Последняя стадия самоочищения почвы

Процессы самоочищения почвы, влияние различных свойств почвы на их интенсивность и завершенность.

Самоочищением почвы называется ее способность превращать опасные в эпидемиологическом отношении органические вещества в неорганические – минеральные соли и газы. Самоочищение почвы начинается с того, что попавшие в нее органические вещества вместе с содержащимися в них патогенными бактериями и яйцами гельминтов фильтруются через нее и адсорбируются ею. Под влиянием биохимических, биологических, геохимических и других процессов загрязнители, проходя через почву обесцвечиваются, теряют дурной запах, ядовитость, вирулентность и другие отрицательные свойства.

Процесс самоочищения почвы проходит в два этапа — минерализации и нитрификации. Минерализация заключается в разложении органических веществ и превращении их в минеральные. Она может происходить в аэробных и анаэробных условиях.

В анаэробных условиях распад органических веществ происходит под влиянием ферментов, выделяемых гнилостными микробами и м/о брожения.

Деятельное участие в разрушении органических веществ принимают также черви, грибы, личинки насекомых и другие организмы, населяющие почву. В результате биохимических процессов гниения и брожения белки распадаются на аминокислоты, которые, подвергаясь дезаминированию, дают конечный продукт минерализации — аммиак; углеводы разлагаются до воды и углекислоты, жиры расщепляются на глицерин и жирные кислоты, которые также распадаются, образуя углекислоту и воду; сера белков образует сероводород. Таким образом, в анаэробных условиях процесс распада органических веществ сопровождается выделением аммиака, сероводорода, меркаптанов и других зловонных газов, которые выделяются в наружный воздух и загрязняют его.

В аэробных условиях происходят главным образом окислительные процессы, гниение почти отсутствует и зловонные газы не выделяются.

Вслед за минерализацией начинается процесс нитрификации, который может проходить только в аэробных условиях. Он осуществляется аэробными спорообразующими микробами и заключается в дальнейшем окислении конечных продуктов минерализации и превращении их в более сложные химические соединения — минеральные соли, пригодные для питания растений. Так, аммиак с помощью нитрифицирующих бактерий превращается в азотистую кислоту и нитриты, а нитриты — в азотную кислоту и нитраты. Сероводород окисляется с образованием серной кислоты и сульфатов, углекислота превращается в углекислые соли (карбонаты), фосфор — в фосфорную кислоту и фосфаты.

Наряду с процессами полного распада органических веществ, на определенной стадии происходит их гумификация—образование гумуса (перегноя) из более простых органических соединений в результате деятельности микроорганизмов. Он представляет собой темную массу, не способную к загниванию, без зловонного запаха и живых патогенных микробов; гумус является хорошим удобрением, медленно разлагается, отдавая растениям питательные вещества. Таким образом, гумификацией также достигается эффективное обезвреживание органических отбросов в почве.

В результате самоочищения почва освобождается не только от органических веществ. В ней уменьшается общее количество микробов, значительная часть которых (особенно патогенных неспороносных) погибает; этому способствуют наличие в почве бактериофагов и антибиотиков, антагонизм микробов, солнечный свет, высыхание почвы и другие факторы. В процессе самоочищения почвы гибнут также яйца геогельминтов.

Следует, однако, иметь в виду, что способность почвы к самоочищению не безгранична. Если почва часто загрязняется слишком большим количеством отбросов, то она с ними не может справиться; тогда процесс самоочищения идет с преобладанием гниения и брожения и может остановиться на стадии минерализации.

Влияние различных свойств почвы на их интенсивность и завершенность

При пористости 50-65% в почве создаются оптимальные условия для самоочищения от биологических и химических загрязнителей. При более высокой пористости процесс самоочищения почвы самозамедляется. Чем выше пористость, тем ниже фильтрационная способность почвы.

Высокая воздухопроницаемость почвы способствует обогащению ее кислородом, что имеет большое гигиеническое значение, так как повышает биохимические процессы окисления органических веществ.

Большая влагоемкость создает предпосылки для сырости почвы, что уменьшает проницаемость почвы для воздуха.

Чем менее зерниста почва, т.е. чем более она мелкопористая, тем больше ее капиллярность тем выше поднимается по ней вода. Большая капиллярность почвы может быть причиной сырости почвы.

Температура почвы существенно влияет на жизнедеятельность почвенных организмов и процессы самоочищения.

Источник

Самоочищение почвы: понятие, процессы, этапы, стадия очистки

Каким образом загрязняется почва и какие виды загрязнений существует. Что такое самоочищение почвы. Процессы и виды, первый этап и заключительная стадия механизма очищения. Опасность загрязнения почвы, значение ее самовосстановления.

В каких случаях происходит самоочищение почвы

Загрязнение почвы может происходить в трех вариантах:

• Биологическом. Самый простой для человека способ загрязнить почву – это загрязнение бытовыми отходами.
• Физическом. К нему приводят температурно-энергетические и радиационные отходы.
• Химическом. Это самый опасный для всего живого вариант загрязнения, ведь он медленнее всего перерабатывается почвой и портит ее биоценоз.

Понятие и характеристика

Для почвенного покрова характерно постоянное загрязнение, особенно верхнего слоя грунта. Существует много факторов, способствующих этому. В грунте в большом количестве скапливаются различные остатки как химического, так и органического происхождения. В настоящее время существуют определенные типы загрязнения.

• Химическое. Происходит в процессе попадания в почву и на ее поверхность различных радиоактивных веществ, техногенных отходов.
• Биологическое. Может быть случайным вследствие какой-либо катастрофы или деятельности человека.
• Физическое. Происходит из-за активного увеличения количества теплотрасс, газопроводов.

Самоочищение почвы – природный процесс. Он заключается в разложении вредных органических веществ и преобразовании их в полезные неорганические составляющие. Таким образом в почве образуются следующие вещества: белки, жиры, углеводы, газы и минеральные соли. Процесс самоочищения грунта достаточно длительный, он не происходит за несколько дней. Чаще всего это десятилетия или даже века. На длительность восстановления влияют химический состав почвы, ее физические свойства, флора и фауна, которые являются ее постоянными спутниками.

Очень важно, чтобы минерализация и гумификация в грунте не останавливались. Большей способностью к восстановлению обладает грунт, который находится на значительном отдалении от больших предприятий.

Процессы самоочищения почвы

Почва обладает самыми уникальными свойствами самоочищения. Почвенные микроорганизмы занимаются этим делом. Также уровень влаги, кислорода и физико-химические свойства играют важную роль. Почвенные микроорганизмы фильтруют вредные отбросы, которые попадают в грунт в виде неочищенной воды. В порах верхних слоев почвы задерживаются разные твердые вещества.

• животные останки и растительные;

Скорость разложения зависит от уровня кислорода в почве. Аэробный или анаэробный способ очистки помогает разложению органических веществ.

Медицинские тесты

Необходимые условия

Процесс самоочищения почвы зависит от:

• Структуры. Поскольку песчаные и суперпесчаные почвы имеют большой размер воздушных пор, они хорошо проницаемы для воздуха и воды, необходимых для очищения. Глинистые и торфяные структуры почв гораздо медленнее производят самоочистку.
• Вспахивания. Если земля вспахивается регулярно, то это поможет ускорению процесса и способствует аэрации.
• Бактериальной флоры. Если почва сильно загрязнена органическими веществами, то самоочищение будет крайне тяжелым.
• Природных условий, в которых находится почва.
• Химико-биологического состояния почвы и от степени ее загрязнения.

Способы, от которых почва может очиститься

Для очищения почвы необходимо наличие следующих веществ в ее составе:

Чтобы помочь ускорению процесса, люди пользуются специальными методами, которые обогащают почву данными соединениями и веществами.

• Электрохимическая и электрокинетическая очистки применяется для вывода из земли нефти и фенолов, ртути, свинца и т.д.
• Метод промывки подразумевает дополнительное поверхностное нанесение тех веществ, которые способствуют самоочищению почвы.
• Фитоэкстрация помогает вырастить определенные виды растений на загрязненных участках. Избавляет от соединений тяжелых металлов.
• Фиторемедиация – способ для очищения почвы от нефтепродуктов.

Такие методы применяются для ликвидации последствий аварий и катастроф. Также их можно найти в областях промышленности, связанных с переработкой химических продуктов. Делается это с целью снизить риск экологического вреда.

Очищение почвы происходит как в анаэробных, как и в аэробных условиях.

Анаэробные протекают без использования кислорода обычно с целью обезвреживания и сбраживания осадков. Протекает процесс в две фазы: сперва происходит превращение органического вещества в кислоты и спирты, которые затем переходят в метан и двуокись. Образуются и промежуточные продукты в виде ацетона, метана, спирта и глицерина.

Анаэробные условия

Чтобы понять важность значения самоочищения почвы, необходимо изучить анаэробные условия. В таких условиях почва перенасыщается отходами, в результате чего формируется большая влагоемкость и капиллярность. Кроме нитрификации проходит процесс денитрификации, где микроорганизмы нитратов восстанавливаются до нитритов, аммиака и оксидов азота. Это происходит в условиях недостатка кислорода и способствует быстрому восстановлению почвы. Также во время денитрификации атмосферный воздух получает дополнительное насыщение азотом. Чем быстрее почва очистится от органических загрязнений, тем быстрее биологические загрязнения превратятся в полезные ресурсы, которые называются удобрением или компостом. В основном патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов погибают от высыхания, что способствует очищению почвы.

Образование гумуса

В результате самоочищения образуется гумус – это специальное органическое вещество, способствующее большей плодородности почвы. В народе его называют перегной. Как видим, органические компоненты, которые тем или иным образом попали в почву в виде загрязнений, постепенно вновь превращаются в полезные вещества. Их можно использовать как удобрения. К сожалению, спорообразующие формы не могут превратиться во что-то полезное для грунта. Чтобы образовался перегной, в среднем требуется весь теплый сезон до начала первых морозов. Для образования компоста требуется в среднем год или два. Если в хозяйстве есть куры, то желательно, чтобы они перебирали его постоянно, тогда компост намного быстрее станет полезным удобрением. Благодаря компосту можно существенно повысить урожайность без использования химии.

Этапы самоочищения почвы

Самоочищение почвы осуществляется в пять этапов:

1. Минерализация – распад органических веществ до неорганических. Углеводы расщепляются до воды и углекислого газа, белки проходят процесс аммонификации, сера превращается в сероводород, а жиры расщепляются на жирные кислоты и глицерин, а затем до воды.
2. Гумификация – это процесс трансформации вещества в гумус под влиянием почвенных микроорганизмов. Гумус медленно разлагается на составные части, которые активно усваиваются растениями. На его образование в среднем уходит один или два года при условии соблюдения необходимых условий. В народе гумус называют перегноем, а также его часто используют приверженцы чистого и экологического выращивания растений, который отказались от химических удобрений.
3. Нитрификация позволяет аммиаку расщепляться до азотистой кислоты и нитритов. Такая смесь является полезной для роста растений.
4. Аэробный процесс гниения состоит из аэрации (поглощение кислорода), распада веществ до неорганических. Также при данном процессе выделяется тепло, способствующее размножению почвенных живых организмов: личинок, червей, водорослей, которые помогают самоочищению почвы.
5. Брожение – анаэробный процесс, при котором идет процесс очищения с помощью поглощения энергии и образования зловонных газов.

Мероприятия, направленные на охрану почвы

С основными процессами загрязнения почва в состоянии справиться сама, однако человечество активно загрязняет ее, и однажды может наступить момент, когда большая часть планеты не будет в состоянии выращивать здоровую и полезную для живых существ пищу.

Чтобы этого не произошло, необходимо следовать следующим правилам:

• создавать заводы для сжигания мусора;
• проводить гидролиз;
• прибегать к компостированию;
• разделять отходы по категориям для утилизации;
• очистка хозяйственно-бытовых сточных вод.

На предприятиях, которые активно работают с опасными для окружающей среды веществами, необходимо в обязательном порядке проводить экспертизы для возможного обнаружения проблем.

Этапы самоочищения почвы

Они выглядят следующим образом:

1. Во время гниения происходит аэрация, то есть поглощение кислорода; минерализация и формирование минеральных веществ; гумификация, то есть образование гумуса.
2. При брожении поглощается энергия, и формируются зловонные газы в виде аммиака, метана, водорода и других.
3. Нитрификация – окислительный процесс.
4. Денитрификация – обеднение почвы полезными азотистыми веществами.

В статье перечислены все основные стадии самоочищения почвы, а также комплекс мероприятий, которые может провести человек самостоятельно. Дело в том, что почва может самоочищаться без негативного влияния человека. Потому задача человечества минимизировать влияние на почву и уменьшить количество отходов, ведь природа не справляется с ними в полном объеме. Если продолжится загрязнение почвы такими же темпами, то уже через 20 лет люди не смогут употреблять чистую и не зараженную пищу, что очень опасно для здоровья.

Источник