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
Как почва самоочищается от загрязнения
Об этом рассказывают эксперты отдела защиты растений, агрохимии, качества и безопасности растениеводческой продукции ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора»
Почва является важной составной частью биосферы, в которой происходит обезвреживание (детоксикация) основной массы поступающих в нее органических веществ из растений и животных — это белки, жиры, углеводы и продукты их обмена. Они распадаются до образования неорганических веществ — этот процесс называется минерализацией.
В дальнейшем в почве образуется новое органическое вещество – гумус или перегной. Этот процесс называется гумификацией. Гумус не пахнет, медленно разлагается на составные части, которые усваивают растения. Он необходим растениям для полноценного роста.
Вместе оба процесса — минерализация и гумификация, направлены на восстановление первоначального состояния почвы и получили название процессов самоочищения почвы. Это сложный процесс, зависящий от химического состава почвы и ее физических свойств (пористости, воздухопроницаемости и влагопроницаемости, капиллярности и т.д.), обеспечивающих доступность воздуха и воды, состава микрофлоры и фауны почвы. Углеводы в аэробных и анаэробных условиях окисляются до углекислого газа и воды. Жиры в аэробных условиях медленно окисляются до образования глицерина, жирных кислот, серной кислоты и сульфатов. Белки при анаэробном процессе разлагаются до аммиака.
При аэробном процессе вначале также образуется аммиак, но в присутствии кислорода переводится микроорганизмами в азотистую кислоту и нитриты, затем при дальнейшем контакте с кислородом — в азотную кислоту и нитраты. Этот окислительный процесс минерализации белков называется нитрификацией и имеет гигиеническое значение. По нему судят о времени попадания белков в почву. При свежем загрязнении — в почве больше аммиака или нитритов, при старом — нитратов.
При загрязнении почвы бытовыми отходами, отходами производства, животноводства и т.д. процессы самоочищения нарушаются, на таких земельных участках начинают накапливаться возбудители и переносчики кишечных паразитных заболеваний (геогельминты, патогенные простейшие организмы, личинки синантропных мух), а также условно-патогенные представители нормальной кишечной микрофлоры (бактерии группы кишечной палочки — БГКП) и сопутствующие им патогенные микроорганизмы.
Для профилактики инфекционных заболеваний и гельминтозов, передающихся через почву, большое значение имеют санитарная охрана почвы и санитарная очистка территорий от отходов.
С гигиенической точки зрения вынужденное загрязнение почвы может осуществляться только с учетом ее самоочищающей способности, чему способствует санитарная охрана почвы — это комплекс мероприятий, направленных на ограничение поступления в почву загрязнений до величин, не нарушающих в ней процессов самоочищения, не вызывающих накопления в растениях вредных веществ, не приводящих к загрязнению воздуха, поверхностных и подземных вод.
Для поддержание самоочищающей способности почвы необходимо главным образом вести контроль за санитарно-паразитическими показателями при оценке степени эпидемической опасности почв согласно требованиям СанПиН 2.1.7.1287-2003 «Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы».
(Материал подготовлен специалистами отдела защиты растений, агрохимии, качества и безопасности растениеводческой продукции ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора»).
Источник
САМООЧИЩЕНИЕ ПОЧВЫ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ.
Существует естественное загрязнение, возникающее в результате мощных природных процессов: пожары, наводнения вулканы …
Типы загрязнения подразделяются на 3 основных:
Физическое загрязнение – температурно-энергетические, радиоционные параметры среды.(газопроводы, теплотрассы)
Химические загрязнения — Наиболее опасны для человека. Они делятся на 2 группы:
1.химические вещества, вносимые в почву планомерно ( пестициды, минеральные удобрения, структурообразователи почвы, стимуляторы роста растений ).
2.химические вещества, попадающие в почву случайно с техногенными отходами.
Они территориально связаны с конкретными видами промышленности, определяются токсичностью, аллергенным, мутагенным, эмбриогенным воздействиями. Химические вещества могут подавлять биоценоз почвы.
3.Биологическое загрязнение – может быть и случайным, и связанным с деятельностью человека, в виде проникновения в экосистему растений и других живых организмов, антибиотиками, ферментами, вакцинами.
Загрязнителями являются городские свалки.
Промышленное загрязнение почвы — кислотные дожди, которые понижают плодородие почв, могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы; почва является основной средой, в которую попадают тяжелые металлы, мышьяком, пестициды, синтетические упаковочные материалы.
В РЕЗУЛЬТАТЕ САМООЧИЩЕНИЯ В ПОЧВЕ ПРОИСХОДИТ РЯД ПРЕВРАЩЕНИЙ С ОРГАНИЧЕСКИМИ ЗАГРЯЗНИТЕЛЯМИ.
Процесс самоочищения состоит из двух этапов:
1.Минерализация – ПРОЦЕСС ПРОИСХОДИТ В АЭРОБНЫХ И АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ
В анаэробных условиях органические вещества разлагаются гнилостными м/о при этом углеводороды — до воды и углекислого газа растительные клетки – в гумус; жиры в глицерин, а затем в жирные кислоты; сложные белки в аминокислоты и аммиак; сера — в сероводород. Данный процесс сопровождается выделением зловонных газов, поэтому обезвреживание отходов надо осуществлять в аэробных условиях( при доступе кислорода ).
2.Нитрификация – в аэробных условиях с помощью спорообразующих м/о. Происходит дальнейшее окисление конечных продуктов минерализации, которые усваиваются растениями.
3.Гумманизация – в результате сложного взаимодействия химических реакций и м/о
образуется сложное органическое вещество – гумус, он не способен загнивать и в нем не развиваются м/о.
САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ.
Представляет собой комплекс мероприятий, которые предупреждают и устраняют такие изменения свойства и состава почвы, которые могут оказать вредное влияние на здоровье людей.
Задачи санитарной охраны:
-сохранение естественных свойств почв.
-предупреждение внесения в почву токсических, канцерогенных веществ…
-предотвращения загрязнения почвы органическими, отбросами.
-очистка населенных мест, канализация зданий.
Санитарное значение охраны почв населенных мест определяется:
-выживаемостью патогенной флоры
-способностью почвы к самоочищению
-изменение почвенного воздуха
-влияние загрязнения почвы на качество водоемов и грунтовых вод
Источник
Самоочищение почвы — значение, этапы и процессы
Самоочищение почвы — достаточно долгий и сложный для природы процесс. Это процедура превращения вредных органических веществ в полезные неорганические. Все вредные вещества, которые попадают в почву, через некоторое время фильтруются и теряют любые отрицательные и вредные свойства.
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.
Аэробные условия
Самоочищение почвы этим способом проходит так:
• в почве образуются жирные кислоты;
• потом распадаются на разные газообразные вещества в виде метана, органических спиртов и диоксида углерода.
Сами жиры разлагаются гораздо медленнее углеводов. Вначале жиры расщепляются на жирные кислоты, а уже после происходит тот процесс, который описан выше. При недостатке в почве кислорода образуется много неприятных по запаху жирных и летучих кислот. Также в почву попадают вещества, содержащие большое количество азотистых соединений. Относятся к категории продуктов белкового обмена. Проходя долгие стадии расщепления, они медленно превращаются в аминокислоты. Большинство белков используют аминокислоты как свой энергетический материал. Аммонификация проходит в начале минерализации. Также в процессе минерализации задействована и мочевина, которая со временем превращается в аммиак. В завершающей стадии минерализации фактически все вещества превращаются в нитраты. После этого все растения получают питательные вещества.
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.
Мероприятия по охране почвы
Чтобы сохранить качество почвы на таком уровне, который не позволит развиваться разного рода заболеваниям, необходимо проводить комплекс мероприятий, которые не только сберегут, но и повысят урожайность. С этой целью создаются специальные экспертизы, которые:
• занимаются наблюдением за санитарным состоянием почвы;
• проводят планировочные мероприятия;
• осуществляют гигиеническое нормирование;
• создают законодательные, технологические санитарно-технические условия, которые способствуют быстрому и эффективному очищению почвы.
Самым важным аспектом в санитарной охране почвы является разработка гигиенических нормативов. Эти нормативы помогают определить, насколько безопасно или небезопасно то или иное вещество для почвы. Но все эти нормативы еще развиты слабо, поскольку разработано их только 200, в то время как в почву попадает больше, чем десятки тысяч таких веществ.
Технические мероприятия направлены на то, чтобы создать безотходное или малоотходное производство на предприятия, а также максимально снизить возможный уровень загрязнения. Чтобы обезвредить твердые отходы, необходимо:
• создавать мусоросжигательные заводы;
• строить заводы биометрической обработки;
• разделять отходы по категориям для дальнейшей утилизации.
Самоочищение почвы будет совсем неэффективным, если при современном темпе жизни и производства не проводить переработку отходов и очистку от жидких отбросов. Для этой цели проводят ассенизацию или устанавливают канализации. Если нет возможности оборудовать свой дом канализацией, необходимы дворовые уборные. По санитарно-гигиеническим нормам, они должны находиться на расстоянии не ближе, чем 20 метров от жилого сектора. Чтобы предотвратить заражение почвы, необходимо раз в день место возле туалета посыпать хлорной известью. Если такой возможности нет, то нужно стараться хоть раз в 2 месяца чистить выгребные ямы.
Также необходимо обустроить такие объекты дренажем, чтобы отходы по трубам шли в водоем и там очищались путем гидролиза.
Этапы самоочищения почвы
Они выглядят следующим образом:
- Во время гниения происходит аэрация, то есть поглощение кислорода; минерализация и формирование минеральных веществ; гумификация, то есть образование гумуса.
- При брожении поглощается энергия, и формируются зловонные газы в виде аммиака, метана, водорода и других.
- Нитрификация – окислительный процесс.
- 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