Процессы самоочищения почвы и их роль в обезвреживании отходов.
Почва обладает выраженной способностью к самоочищению, в процессе которого органические загрязнения разрушаются до простых неорганических веществ (минерализация), погибают многие патогенные микроорганизмы (обеззараживание), происходит постепенное очищение от экзогенных химических загрязнителей (детоксикация), а из продуктов расщепления синтезируются новые органические вещества (гумификация), повышающие плодородные свойства почвы.
Самоочищение является сложным процессом, осуществляющимся, прежде всего, благодаря деятельности почвенных микроорганизмов. Большое значение имеют также структура почвы и ее физико-химические свойства, содержание в ней кислорода и влаги.
Жидкая часть попавших в почву отбросов фильтруется через почву, и подвергается сорбции почвенными частицами. Твердые органические загрязнители (растительные, животные остатки, экскременты, твердые бытовые отходы и др.), а также вирусы, бактерии, яйца гельминтов и другие микроорганизмы задерживаются в порах верхних слоев почвы, где обитает большое количество бактерий сапрофитов, простейших, паразитических червей, личинок насекомых, водорослей, грибков, принимающих непосредственное участие в процессах разложения и преобразования органического материала. В зависимости от уровня кислорода в почве разложение органических веществ протекает по аэробному или анаэробному пути.
Углеводы в аэробных условиях расщепляются до двуокиси углерода и воды, в анаэробных вначале образуются жирные кислоты, которые затем распадаются до органических спиртов, диоксида углерода, метана и других газообразных веществ. Жиры расщепляются медленнее, чем углеводы. В аэробных условиях под действием экзоферментов, выделяемых почвенными микроорганизмами, они вначале расщепляются до жирных кислот и глицерина, а затем разлагаются эндоферментами до диоксида углерода и воды с выделением энергии. При недостатке кислорода расщепление жиров протекает почти по тому же пути, что и расщепление углеводов в анаэробных условиях, с образованием диоксида углерода, метана, водорода. Образуется также большое количество летучих жирных кислот, обладающих неприятным запахом.
Азотсодержащие органические соединения попадают в почву в виде белков, аминокислот и других продуктов белкового обмена, в частности, мочевины. Белки расщепляются до альбуминов и пептонов, а затем до аминокислот. Большая часть аминокислот используется почвенными микроорганизмами для синтеза собственных белков и других азотсодержащих соединений, а также как энергетический материал. Другая часть аминокислот подвергается дезаминированию с образованием аммиака, диоксида углерода и воды. Этот процесс является первым этапом минерализации азотсодержащих соединений и называется аммонификацией. Мочевина, подвергаясь гиролизу ферментами уробактерий, также превращается в аммиак. В аэробных условиях образовавшийся аммиак превращается в аммония карбонат и включается во второй этап минерализации – нитрификацию. В ходе нитрификации аммонийные соединения окисляются бактериями рода B. nitrosomonas до азотистых соединений (нитритов), а нитриты, при участии B. nitrobacter — до азотных (нитратов). Нитраты являются завершающим продуктом минерализации белков. В ходе окисления других промежуточных продуктов распада белков образуются также сульфаты, фосфаты, и карбонаты. Образовавшиеся неорганические соединения используются как питательный материал растениями. Так осуществляется одна из главнейших экологических функций почвы — участие в круговороте веществ в природе.
В анаэробных условиях распад белковых веществ происходит с образованием токсичных, обладающих зловонным запахом, промежуточных продуктов: индола, скатола, меркаптанов, летучих жирных кислот, сероводорода. Этому способствуют перенасыщение почвы органическими отходами, большая влагоемкость и капиллярность, тяжелый механический состав, препятствующие нормальному воздухообмену с атмосферным воздухом.
Одновременно с процессами нитрификации в почве происходят и процессы денитрификации – восстановление микроорганизмами нитратов до нитритов, аммиака, оксидов азота или свободного азота. Этот процесс имеет важное значение, так как при дефиците кислорода в почвенном воздухе для процессов самоочищения может использоваться кислород, образующийся в результате восстановления нитратов. Кроме того, за счет процессов денитрификации пополняется содержание азота в атмосферном воздухе.
По мере очищения от органических загрязнителей почва освобождается и от биологических загрязнений. Большинство, в основном неспороносных, патогенных микроорганизмов и яйца гельминтов погибают от высыхания, действия солнечных лучей, бактериофагов и антибиотиков, конкуренции со стороны сапрофитов, отсутствия привычного питательного материала и условий.
В итоге всех процессов самоочищения в почве образуется гумус (перегной) – органическое вещество, в состав которого входят гемицеллюлозы, органические кислоты, жиры, минеральные вещества и синтезированные почвенными микроорганизмами протеиновые комплексы.
Таким образом, органические компоненты, попавшие в почву в виде загрязнений, возвращаются в нее в новом качестве – богатом вновь синтезированными органическими веществами комплексом, не загнивающим, не выделяющим зловонных запахов, лишенным патогенной микрофлоры (за исключением спорообразующих форм), но содержащим большое количество сапрофитных микроорганизмов и являющимся хорошим питательным субстратом для растений.
Как видно из вышеизложенного, процессы самоочищения почвы имеют большое гигиеническое значение. Именно они позволяют утилизировать колоссальное количество отходов, параллельно используя их для увеличения плодородного слоя почвы, питания растений и других почвенных микроорганизмов. Не следует забывать также о том, что почва обладает и определенными возможностями расщепления различных экзогенных токсических соединений. Самоочищающие свойства почвы используются в почвенных методах обезвреживания бытовых отбросов. На основе принципов очищения загрязнителей в почве смоделированы и широко используются искусственные установки по очистке и обезвреживанию твердых и жидких отбросов.
Однако самоочищающие способности почвы не безграничны. Чрезмерное бытовое загрязнение ее, а также возрастающая техногенная нагрузка, вызывая гибель сапрофитной микрофлоры, главной обезвреживающей силы, значительно снижают ее очищающие функции, что может привести к весьма неблагоприятным последствиям.
Источник
Экология СПРАВОЧНИК
Информация
Почва как естественная среда обезвреживания отходов
Почва является той системой жизнеобеспечения Земли, тем элементом биосферы, в котором происходит детоксикация (обезвреживание, разрушение, превращение в нетоксичные соединения) основной массы поступающих в нее экзогенных органических веществ. Попавшие в почву органические вещества в виде белков, жиров, углеводов и продуктов их обмена подвергаются распаду вплоть до образования неорганических веществ (процесс минерализации).[ . ]
Параллельно этому процессу в почве происходит процесс синтеза из органических веществ отбросов нового сложного органического вещества почвы. Это вещество получило название гумуса, а процесс его синтеза называется гумификацией. Оба процесса (минерализация и гумификация), направленные на восстановленйе первоначального состояния почвы, получили название процессов самоочищения почвы.[ . ]
Процесс обезвреживания чужеродного для почвы органического вещества, поступившего со сточными водами, очень сложный и осуществляется главным образом микроорганизмами.[ . ]
Углеводы в аэробных условиях подвергаются превращениям, часть окисляется до С02 с выделением энергии, часть (моносахариды) идет на синтез гликогена микробных клеток. Расщепление жиров в аэробных условиях идет очень медленно до образования жирных кислот с выделением энергии, а в анаэробных — до образования Н2, С02 и др. Белки расщепляются до аминокислот. Часть аминокислот идет на жизнедеятельность микробных клеток. Продукты азотистого обмена подвергаются биохимическому окислению при помощи аэробных бактерий. Этот процесс получил название нитрификации. Одновременно с окислительными процессами в почве проходят и восстановительные процессы.[ . ]
Степень восстановительного действия бактерий, помимо их биохимических особенностей, зависит от состава среды, ее реакции и других условий. Процесс денитрификации сопровождается образованием газов.[ . ]
Источник
Почва является естественной средой для обезвреживания :
Почва является естественной средой для обезвреживания : Бытовых отходов (жидких и твердых) Промышленных отходов Промышленных атмосферных выбросов Выхлопных газов автотранспорта Радиоактивного загрязнения почвы вследствие испытаний ядерного оружия и аварий на ядерных реакторах.
Слайд 15 из презентации «Гигиена населенных мест»
Размеры: 720 х 540 пикселей, формат: .jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как. ». Скачать всю презентацию «Гигиена населенных мест.ppt» можно в zip-архиве размером 3233 КБ.
Похожие презентации
«Фитотоксичность почвы» — Оценить реакцию разных видов растений на одинаковую степень загрязнения почв. Выводы. Коэффициент фитотоксичности по фасоли соответствует результатам опыта по кукурузе. Фото проведения опыта. Задачи. Объект исследования. Выводы (продолжение). Экологический проект Определение фитотоксичности почв города Магнитогорска методом проростков.
«Естественный отбор и эволюция» — Наблюдается в меняющихся условиях среды. Начертите таблицу. Понятие «естественный отбор». Стабилизирующая форма отбора. Половой отбор. Наблюдается при длительном сохранении постоянных условий среды. Дизруптивная форма отбора. Популяция остается фенотипически однородной. Формы отбора. Движущая форма отбора.
«Почва» — Образование почвы Состав почвы Типы почв. Информационный лист. Вода. Растения животные. Мхи лишайники. Групповая исследовательская работа. Горные породы. Почвенная карта России. Почвенная карта Свердловской области. Тема исследования – ПОЧВА План исследования: Состав почвы. Бактерии. Образование почвы.
«Почвоведение» — Экологическая ситуация Ленинградской области (макет). Ботаника. Общая геология. Зоология. Общая экология. Производственные практики. Геология. География. Геодезия с основами ГИС. Экология растений Экотоксикология. Где учим ? Страничка истории. Царь-почва (монолит чернозема). Спасибо за внимание ! Отделение почвоведения.
«Урок Почва» — Воздух вода перегной песок глина минеральные соли. Что такое почва? 3. Образование на ветке. 1. Сыпучее вещество,которое получается в результате разрушения и измельчения камней. Вода. Растворенные соли. 5. Животное, которое имеет 8 ног. Составные части почвы. 2. Часть растения, которая находится глубоко в земле.
«Формы естественного отбора» — Характеристика отбора: Сохраняются особи с установившейся нормой реакции признака. Оказывает влияние на эволюционный процесс. Формы естественного отбора. Задание: установите соответствие. Птица киви. Буревесник. Выучить понятия, выделенные жирным шрифтом. Бескрылая гагарка была истреблена в середине 19 века.
Источник
Самоочищение почвы и санитарная охрана почвы
В механизме передачи которых участвует почва
Рис. 1. Основные инфекционные заболевания,
Самоочищение почвы — это преобразования, направленные на вос-становление первоначального состояния почвы. Самоочищение имеет большое санитарно-гигиеническое и эпидемиологическое значение. Почва является естественной средой для обезвреживания отходов. В ней происходит детоксикация (обезвреживание, разрушение, превращение в нетоксичные соединения) основной массы поступающих экзогенных органических веществ. Эти вещества в виде белков, жиров, углеводов и продуктов их обмена подвергаются распаду вплоть до образования неорганических веществ (процесс минерализации). Параллельно этому процессу в почве происходит процесс гумификации — синтеза из органических веществ отходов нового сложного органического соединения, получившего название гумус. В форме гумусовых веществ сосредоточены огромные запасы углерода. Увеличение в 2-3 раза содержания углерода органических соединений свидетельствует о возможном загрязнении почвы. Отношение углерода гумуса к углероду растительного происхождения носит название коэффициента гумификации.
Процесс обезвреживания поступивших в почву чужеродных веществ — очень сложный и осуществляется, главным образом, микроорганизмами. При этом часть углеводов в аэробных условиях окисляется до CO2 с выделением энергии, а другая часть (моносахариды) идет на синтез гликогена микробных клеток. Расщепление жиров в аэробных условиях идет очень медленно до образования жирных кислот и выделения энергии, а в анаэробных — до образования H2, CO2 и др. Белки расщепляются до аминокислот. Часть аминокислот идет на жизнедеятельность микробных клеток. Продукты азотистого обмена подвергаются биохимическому окислению при помощи аэробных бактерий. Этот процесс получил название нитрификации. Одновременно с окислительными процессами в почве проходят и восстановительные процессы. Процесс денитрификации сопровождается образованием газов. Степень восстановительного действия бактерий, помимо их биохимических особенностей, зависит от состава среды, ее реакции и других условий.
Особая гигиеническая роль почвы связана с процессом обезвреживания патогенных микроорганизмов, главным образом, неспорообразующих. Уничтожению бактерий способствуют конкуренция со стороны сапрофитов, действие механического фактора, бактерицидное действие солнечных лучей, поверхностной энергии электрохимических взаимоотношений. Эффективность обезвреживания зависит от вида бактерий, структуры и свойств почвы и т.п. Данные свойства почвы используются для организации полей фильтрации, предназначенных для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод.
Следует подчеркнуть, что самоочищение почвы не безгранично — чрезмерное загрязнение может вызвать гибель всей полезной микрофлоры.
Санитарная охрана почвы — комплекс мероприятий, направленных на ограничение поступления в почву различных загрязнений до величин, не нарушающих процессов самоочищения в почве, не вызывающих накопления в растениях вредных веществ в количествах, опасных для здоровья людей, не приводящих к загрязнению воздуха, поверхностных и подземных вод. Данные мероприятия включают:
1. Законодательные и административные мероприятия, обеспечивающие рациональное использование земельных ресурсов в интересах сохранения и укрепления здоровья населения.
2. Планировочные мероприятия, включающие отвод земельного участка для строительства различных сооружений, санитарно-защитные зоны и др.
3. Технологические мероприятия, направленные на создание безотходных и малоотходных производств.
Источник