрязнены богатым по содержанию азота органическим веществом (экскременты птицы из расчета 8 кг на 1 м2), а в другие загрязнение не вносилось.
Опытные делянки с распределенными по их поверхности загрязнениями были перекопаны и заборонованы. Делянки, не получившие загрязнения, также были перекопаны и заборонованы. Наблюдения проводились в течение 4'/2 месяцев (с 10.VI по 21.Х.1948 г.). Забор проб для химического и бактериологического анализа производился подекадно буром Некрасова с глубины 0,25 м.
Химический анализ образцов почвы заключался в определении влажности, реакции среды, хлоридов, азота аммиака, азота нитратов, органического углерода, органичеокого азота, гигроскопической воды и почвенного белкового азота. Принцип метода определения почвенного белкового аэота заключается в осаждении устойчивых продуктов разложения и синтеза азотсодержащих органических веществ гидратом окиси меди. Азотсодержащее ооганическое вещество в почве в про-
цессе разложения и синтезирующей деятельности микроорганизмов превращается в почвенный белок, представляющий собой гумус и белок микробных тел.
Методом Кьельдаля в почве обычно определяется сумма азота аммиака (минерального) и азота органического. Для вычисления азота органического необходимо из полученной суммы вычесть количество азота аммиака (минерального), найденного в солевой вытяжке и исчисленного на 100 г почвы.
Как указывает Н. И. Хлебников, «санитарное число» позволяет характеризовать без сопоставления с контролем «почву» населенных мест, представляющую собой смесь почвенных горизонтов с отбросами. Обычно при изучении городских «почв» сравнивают полученные цифры с данными почвы контрольной, полевой. Но такой метод оценки неправилен, так как в городе — населенном пункте чаще всего имеется смесь почвенных горизонтов, а почва полей представляет собой нормальную почву со всеми присущими ей генетическими горизонтами.
Бактериологический анализ почвы состоял в определении общего числа микроорганизмов, группы Bact. coli и нитрифицирующих бактерий.
Как взятие проб, так химический и бактериологический анализ производились обычными методами.
Из анализа городской «почвы», не получавшей свежего загрязнения (табл. 1), видно, что содержание органического вещества почвы в процессе самоочищения снизилось в конце опытного периода до 66% для органического углерода и до 75% для органического азота. В начале опыта содержание почвенного белкового азота составляло 90%, в конце—96%.
Влажность была ниже оптимальной для процесса разложения, который к тому же протекал при pH городской «почвы» выше 7,0 почти во все периоды наблюдения.
Таблица 1. Данные химического анализа городской „почвы"
Дата исследования зс CL Влажность в % Азот аммиака в мг/ЮО г Азот нитратов в мг/ЮО г Азот органический в мг/КО г Почвенный белковый азот в мг/ЮО г Углерод органический в % Хлориды в мг/ЮО г
10. VI 7,62 11,69 1,33 1,27 115 104 1,54 4,86
19.VI 7,44 10,24 0,83 1,62 100 93 1,51 3,47
21.VII 7,19 11,85 0 0,97 99 90 1,45 0
21.VIII 6,93 10,76 0 1,56 96 89 1,16 0,99
20.IX 7,20 13,56 0 1,32 94 88 1,08 о 1 о , 1
21.Х 7,13 14,0 0 1,С0 87 83 1,03 3,68
Реакция почвы объясняется присутствием в ней солей кальция, занесенных со строительным мусором. Содержание хлоридов в городской «почве» находилось в зависимости от количества выпавших атмосферных осадков. Так, в июле мы имели наибольшее количество осадков, под влиянием которых хлориды вымылись в нижележащие горизонты почвы; в последующие сроки наблюдения обнаружено большее количество хлоридов в результате капиллярного поднятия почвенного раствора из нижних горизонтов почвы в верхние.
Приведенные данные о содержании органического углерода, орга-
нического азота, аммиачного и нитратного азота в городской «почве» говорят о том, что за период наблюдения, продолжавшийся с 10.VI по 21.Х, имел в ней место процесс разложения азотсодержащего органического вещества. В результате количество органического вещества значительно снизилось. Отсутствие контроля, с которым можно было бы сравнивать полученные данные, не позволяет нам на основании содержания органического углерода и органического азота решить вопрос об окончании процесса самоочищения почвы. Для решения этого вопроса мы вычислили «санитарные числа» для указанных сроков наблюдения по формуле, предложенной Н. И. Хлебниковым:
где А — количество почвенно-белкового азота (ь мг/100 г), В — количество органического азота (в мг/100 г) и С — «санитарное число».
Санитарное число городской почвы 10.VI было 0,90, 19^1—0,93, 21^11—0,91, 21.VIII—0,93, 20.1Х—0,94 и 21.Х—0,96. Увеличение санитарного числа к концу опыта с 0,90 до 0,96 указывало на большее загрязнение почвы в начале опыта. Согласно приводимой табл. 2, составленной Н. И. Хлебниковым для оценки санитарного состояния почвы, почву с таким санитарным числом следует считать слабо загрязненной.
Таблица 2
Санитарное число (С) Состояние почвы, земли
Почвы, земли То же • » « ■ Менее 0,70 от 0,70 до 0,85 от 0,85 до 0,98 Более 0,98 Сильно загрязненные Умеренно загрязненные Слабо загрязненные Практически чистые
Данные бактериологического анализа той же городской «почвы» представлены в табл. 3. Общее число микроорганизмов в первый период наблюдения было значительно меньше по сравнению с двумя последующими, что объясняется, по нашему мнению, улучшением водно-воздушного режима городской «почвы», подвергшейся перекопке. Улучшение водно-воздушного режима городской «почвы» при наличии легкоподвижных форм органического вещества и минерального азота способствовало размножению микроорганизмов. В последний период наблюдения количество микроорганизмов резко снизилось. Так, в первые два срока наблюдения коли-титр составлял 0,0001, что указывает на интенсивное загрязнение; в последующие сроки наблюдения он повысился до 0,1, что говорит о слабом загрязнении почвы. Титр нитрифицирующих бактерий в начале опыта был равен 1,0, а к концу опытного периода снизился до 0,1, что указывает на происходящий процесс нитрификации, подтверждаемый также найденными количествами нитратного азота.
На основании данных бактериологического исследования городской «почвы», как на основании химического анализа, мы заключаем, что городская «почва», не подвергавшаяся во время опыта добавочному загрязнению, в начале наблюдения являлась загрязненной. На основании тех же показателей городскую «почву» в последний срок наблюдения следует считать слабо загрязненной.
Таблица 3
Дата исследования Коли-титр Титр нитрифицирующих бактерий Общее число микроорганизмов в 1 г
10.VI 0,0001 1.0 890 000
19.VI 0,0001 1,0 2 500 000
21.VII 0,01 0,1 1 200 000
21.VIII 0,01 0,1 800 000
20.IX 0,1 0,01 650 000
21.X 0.1 0,1 180 000
В табл. 4 представлены данные химического анализа городской «почвы», загрязненной богатым по содержанию азота органическим веществом (экскременты птиц).
Таблица 4
к X Z а О =( Н g а J0 н и о И СО pa GO s [_ |о £ u" 8 s зот нитратов мг/IOj г 5Я s g - 11 . « X 2 ZJ « , a o <- о 4 P cor o ~ H u o== s • V. О РЗ о^ U Си со о g* О X О. и CJ V и = —
еЗ = а. га < m < ю s o o <, я о >> X x в
lu.VI >8 14.15 18,49 0,37 218 158 2,49 24,12
19.VI 7,40 16,44 10,07 5,59 193 137 2,41 12,07
21.VII 7,28 17,0 1,40 29,76 189 137 2,20 1,59
21. VIII 7,21 13,11 0 46,29 186 139 2,04 1,81
20. IX 7,21 17,03 0 21,12 175 144 1,96 5,75
21.Х 7,4 19,15 0 7,47 173 157 1,54 6,18
Так, по органическому углероду <и по органическому азоту превышение составляло соответственно 60 и 90% (см. табл. 1) по сравнению с содержанием их в городской, не получавшей загрязнения «почве», которое принято за 100.
Органическое вещество экскрементов в течение опытного периода подверглось интенсивному процессу разложения, в результате чего содержание его в конце наблюдения значительно снизилось.
Процесс самоочищения почвы сопровождался образованием значительных количеств аммиачного азота в первый и второй срок наблюдения и незначительных количеств в июльском наблюдении. В последующие наблюдения азот аммиака не определялся. Нитратный азот в больших количествах был найден в третьем, четвертом и пятом наблюдении, что совпало с затуханием и окончанием процесса аммонификации.
Содержание хлоридов в загрязненной городской «почве», значительное в начале опыта, к концу периода наблюдения уменьшилось в 4 раза, что объясняется вымыванием их атмосферными осадками по вертикали в нижележащие горизонты. Процесс самоочищения почвы протекал при реакции среды, равной 7,11—8.
Определение для принятых нами сроков наблюдения «санитарных чисел» юродской «почвы», загрязненной экскрементами, выявило резкое их снижение после внесения загрязнения. Санитарное число 10.У1
было равно 0,72, 19.У1—0,71, 21.УП—0,73, 21.У1Н—0,75, 20.1Х—0,82 и 21.X—0,91. В процессе самоочищения санитарное число возрастало и в конце опытного периода оно было равно 0,91, т. е. органический азот почвы был на 91 % представлен почвенным белковым азотом.
Из данных бактериологического анализа следует, что общее число микроорганизмов в первые два срока наблюдения значительно меньше, а в последующие два срока количество их значительно возрастает.
Коли-титр, чрезвычайно низкий в первые два срока наблюдения, указывает на сильное загрязнение почвы; в последующее время, судя по коли-титру, почву следует считать слабо загрязненной.
При сопоставлении данных бактериологического анализа с данными химического видно, что в июле количество азота аммиака резко уменьшилось по сравнению с предыдущими сроками наблюдения, в связи с чем коли-титр соответственно повысился. Титр же нитрифицирующих бактерий снизился до 0,001, что указывает на интенсивный процесс нитрификации в городской «почве».
Путем химического анализа в эти сроки наблюдения были выявлены большие количества нитратного азота и отсутствие легко подвижных форм органического вещества (по отсутствию аммиачного азота).
Таким образом, установленная нами химико-бактериологическая параллель в процессе разложения органического вещества в городской «почве» является показателем ее санитарного состояния.
Выводы
1. В городской «почве», являющейся смесью почвенных горизонтов со строительным мусором и отбросами, биохимические процессы разложения и синтеза органического вещества протекают достаточно интенсивно.
2. «Санитарное число» и коли-титр являются надежными показателями санитарного состояния городской «почвы», а аммиачный и нитратный азот — показателем хода процессов разложения в ней органического вещества.
3. При самоочищении городской «почвы» наблюдается определенная закономерность между санитарно-показательными микроорганизмами (группа кишечной палочки, нитрифицирующие) и химическими показателями (аммиак, нитраты).
4. Установленная параллель между химическими и бактериологическими показателями свидетельствует о нормально протекающих процессах самоочищения почвы.
5. Самоочищение, городской «почвы» по химическим и бактериологическим показателям за 4'/г месяца наблюдения полностью не закончилось.
# -К
А. Е. Малышева
Радиационное охлаждение человека и защитная
роль одежды
Из Института гигиены труда и профессиональных заболеваний АМН СССР
Вопрос о различиях в действии лучистого и конвекционного тепла был выдвинут В. А. Левицким и получил значительное развитие в работах его сотрудников (А. А. Летавет, А. Е. Малышева, Э. Б. Кур-ляндская, А. П. Бружес, И. А. Зайдшнур и др.).
