Гигиена почвы и санитарная очистка населённых мест

¹Строение и физические свойства почвы

Почва — это верхний плодородный слой земли. Она состоит из материнской породы (песок, галька, камни, глина, ил, коллоиды), органических веществ (гумус), остатков растительных и животных организмов на различных стадиях разложения, а также продуктов жизнедеятельности почвенных микробов, простейших, червей и грызунов.

Гумус — сложное органическое вещество, состоящее из клетчатки, остатков белковых и жировых веществ на различных стадиях разложения.

Специалисты-аграрии различают до 90 видов почвы, наиболее часто встречаются 7 видов: тундровые, дерново-подзолистые, серозёмы, каштановые, краснозёмы, чернозёмы.

Гигиеническая классификация включает деление на:

• глинистые,
• суглинистые,
• песчаные,
• супесчаные почвы,
• торфяники.

Физические свойства почвы:

• пористость,
• воздухопроницаемость,
• водопроницаемость,
• влагопроницаемость,
• капиллярность,
• температура,
• почвенная фауна.

²Значение почвы в жизни человека и экосистем

Почва является частью окружающей среды (литосферы) и выполняет множество функций:

• влияет на качество воды закрытых и открытых источников;
• влияет на состав атмосферного воздуха — обогащает его CO₂, радоном, продуктами гниения, брожения, окисления (H₂S, SO₂, SO₃, NO, NO₂, NH₃, индолом, скатолом, формальдегидом, меркаптанами и др.);
• участвует в круговороте веществ в природе: в ней идёт распад органических соединений на простые вещества (минерализация) и синтез новых веществ;
• является местом обитания микробов, простейших, вирусов, яиц гельминтов;
• служит источником микроэлементов — при их недостатке или избытке возникают эндемические заболевания;
• участвует в климатообразовании (континентальный климат — резкие колебания температуры, сухой воздух);
• является местом захоронения трупов человека, животных, радиоактивных веществ, химикатов;
• служит источником растительной пищи, кормов для животных и птицы;
• используется для строительства жилья и общественных зданий, сооружений.

³Эндемическое значение почвы. Биогеохимические провинции

Под влиянием геологического формирования земной коры и природных катаклизмов формируются естественные биогеохимические провинции — территории с повышенным или пониженным содержанием активных микроэлементов (фтор, йод, стронций и др.). Это приводит к развитию заболеваний природно-очагового характера, называемых эндемичными.

Такие аномалии возникли в процессе исторического формирования земной коры под действием экстремальных природных явлений: вспышки на Солнце, вулканическая деятельность, землетрясения, активная циклоническая и антициклоническая деятельность.

Наиболее часто встречающиеся заболевания:

• эндемический зоб (нехватка йода),
• кариес (дефицит фтора),
• флюороз (избыток фтора),
• стронциевый рахит (избыток стронция).

Искусственные биогеохимические провинции — это районы, которые появились в связи с высоким уровнем промышленных выбросов, сточных вод, твёрдых отходов, использованием пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растений. Они характеризуются высоким уровнем заболеваемости, врождённых уродств и аномалий развития, нарушением физического и психического развития, деградацией окружающей среды и снижением самоочищающей способности почв. Отравления носят как хронический, так и острый характер.

⁴Эпидемиологическое значение почвы

1. Почва является благоприятной средой для многих патогенных микроорганизмов. Через неё передаются:

• кишечные инфекции (брюшной тиф, сальмонеллёз);
• вирусные инфекции (гепатит А, полиомиелит);
• зоонозы (бруцеллёз, туляремия);
• анаэробные инфекции (газовая гангрена);
• пылевые инфекции (туберкулёз);
• гельминтозы (аскаридоз, трихоцефаллёз).

1. Загрязнённая отбросами почва служит местом обитания и размножения грызунов, мух, блох и москитов, которые являются переносчиками болезней.

⁵Самоочищение почвы: процессы и этапы

Самоочищение почвы — это сложный и длительный биологический процесс, в результате которого органические вещества превращаются в воду, кислород, минеральные соли и гумус, а патогенные вещества отмирают.

Основные процессы идут с участием микроорганизмов, простейших и червей:

• гумификация + минерализация (при доступе O₂ или без доступа O₂);
• вспомогательные процессы: фильтрация, вымывание, связывание и образование комплексных соединений, улетучивание.

Микробы живут долго в загрязнённой органическими выбросами почве — от 100 до 400 дней. Сохранение и способность к прорастанию спор могут достигать 10 лет и более.

Превращение органических веществ:

• Белки → аммонификация (с O₂: аминокислоты + аммиак и его соли + кислоты жирного и ароматического ряда; без O₂: индол, меркаптаны, сероводород) → нитрификация (нитраты, сульфаты, фосфаты, карбонаты).
• Жиры: с O₂ → CO₂ + H₂O; без O₂ → CO₂ + H₂O + дурнопахнущие жирные кислоты.
• Углеводы: с O₂ → CO₂ + H₂O; без O₂ → CO₂ + H₂O + метан + другие дурнопахнущие газы.
• Гумус (перегной) состоит из гемицеллюлозы, жиров, органических кислот, минеральных веществ, протеиновых комплексов.

⁶Классификация отходов

Отходы — это вещества или смеси веществ, признанные непригодными для дальнейшего использования в рамках имеющихся технологий или полученные после бытового использования продукции.

Все виды отходов делятся на 2 группы: твёрдые и жидкие.

Твёрдые отходы:

• промышленные выбросы,
• кухонные и хозяйственные отходы,
• домовой мусор,
• остатки пищи, отходы пищевых предприятий, навоз,
• уличный смет,
• отходы ЛПУ,
• радиоактивные отходы.

Жидкие отходы:

• промышленные стоки,
• нечистоты из выгребных ям,
• помои (мытьё, стирка, уборка),
• атмосферные осадки, талые воды, полив улиц.

Промышленные отходы:

• жидкие: утилизируемые / неутилизируемые;
• твёрдые: утилизируемые / неутилизируемые.

Утилизируемые отходы используются как топливо, стройматериалы, удобрения, вторичное сырьё. Неутилизируемые подлежат захоронению.

Классы токсичности промышленных отходов:

• I класс – нефтемаслоотходы (сжигают);
• II класс – органические загрязнения, жидкие отходы (выпаривают и оставляют в котловане);
• III класс – жидкие отходы с кислотами;
• IV класс – условно твёрдые отходы, пасты;
• V класс – особотоксичные яды (хранят в металлических герметичных контейнерах с толщиной стенок 10 мм и укладывают в бетонный короб).

⁷Санитарная очистка населённых мест: этапы и методы

Санитарная очистка включает мероприятия по сбору, транспортировке, обезвреживанию и утилизации отходов.

Виды мероприятий:

• Технологические – по уменьшению количества отходов и их обезвреживанию.
• Организационно-планировочные – выбор методов обезвреживания, территории, СЗЗ, транспорта, схем движения, создание условий для оплаты работ.
• Законодательные и административные.
• Санитарно-технические (очистка населённых мест).

Причины загрязнения почвы:

• рост количества отходов;
• неудовлетворительное состояние (износ) и дефицит машин для удаления;
• отсутствие условий для мытья и дезинфекции мусоросборных контейнеров;
• отсутствие в ряде мест канализации, выливание помоев на территорию;
• неудовлетворительное состояние канализационных сетей;
• медленный переход на современные модели очистки;
• возникновение несанкционированных свалок.

⁸Очистка от твёрдых отходов: сбор, транспортировка, обезвреживание

Этапы очистки от твёрдых отходов:

1. Сбор:

• планово-подворный метод (в дворовые мусоросборники);
• планово-поквартирный метод (жители выносят мусор непосредственно в мусоровоз).

1. Транспортировка – специализированные машины (мусоровозы, контейнеровозы).
2. Обезвреживание:

• утилизационные методы (биотермические, мусоропереработка);
• ликвидационные методы.

Основные методы обезвреживания:

• Ликвидационные – только обезвреживание (захоронение в землю, сброс в море, сжигание без использования тепла).
• Утилизационные – обезвреживание + использование ценных частей отбросов (компостирование, биотермические камеры).

По технологической сущности методы делятся на:

• биотермические (компостирование, биотермические камеры, усовершенствованные свалки-полигоны, мусороутилизационные заводы);
• термические (мусоросжигание, пиролиз) и другие.

⁹Биотермические методы обезвреживания твёрдых отходов

Биотермические методы основаны на создании условий, при которых в мусоре развиваются термофильные микроорганизмы (спорообразующие грамположительные бактерии и актиномицеты). Температура в отбросах повышается до 50–70 °С, при этом гибнут вегетативные формы патогенных бактерий, вирусы, простейшие, яйца гельминтов, яйца и личинки мух. Органические вещества разлагаются до простых соединений, образуя ценное удобрение — гумус, безопасное в санитарном отношении.

Компостирование:

• Может проводиться на отдельных участках и в крупном масштабе (поля компостирования).
• На усадьбах: на подготовленную площадку (утрамбованная глина) укладывают слой компостирующего материала (торф, земля, созревший компост) толщиной 15 см, затем слой мусора 15 см, затем снова компостирующий материал и т.д. Высота штабеля — 1,5 м, ширина — до 2 м. Штабель покрывают соломенными матами или землёй.

Поля компостирования:

• Устраивают на расстоянии не менее 300 м от жилых зданий.
• Штабеля длиной 10–25 м, высотой 1,5–2 м, на расстоянии 3 м друг от друга, сверху и с боков покрывают землёй (10–20 см) или компостом.
• Территория окружена отводной канавой с валом и обсажена деревьями и кустарником. На 1000 жителей требуется 0,13 га.

Биотермические камеры:

• Обезвреживание бытовых отходов закрытым способом. Температура 65–70 °C в течение 24–30 дней. Срок компостирования: летом 40 дней, зимой 60 дней. Для ускорения (до 12–20 дней) подают подогретый воздух. Объём камер от 2 до 26 м³.

Усовершенствованные свалки (полигонное захоронение):

• Устраивают на расстоянии не менее 1000 м от жилой зоны. Используют карьеры, котлованы, овраги или рвы глубиной 0,5–0,7 м. Мусор в тот же день засыпают 25–30 см слоем земли, поверхность утрамбовывают катками. Территорию озеленяют и не застраивают до завершения минерализации.

¹⁰Мусоросжигание и требования к методам утилизации

Мусоросжигание проводится в специальных печах при температуре 500–1000 °С. Печи должны располагаться на расстоянии не менее 300 м от жилых кварталов. Обезвреживание происходит радикально и быстро, удешевляется транспорт, не требуются большие земельные участки. Однако при сжигании могут загрязняться атмосферный воздух и почва.

Требования к методам утилизации:

• безопасность отходов после обезвреживания в эпидемическом и химическом отношении;
• быстрота обезвреживания;
• предотвращение развития мух и грызунов;
• превращение органических веществ в гумус и минеральные вещества без загрязнения воздуха (индол, скатол, H₂S, меркаптаны);
• отсутствие загрязнения подземных и поверхностных вод;
• максимальное и безопасное использование полезных свойств отходов.

¹¹Очистка от жидких отходов (сточные воды)

Виды сточных вод:

1. Бытовые – физиологические выделения, кухонные стоки, жидкий домовой мусор. Содержат растворимые и нерастворимые вещества, минеральные и органические соединения, много микрофлоры.
2. Промышленные – состав зависит от вида промышленности (технологическая вода, вода для охлаждения агрегатов, вода вспомогательных цехов). Могут содержать токсичные вещества.
3. Сельскохозяйственные – стоки с ферм, птицефабрик, мастерских (много органики, микроорганизмов, ядохимикатов, удобрений, остатков кормов).
4. Сток с поверхности населённых пунктов, промышленных площадок, эродированных земель – очень загрязнён, зависит от метеоусловий, благоустройства, транспорта, урбанизации.

Системы отведения:

• Вывозная система
• Канализация: сеть внутренняя → наружная → внутриквартальная → бассейны → коллекторы → очистные сооружения.

Этапы водной очистки:

1. Механическая очистка (песколовки вертикальные, горизонтальные, аэрируемые).
2. Отстаивание (первичные отстойники горизонтальные, вертикальные, радиальные + предварительная аэрация + биокоагуляция).
3. Биологическая очистка (биофильтры, биологические пруды, аэротенки).
4. Обеззараживание хлорированием.
5. Обеззараживание осадка (ила) – в метатенках.

На небольших станциях очистки применяют:

• септики простые,
• септики, совмещающие аэротенки + метатенки,
• поля подземной фильтрации,
• фильтрующие колодцы,
• установки подземной аэрации (аэротенки),
• двухъярусные отстойники.

¹²Почвенные методы очистки сточных вод

Поля фильтрации (коммунальные поля орошения, земледельческие поля орошения):

• На поверхности частиц почвы образуется биоплёнка, затрудняющая самоочищение.
• Необходима активная аэрация.
• Доза полива должна соответствовать возможностям самоочищения почвы.
• Возможно загрязнение грунтовых вод.
• Количество микробов уменьшается на 95–99%.
• Требуются большие площади (равные площади города).
• Участки отводятся за пределами населённого пункта, с подветренной стороны, на расстоянии не менее 1 км, огораживаются валом, канавой и полосой зелёных насаждений.

Поля ассенизации:

• Обезвреживание нечистот + выращивание сельскохозяйственных культур.
• Территорию делят на несколько полей. В течение года одно поле заливается (1 м³ нечистот на 10 м²), остальные используют для выращивания культур. В первые два года после залива сеют кормовые травы, злаки, кормовую свёклу, на 3-й год — овощные культуры (кроме сырых овощей). Устраивают 3–4 поля, минерализация за 2–3 года.

Поля запахивания:

• Только обезвреживание нечистот (без выращивания культур).
• Разбиваются на 2 участка. В первый год заливают 1-й участок (2 м³ нечистот на 10 м²), во второй год — 2-й участок, на 1-м идёт минерализация. В следующем году назначение полей меняется.

¹³Гигиеническая характеристика отходов лечебно-профилактических учреждений

Структура медицинских отходов многопрофильного стационара:

• 42% — текстиль,
• 28% — пищевые продукты,
• 23% — бумага, картон,
• 5% — полимерные материалы,
• 2% — прочее.

Классификация медицинских отходов (по степени эпидемиологической, токсикологической и радиационной опасности):

• Класс А – эпидемиологически безопасные отходы, по составу приближенные к твёрдым бытовым отходам.
• Класс Б – эпидемиологически опасные отходы.
• Класс В – чрезвычайно эпидемиологически опасные отходы.
• Класс Г – токсикологически опасные отходы 1–4 классов опасности.
• Класс Д – радиоактивные отходы.

Система сбора, временного хранения и транспортирования медицинских отходов включает соответствующие этапы для каждого класса (регламентируются отдельными санитарными правилами).

¹⁴Заключение

Почва является важнейшим компонентом окружающей среды, влияющим на качество воды, воздуха, пищевых продуктов и здоровье населения. Её загрязнение приводит к эндемическим заболеваниям, распространению инфекций и гельминтозов, ухудшению санитарных условий жизни. Санитарная очистка территорий — это комплексная система, включающая сбор, транспортировку, обезвреживание и утилизацию твёрдых и жидких отходов. Эффективное применение биотермических, термических и почвенных методов очистки позволяет минимизировать риск для здоровья населения и окружающей среды. Особого внимания требуют отходы лечебно-профилактических учреждений, которые подлежат строгой классификации и специальным правилам обращения.