Топырақтың физикалық қасиеттерінің гигиеналық маңызы

Топырақтың физикалық қасиеттері негізінен оның механикалық құрылымына (структурасы) байланысты болады. Механикалық құрамы бойынша екі топқа бөлінеді: құрылымды және құрылымсыз боп.

Гигиеналық тұрғыдан алғанда құрылымды топырақтарға тас – тастақ, қыйыршық тасты, қыйыршық құмды, құмды, ал құрылымсызға сазды, саздақ, тозаңды болып бөлінеді.

Топырақтың механикалық құрамы кесте № 18, көрсетілген. Гигиеналық көзқарастан алғанда топырақтың мынандай физикалық қасиеттерінің үлкен маңызы бар: кеуектігі, су өткізгіштігі, капиллярлықтығы, гигроскопиялық (жұтқыштығы, бойына сіңіргіштігі ), ауа өткізгіштігі және жылылығы.

1.Кеуектігі – топырақтың түйіршіктерінің аралықтарындағы бос кеңістік орындар (қуыстар). Олардың көлемі түйірлердің мөлшеріне, орналасуына және формасына байланысты болады. Құрылымсыз топырақтарда (саз саздақ, торфты, мергелді) кеуектігі жоғары болады. Себебі ұсақ түйірлер құрылымсыз топырақтарда көп болады да, олардың арасында бос орындар көлемі жағынан кіші болғанымен жалпы беттерінің ауданы артық болады, ал құрылымды топырақтарда (қыйыршық, құм, құмайт, қаратопырақ) түйіршіктері ірі, бірақ жалпы кеуектігі төмен болады. Егер, құрылымсыз ұсақ түйірлі топырақтардың кеуектігі 85 % дейін болса ірі түйірлі құрылымды топырақтардың кеуектігі 30 % кем болады.

Сондықтан, ірі түйіршікті топырақтар (құмды) кеуектігі үлкен размерлі, су мен ауаны, кіші түйіршіктілерге (сазды, торфты) қарағанда жақсы өткізеді. Ірі түйіршікті топырақтарда микробиологиялық процесстер, органикалық заттардың ыдырауы артып, активті жүреді, ал атмосфера сулары тереңгі қабатына дейін сіңеді. Мысалы, кеуектілігі құм топырақта 40% - тен, сазда – 53 % болса, торфта – 84 % жетеді.

Топырақ арасындағы судан бос орындары ауа немесе газдар толтырады да, топырақтың коллоидты түйірлерімен сіңіріліп, топырақ ертінділерінде ериді. Ауа алмасу және аэрация ірі түйіршікті топырақтарда жақсы жүреді. Топырақ ауасындағы ғаздардың мөлшері мен сапасы, оның органикалық заттар мен ластану шамасына, аэрациясы және микробиологиялық процесстердің жүру түріне (аэробты, анаэробты) байланысты болады. Топырақтағы ауада оттегінің мөлшерінің азайуы онда анаэробтық жағдай туғызып органикалық заттардың ыдрауы нашарлап толықтай тотықпаған қалдықтары жиналып және органикалық қоспалардың дұрыс минералдануына бөгет жасайды. Топырақтың кеуектігі 60 – 65 % болса, онда оның биологиялық және химиялық ластардан өздігінен тазаруына жағдай туады.

2. Су өткізгіштігі - топыраққа түскен суды бойына сіңіріп және өткізетін яғни сүзгіштік қасиеті. Топырақтың түйіршіктері неғұрлым ірі болса, солғұрлым судың өтуіне кедергі аз болып, оның сүзгіш қасиеті жоғары болады. Кіші түйірлі, яғни құрылымсыз топырақтар (саз, торф ) суды нашар өткізіп, онда су іркіліп қалады да, ондай топырақтардың ылғалдылығы жоғары, жылылығы төмен, батпақты болып жатады. Топырақты қопсыту, қатып, тығыздалып қалған топырақтан, әлде қайда, су өткізгіштігін арттырады. Топырақтан өткен судың кей бөлігі сіңіріліп, тоқтап қалады. Сондықтан, топырақты бос, кеуек аралығына ұстап белгілі су мөлшерін, тұра алатын қасиетін – су сіңіргіштігі деп аталады. Неғұрлым, топырақ ұсақ түйірлі құрылымсыз болса, соғұрлым оның су сіңіргіштігі жоғары болады. Мысалы, құмның су сіңіргіштігі – 25 %, сазда – 70 %, ал торфта – 200-300 %. Жоғарғы су сіңіргіштік бойында шірігі және коллоидты бөліктері көп болып, суды сіңіріп, ісініп кететін топырақтары, сол сияқты тұзды, өткір әк тастары және нитраттары бар топырақтар су сіңіргіш келеді.

Су сіңіргіштігі - оның (топырақтың) ауа-су өткізгіштігін төмендетіп, қораның ылғалдануын арттырып, жылу таралуын жоғарлатып және органикалық заттардың ыдырауын тежейді. Сондықтан, су сіңіргіштігі жоғары топырақтарды дымқыл, суық және таза емес ластанған деп атайды.

Капилярлығы – топырақтың төменгі қабатынан капилярға (түтікше) арқылы судың жоғарыға көтерілу қасиетін айтады. Неғұрлым топырақтың құрамында ұсақ түйіршіктер көп болса, соғұрлым, оның копилярлық қасиеті жоғары болады, яғни жер асты суы жоғары көтеріледі. Ал құрамы ірі түйірлі топырақта су тез көтерілсе де жоғары шықпайды. Мысалы, тастақ топырақтарда кеуектігі үлкен болса да, капилярлығы нольге тең болады. Ең жоғарғы копилярлық қасиет ұсақ түйірлі – торфты топырақта болады. Ол суды 4 -6 метрге көтереді, ал саз 1,2., құмы - -0,3 – 0,5 м. Сондықтан, жоғары капилярлық қасиеті бар топырақ қораның дым таратуының себебі болып саналады. Мал қораның ірге тасы, ұсақ түйіршікті топырақтың үстінде, жер асты суынан жоғары (2 м ), салынуы қажет.

Гигроскопиялық қасиеті деп топырақ түйіршіктерінің жалпы беттерінің ауадан су буын сіңіріп бос кеуек орындарды толтырып отыруын айтады. Топырақ неғұрлым ұсақ түйіршікті болса, соғұрлым түйірлерінің жалпы беттерінің ауданы көп болады. Яғни, сазды, саздық, шірігі көп (гумусты ) және органикалық заттар мен ластанған топырақтар жоғарғы гигроскопиялық қасиеттерімен ерекшеленеді. Мысалы, құмды топырақтың гигроскопиялық (су сорғыш ) қасиеті 0,3 – 0,4 % болса, сазды – 4%, ал гумусты – 12 % болады.

Ауа өткізгіштік – топырақтың бойынан ауаны өткізу қабілеті. Топырақтағы ауа олардың түйірлерінің судан бос аралықтарында, түйіршіктер мен сіңірілген немесе топырақ суына еріген түрінде кездеседі. Топырақ ауасы атмосфера ауасынан көп айырмашылығымен ерекшеленеді. Мысалы, топырақ ауасында, әсіресе органикалық заттармен ластанған кездерде, оттегі мөлшері төмендеп (10 % одан да аз), ал көмірқышқыл газының концентрациясы жоғарлайды (15 % дейін), сонымен қоса өте ластанған топырақтардың ауасында басқа газды қоспалар (метан, аммиак, күкіртті сутегі) және индол, скатол, май қышқылдары т.б. болады. Сондықтан, топырақтың аралығында неғұрлым ауа көп болса, соғұрлым оған түскен органикалық заттар тез ыдырап, тез тазалау процессі жүреді, ал құрылымсыз ауа өткізбейтін топырақты жерлерде органикалық заттар ұзақ уақыт сақталып, микроорганизмдермен зақымдалу қауіпі жоғары болады.

Сіңіргіштік – топырақтың үстіне түскен сұйық, газдар, қатты, еріген заттарды жұтып, сіңіріп алу қасиеттерін айтады. Бұл қасиет топырақтағы механикалық, физикалық, физико – химиялық, химиялық және биологиялық құбылыстармен тікелей байланысты болады.

Топырақтан сүзіліп өтетін судағы қалқып жүрген түйіршіктер және микроорганизмдер, топырақтың арасындағы бос кеңістіктер түскен заттардың өлшемдерінен кіші болса, суы кеткен соң тұрып қалады да, яғни механикалық сіңіргіштік пайда болады.

Физикалық сіңіргіштік деп топырақтың суында еріген қоспалардың молекулаларның топырақ түйірлері мен сіңіріліп алынуын айтады.

Химиялық сіңіргіштік деп топырақтың суында еріген қоспалардың топырақ түйіріндегі химиялық қоспалар мен реакцияға түсуін айтады.

Биологиядық сіңіргіштік деп топырақ суында еріген әртүрлі заттардың ондағы микроорганизмдер мен өсімдік – жәндіктермен сіңіріліп алынуын айтады.

Топырақтың әртүрлі химиялық қоспаларды (аллюминий, нитраттар, хлорид, сульфаттар т.б.) және шірік органикалық заттарды (сұйық, қатты), микроорганизмдер мен олардың уларын (токсин) сіңіріп алу қасиетінің зор санитарлық – гигиеналық маңызы бар. Бірақ топырақтың сіңіргіштік қасиеттерінің де белгілі бір шегі болады да, одан асып кетсе, оған түскен зиянды заттар ұсталмай, жер асты суына өтіп, оны ластайды.

Жылылығы – температурасы, көбінесе күн көзінің қыздыруына байланысты болады.

Топырақтың температурасы ауа температурасына қарағанда жай ауытқуда болады, әсіресе тереңгі қабаттарында температура көп өзгеріссіз болады. Топырақтың температурасының үлкен гигиеналық маңызы болады. Ол жергілікті жердің және мал қоралардың климаттарына әсерін тигізеді. Сол сияқты топырақтың температурасы онда өсетін өсімдіктердің тамырларына, ондағы физикалық, химиялық және биологиялық процесстердің жүруіне әсер етеді. Қатып қалған топырақ, әсіресе жер асты сулары таяу орналасқанда, онда қоралардың ірге тастарын сығып, майыстырып, жалпы құрылыстың бұзылуына апарып соғады. Топырақтың температурасына байланысты су құбырлары және суларына арналған каналдарды суық кездерде қатып қалмайтындай қылып орналыстырады.