Temat: Właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleby. Zanieczyszczenia gleby i skutki dla zdrowia człowieka (szczególnie dziecka).

              Glebą nazywamy warstwę powierzchniową, pokrywającą skorupę ziemską do 1km w głąb ziemi. Powstała ona i stale powstaje, wskutek działania czynników atmosferycznych, takich jak: wiatr, deszcz, nasłonecznienie. Gleba ma duże znaczenie dla zdrowia ludzkiego, ponieważ z niej otrzymujemy pożywienie i wodę do picia. Do gleby usuwamy nieczystości, śmieci i wszelkiego rodzaju odpadki oraz grzebiemy w niej zwłoki ludzi i zwierząt. Ulegają one rozkładowi na pierwiastki chemiczne, które następnie są wykorzystywane i służą do budowy, wzrostu i życia roślin, drzew, pleśni i bakterii.

Gleba ma następujący skład:

-          materia organiczna (5%);

-          minerały (45%);

-          woda (25%);

-          powietrze (25%).

Właściwości fizyczno-mechaniczne gleby

              Gleba zbudowana jest z ogromnych ilości cząsteczek (ziarenek), pomiędzy którymi znajdują się przestrzenie wolne, tzw. pory. Wielkość, układ i rodzaj tych cząsteczek mają decydujący wpływ na procesy przebiegające w glebie. Zależnie od tego, z jakim rodzajem gleby mamy do czynienia, wielkość cząsteczek będzie różna.

Cechy fizyczno-mechaniczne gleby:

Gęstością gleby nazywamy masę jednego metra sześciennego suchej gleby, nienaruszonej strukturalnie. Jest zależna od uziarnienia oraz struktury gleby.

Porowatość jest to stosunek ogólnej objętości wolnej przestrzeni do objętości ziaren, wyrażany w procentach. Porowatość gleby jest odwrotnie proporcjonalna do wielkości cząsteczek. Im większe cząsteczki, tym mniejsza porowatość i odwrotnie.

Zwięzłość – jest to siła, będąca miarą spojenia cząsteczek. Mierzy się ją poprzez określenie siły potrzebnej do ich rozdzielenia.

Plastyczność – jest cechą umożliwiającą przybieranie glebie różnych kształtów, gdy jest wilgotna. Jest zależna od wielkości cząsteczek.

Lepkość – jest wyrażana zdolnością przylegania gleby. Zależy od składu mechanicznego oraz wilgotności gleby.

Pęcznienie, kurczenie – zachodzi w glebach zawierających dużo cząstek koloidalnych. Zwiększenie objętości przez gęstość, przy nawilgotnieniu to właśnie pęcznienie, a kurczenie przebiega w drugim kierunku.

Cieplne właściwości – mają związek z przewodnictwem i pojemnością cieplną. Intensywność nagrzewania oraz szybkość utraty ciepła gleby mają związek z barwą oraz wilgotnością tej gleby. Ciepło może dostarczać słońce, procesy biologiczne i powietrze.

Barwa jest cechą zmieniającą się zależnie od nasłonecznienia, stopnia rozdrobnienia i wilgotności. Barwa gleby jest zależna od barwy swoich części składowych. Czerń nadaje próchnica; żelazo II wartościowe szaro-zielonkawą i niebieską, a III wartościowe żółtą, szarą i rdzawoczerwoną. Chłonność ciepła, a także jego przewodnictwo po części zależą od barwy.

Chłonność wody polega na tym, że woda z opadów atmosferycznych zostaje w znacznych ilościach zatrzymana w glebie. Do podłoża skalnego przychodzą dopiero ilości nadmiarowe, których gleba nie może już pochłonąć. W ten sposób gleba staje się magazynem wody dla roślin na czas suszy między deszczami.

Wodne właściwości.

Woda może przyjmować różne postacie:

l      wolną, kiedy przepływa z góry w dół gleby, determinowana własną masą;

l      kapilarną, wnikającą do najcieńszych kanalików glebowych. Jest rezerwuarem wilgoci w glebie i porusza się w każdym kierunku;

l      błonkową, trudno dostępną dla roślin;

l      higroskopową, silnie związaną i dostającą się do gleby z atmosfery. Jest obecna w ciężkich oraz próchniczych typach gleb;

l      molekularną, która zatrzymuje się na cząsteczkach gleby, w wyniku działania sił adhezji. Jest zależna od typu występujących w glebie koloidów;

l      pary wodnej, znajdującej się w porach i będącej częścią składową powietrza glebowego.

Przepuszczalność gleby zależna jest od szybkości przechodzenia wody przez glebę. Naturalnie zależy to od grubości uziarnienia. Im uziarnienie jest większe, tym jest większa szybkość przesączania wody.

Przewiewność gleby jest bardzo ważną cecha warunkująca przechodzenie powietrza i gazów do gleby. Zdolność przepuszczania powietrza i natlenienia gleby ma duże znaczenie w procesach samooczyszczania, tzn. przy rozkładaniu nieczystości usuwanych do gleby.

Włoskowatość polega na wznoszeniu się wody do góry wbrew działaniu siły ciężkości. Szczelinki miedzy ziarenkami tworzą jak gdyby układ rurek włoskowatych, którymi podnosi się woda ponad lustro wody podziemnej. Włoskowatość (kapilarność) gleby jest tym większa, im mniejsze są pory. Przyczynia się ona nieraz do zawilgocenia ścian budynku. Ściany budynków powinny być dobrze izolowane, aby woda nie mogła się do nich przedostać. Przy złej izolacji zawilgocenie ścian może przechodzić czasami nawet do wysokości kilku pięter.

Właściwości chemiczne gleby

              Najczęstszymi składnikami nieorganicznymi gleby są związki krzemu (SiO2), związki glinu (Al), a także domieszki związków żelaza (Fe), wapnia (Ca), magnezu i innych. Krzem (Si) występuje w 60 do 90 % pod postacią krzemionki. Glin (Al) występuje w granicach 5 do 12%. Natomiast wapń (Ca) w postaci węglanu wapnia (CaCO3). Zawartość węglanu wapnia waha się pomiędzy ilościami śladowymi, a kilkudziesięcioma procentami. Pozostałe pierwiastki mogą sięgać najwyżej 1% zawartości.

              Najważniejsze mikroelementy gleby to: fluor, jod, kobalt, mangan, które przez rośliny i wodę dostają się do organizmów ludzi oraz zwierząt i odgrywają dużą rolę w regulowaniu niektórych czynności życiowych w ustroju.

              Poza związkami nieorganicznymi spotykane są w glebie, z odprowadzanych przez człowieka nieczystości i odpadków oraz samoistnego rozkładu roślin, liczne związki organiczne, jak białka, węglowodany i tłuszcze. Dzięki obecności w glebie związków organicznych podlegających rozkładowi możliwy jest szybki wzrost bogatej roślinności. Związki organiczne w glebie zwane są także humusem lub próchnicą.

Właściwości biologiczne gleby

              W górnych warstwach gleby najwięcej jest bakterii. Poza tym mogą znajdować się w niej robaki, pleśnie, grzyby, pierwotniaki, glony.

              Liczba bakterii zależna jest od zawartości składników, które służą im za pokarm, oraz od wilgotności gleby, np. gleba na pustyni nie zawiera prawie wcale bakterii. Gleba uprawna, nawożona wydalinami, w warstwach powierzchniowych zawiera ogromne ich ilości. W glebie piaszczystej, nie uprawianej, liczba bakterii wynosi od 10 do 150 w 1g. Im głębiej, tym zawartość bakterii w glebie jest mniejsza.

              Większość to bakterie saprofityczne, które maja duże znaczenie w procesach oczyszczania gleby. Głównie dzięki nim zachodzą w glebie procesy unieszkodliwiania, czyli rozkładu, zakopanych nieczystości i odpadków. Rozkladowi substancji organicznych sprzyja przewiewność gleby, która jednocześnie wpływa na rozmnażanie się drobnoustrojów.

              Z bakterii chorobotwórczych obecnych w glebie należy wymienić bakterie zarodnikujące, tzn. wytwarzające zarodniki, które mogą przebywać w glebie przez dłuższy czas, nawet kilka dni. Do nich należą: laseczka tężca, laseczka wąglika, laseczka zgorzeli gazowej. Poza tym mogą występować pałeczki duru brzusznego, durów rzekomych, czerwonki. Drobnoustroje Salmonella i Shigella mogą zachowywać w glebie swoją żywotność i zjadliwość przez kilka dni, a czasami dłużej, co jest zależne od pH gleby, jej

temperatury i innych właściwości. Wymienione bakterie Salmonella i Shigella przedostają się do gleby z wydalinami chorych. Mogą one zanieczyszczać wodę i być przyczyną epidemii duru brzusznego lub czerwonki.

              W przypadku zanieczyszczenia rany ziemia niebezpieczne dla człowieka mogą być laseczki tężca, wąglika i zgorzeli gazowej. Profilaktycznie, w przypadku zanieczyszczenia rany ziemia, wstrzykuje się domięśniowo surowice przeciwtężcową, a czasami surowice przeciw zgorzeli gazowej. Zapobiegawczo stosuje się szczepienia przeciwtężcowe.

              W glebie mogą znajdować się jaja pasożytów, takich jak: glisty ludzkiej, owsików, włosogłówki, które wywołują u człowieka choroby pasożytnicze. Obecność jaj pasożytów w glebie świadczy o zanieczyszczeniu jej wydalinami. Gleba taka może wywołać zakażenie ustroju pasożytami bezpośrednie lub pośrednie, np. przez wodę.

Zanieczyszczenia gleby

Najbardziej rozpowszechnione zanieczyszczenia glebowe w środowisku naturalnym to:

·        związki organiczne (najczęściej są to detergenty i pestycydy)

·        metale ciężkie (np. kadm, ołów, rtęć)

·        sole (azotany, chlorki, siarczany)

Zanieczyszczenia przedostające się do gleby zmieniają jej właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne.

              Zakłady przemysłowe np. elektrownie, huty, fabryki przemysłu chemicznego i cementownie emitują do atmosfery wielkie ilości trujących gazów i pyłów, które zanieczyszczają glebę spadając wraz z deszczem.

              Duże ilości zanieczyszczeń dostają się do gleby razem ze ściekami komunalnymi i przemysłowymi oraz odpadami. Bardzo często zawierają one sole i metale ciężkie.

              Z kolei przemysł wydobywczy odpowiedzialny jest za wytwarzanie ogromnych ilości wód kopalnianych o bardzo dużym zasoleniu.

              Bardzo niekorzystny wpływ na gleby i grunty rolne ma niewłaściwa działalność gospodarcza np. nadmierne wykorzystywanie nawozów sztucznych, mineralnych oraz organicznych.

              Wielkie zagrożenie dla środowiska stwarzają także powszechnie używane pestycydy, jak również inne środki ochrony roślin.

              Najbardziej zanieczyszczone są gleby leżące w okolicach autostrad i dróg o dużym natężeniu ruchu. Skażone są one spalinami, w których znajdują się związki ołowiu i tlenki azotu, a także solami, którymi powszechnie posypuje się powierzchnię dróg w okresie zimowym, aby zapobiec gołoledzi.

              Wiele szkodliwych zanieczyszczeń przedostaje się do gleb ze ścieków komunalnych, które niosą ze sobą duże ilości detergentów i niebezpieczne drobnoustroje chorobotwórcze.

Skutki zanieczyszczenia gleby dla zdrowia człowieka.

l         Zmniejsza się znacznie wartość użytkowa gleb.

l         Znacznie obniża się jakość i ilość plonów.

l         Rośliny wzrastające na zanieczyszczonych terenach zawierają wiele substancji toksycznych, które po spożyciu przez ludzi mogą wywoływać zatrucia pokarmowe i rozmaite schorzenia.

l         Żywność bardzo często zanieczyszczona jest także trującą rtęcią.

l         Metale ciężkie mają zdolność kumulowania się w organizmie i w ten sposób przyczyniają się do powstawania wielu chorób, głównie sercowo - naczyniowych, układu nerwowego, nerek oraz nowotworów. Mogą wywoływać zmiany teratogenne i mutagenne. Metale mają swój udział w powstawaniu wielu chorób cywilizacyjnych.

Najbardziej narażone na niebezpieczne działanie skażonej żywności są małe dzieci. W związku z tym surowce do produkcji żywności dla małych dzieci oraz różnego rodzaju odżywek są szczególnie nadzorowane i pochodzą ze specjalnie prowadzonych upraw, które zlokalizowane są na terenach o niewielkim zanieczyszczeniu środowiska naturalnego. Przy tego typu uprawach istotnie ograniczono albo wyeliminowano stosowanie nawozów sztucznych i pestycydów. Poziom zanieczyszczenia, jak również stężenie substancji szkodliwych w pożywieniu ma ogromne znaczenie w przypadku młodego organizmu. Dzieje się tak, ponieważ stopień kumulacji zanieczyszczeń wśród dzieci i młodzieży jest znacznie wyższy niż u dorosłych, np. ołowiu, młodzi nawet do 40%, a dorośli 5%.

Zanieczyszczone przez działalność człowieka gleby należy poddawać rekultywacji czyli odnowie. Można tego dokonywać na kilka sposobów np.:

·        przemywanie gleby, które połączone jest z biologicznym rozkładem

·        mycie gleby przy użyciu odpowiednich rozpuszczalników

·        ogrzewanie bez dostępu powietrza lub spalanie

Bibliografia:

l        Higiena; C. Korczak; PZWL 1998

l        Medycyna zapobiegawcza i środowiskowa; pod redakcją Z. Jethona i A. Grzybowskiego; PZWL 2000

l        http://www.bryk.pl/teksty/studia/pozostałe/ekologia/10855-gleba_i_jej_właściwości.html