Самоочищение почвы: понятие, процессы, этапы, стадия очистки
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.
Биологический метод очистки почвы
⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 12Следующая ⇒
В районе расположения месторождения существует опасность загрязнения почвенного покрова нефтепродуктами, что связано с использованием большегрузной техники и неизбежным попаданием в почву нефти и сопутствующих вредных веществ, которые являются тяжелыми, трудно-окисляемыми, и токсичными.
Источниками данного загрязнения на территории месторождения являются:
· дизельная электростанция для обеспечения электроэнергией объектов прикарьерной площадки;
· железнодорожная станция «Угольная»;
· автозаправочные станции контейнерного типа для снабжения карьерной техники топливом (источниками выделения загрязняющего вещества здесь являются резервуары для хранения бензина, дизельного топлива и масла)
· открытые автостоянки автотранспорта, где размещается карьерная техника (грузовые карбюраторные и дизельные, легковые карбюраторные автомобили, экскаваторы, автопогрузчики).
· Мехмастерская для проведения ремонтных работ
Система разработки – транспортная, следовательно, формирование отвалов вскрышных пород, ППС, золошлаковых отходов, ТБО производится посредством грузовой техники (экскаватор RH-90 и погрузчик). Руда на склады транспортируется также посредством грузовых автомашин. В качестве погрузочной техники используются автомобили «Белаз».
Загрязняющими веществами в данном случае являются мазут, солярка, дизельное топливо, бензин, отработанные масла, моторные масла, промасленная ветошь.
Отравленная нефтью почва практически не способна самостоятельно очиститься от нефтяного загрязнения — естественное разложение нефти и нефтепродуктов в обычных условиях происходит крайне медленно т.к. повышенные концентрации углеводородов подавляют всякую самоочищающую активность почвы, в экосистеме накапливаются трудноокисляемые продукты, серьезно препятствующие самоочищению и самовосстановлению.
Процессы разрушения и разложения нефтяных загрязнителей в природе идут — в основном за счет содержащихся в почве и воде микроорганизмов обладающих способностью извлекать из углеводородов энергию необходимую для строительства новых колоний и их жизнедеятельности.
В природе, не подвергающейся вмешательству человека, экосистема настроена на самоочищение т.е. природа сама справляется с переработкой более не нужного ей органического материала. В утилизации органики участвует почва содержащая естественную биоту — живой компонент, представленный разнообразными представителями растительного и животного мира. Вместе микроорганизмы составляют микрофлору почвы отвечающую за метаболизм в результате которого мертвая органика перерабатывается в плодородный гумус. В результате загрязнений почвы органическими веществами подавляется естественная биота, меняются соотношения между отдельными группами микроорганизмов и в целом изменяется направление метаболизма, нарушаются естественные процессы самоочищения. В загрязненной экосистеме с подавленной полезной микрофлорой развиваются вредные и патогенные микроорганизмы, ухудшается санитарное состояние.
Этим обусловлена необходимость создания высокоэффективного, экологически безопасного, и экономически доступного средства, способного быстро и эффективно разрушать нефть и нефтепродукты до экологически безвредных веществ, эффективно действующего загрязненных нефтепродуктами почвах.
Биологический метод очистки почвы от загрязнения состоит в том, что в очищаемую почву вносятся высокие концентрации специально подобранных микроорганизмов, которые ранее были выделены из почвы, селекционированы и размножены в форме готового к применению препарата. В результате в нужном месте в нужное время искусственно создается высокая концентрация клеток микробных сообществ, быстрой усваивающих загрязнители в качестве главного источника энергии жизнедеятельности и при этом перерабатывающих их в продукты собственного метаболизма: углекислый газ (СО2), воду (H2O. К преимуществам биоремедиации относят недеструктивный характер в отношении окружающей среды, возможность целенаправленного применения в нужном месте в нужное время, высокая скорость усвоения и переработки микроорганизмами загрязнителей на безвредные для окружающей среды продукты жизнедеятельности бактерий, экологическая и гигиеническая безопасность.
Биологическая очистка является оптимальным способом очистки и восстановления жизнеспособности почвы, т.к. сочетает в себе не высокую затратность при высокой эффективности (глубине) очистки и полной экологической безопасности. Полученные в результате биоразложения вещества не представляют опасности для окружающей среды и представляют собой основу гумуса. Эффективные комплексные нефтеокисляющие препараты, которые состоят из полукультур (5-7 штаммов) — это природные ассоциации нефтеокисляющих микроорганизмов, выделенных из хронически загрязненных почв.
Биотехнология может быть использована при биологической очистке нефтяного загрязнения почв, почвогрунтов, на территориях промышленных предприятий и других объектах.
Особенность современного и эффективного методабиологической ремедиации — в использовании способности микроорганизмов превращать нефтяные углеводороды в безопасные органические вещества. Если упрощенно: микробы «поедают» углеводороды, превращая их в полезные вещества.
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
Тестовый контроль по теме: Почва, ее физические и химические свойства, гигиеническое и экологическое значение
1.Причиной развития у человека метгемоглобинемии может быть внесение в почву:
а) калийных удобрений
б) фосфорных удобрений
в) азотных удобрений
2.Попадание в рану человека загрязненной почвы может явиться причиной развития:
в) газовой гангрены
3.Показателями санитарного состояния почвы являются:
а) санитарное число
в) титр анаэробов
г) количество яиц гельминтов в грамме почвы
д) количество дождевых червей на квадратный метр почвы
4.Длительно в почве не могут сохранять жизнеспособность следующие возбудители:
5.«Здоровая почва» должна быть:
а) крупнозернистая, влажная, с высокой пористостью
б) крупнозернистая, сухая, с низкой пористостью
в) мелкозернистая, сухая, с низкой пористостью
г) мелкозернистая, влажная, с высокой пористостью
6.Почва оказывает большое влияние на:
а) микроклимат местности
б) микрорельеф местности
в) строительство и благоустройство населенных мест
г) развитие растительности
7.Передача возбудителей кишечных заболеваний человеку из почвы происходит:
а) через пищевые продукты
б) через повреждённую кожу
в) с водой из подземных источников
г) из поверхностных вод
8.Подберите соответствующие показатели нормативов, характерных для чистой почвы:
Источник
Виды и основные этапы самоочищения почвы, что это и как происходят процессы
Загрязнение почвы, преимущественно из-за хозяйственной деятельности человека, сейчас идет постоянно. Но также известно такое понятие как самоочищение почв. Рассмотрим, что оно означает, характеристики и способы, какими почва может самоочищаться: аэробный, анаэробный, минерализацию, нитрификацию и гумификацию. А также гигиеническое значение, которое приобретает самоочищение грунта.
Понятие и характеристика
При накоплении определенного количества токсичных соединений в почве ее химический состав меняется, нарушается целостность геохимической среды, происходит угнетение микрофлоры. Из грунта накопленное может попадать в организмы животных и людей, что приводит к негативному влиянию на здоровье.
Самоочищение почвы – ее способность минерализовать вещества органического происхождения, превращать их в неопасные в санитарном смысле органические и минеральные формы, усваиваемые растениями.
В почве любого типа постоянно идут биологические, физические, химические и другие сложные процессы. Находящиеся в грунте бактерии, простейшие и грибы могут перерабатывать оксид углерода, пестициды и прочие вредные соединения, медленно превращая их в нетоксичные вещества.
В самоочищении грунта принимают участие и почвенные животные: насекомые, дождевые черви, землеройки, кроты, они роют ходы в земле и перемешивают ее. Скорость очищения зависит от условий климата, влажности и температуры – чем она выше, тем процесс идет быстрее, поэтому в южных регионах земля самоочищается быстрее. Имеют значение масштаб и характер загрязнения. Значительное влияние имеют степень дренированности, биоактивность и толщина гумусового слоя, соотношение объема осадков и испарения.
Способы самоочищения
Переработка органики в минеральные формы проходит несколькими способами. Каждый процесс имеет свои химические и биологические особенности и протекает по-разному. Разложение органических соединений в почвенном слое происходит под действием микроорганизмов, которые находятся в большом количестве в нем. Этот природный процесс может идти как аэробно (при участии кислорода), так и анаэробно, с помощью гнилостных бактерий, которые в кислороде не нуждаются.
Аэробный способ
Процесс происходит под действием бактерий, при участии кислорода. Органика, в основном азотсодержащая, распадается на простые минеральные соединения. Процесс этот называется аммонификацией, он характеризуется расщеплением протеинов до аминокислот, после – до сероводорода, индола, аммиака, скатола, эти вещества преобразуются в нитриты, а затем – в нитраты, которые уже могут усваиваться растениями. Процесс идет с выделением тепла, которое поглощается микроорганизмами. Параллельно с процессом аммонификации идет синтез гуминовых кислот, повышающих плодородие грунта.
Анаэробный способ
Происходит без присутствия кислорода, органику перерабатывают также бактерии. Процесс напоминает брожение, идет с поглощением энергии, в результате образуются органические спирты и кислоты, углекислота, метан, водород и другие газы, обычно имеющие неприятный запах.
Процессы самоочищения
Органика, поступающая в почву, сначала переводится в неорганические соединения и минеральные элементы, которые затем используются для питания растений. Остальное постепенно переходит в гумус.
Минерализация
Это процесс перевода органических соединений в минеральные элементы. Первый этап заключается в распаде белков, углеводов и жиров до более простых соединений – соответственно, аммиака, углекислоты и воды, глицерина и жирных кислот.
Нитрификация
Аммиак переводится в нитриты и азотистую кислоту, после этого – в нитраты и азотную кислоту. Этот процесс – нитрификация – делает азот доступным для всех растений и микроорганизмов, которые используют его для питания и строительства клеток.
В почве происходит и обратный процесс – денитрификация, это результат деятельности бактерий, которые восстанавливают аммиак из нитратов. Денитрификация обедняет почву азотом, уменьшая его доступность растениям.
Гумификация
Это заключительная стадия процессов перестройки остатков органики в гумусовые вещества, процесс происходит в верхних слоях почвы. Гумификация – совокупность биохимических реакций, которые происходят с помощью почвенных микроорганизмов, в результате которых получаются специфические гуминовые кислоты, фульвокислоты и их соли, органические кислоты, жирные кислоты, углеводы и соединения углерода. Гуминовые кислоты, как высокополимерные соединения, разлагаются медленнее, чем другие органические соединения, поэтому остаются и накапливаются в почве, становятся основой гумуса. Чем больше его в грунте, тем он считается плодороднее.
Образующийся под влиянием аэробных и анаэробных бактерий и грибов гумус имеет огромное агротехническое и санитарное значение. Гумус не гниет, не издает неприятный запах, не содержит инфекционных возбудителей.
Гигиеническое значение
Процессы самоочищения почвы необходимы не только для жизни растений, но имеют значение для сохранения здоровья животных и человека. Самоочищение начинается с того, что оказавшиеся в ней органические остатки, вместе с патогенами, яйцами гельминтов, фильтруются и под влиянием биологических, геохимических реакций нейтрализуются, уничтожаются и разлагаются. Тем самым они теряют способность к заражению. Самоочищение почвы уменьшает содержание в ней инфекционных патогенов, возбудителей заболеваний, которые передаются при контакте с почвой, остаются на зеленых частях растений и на плодах.
Из двух способов разложения – аэробного и анаэробного – предпочтителен аэробный, он протекает без выделения отравляющих или плохо пахнущих газов и веществ, которые ухудшают характеристики воды и воздуха. Аэробный способ самоочищения характерен для хорошо поглощающих воздух и воду, структурированных почв.
Способность почвы впитывать и захватывать органические компоненты, разлагать на простые вещества и минеральные элементы имеет первостепенное санитарно-гигиеническое значение. Если бы почва не обладала такой способностью, жизнь микроорганизмов и растений в ней стала бы невозможной. Чтобы процессы самоочищения протекали правильно и стабильно, необходимо, дабы поступление органических и синтетических остатков не превышало возможности почвы к самоочищению. При превышении органика не минерализуется, а загнивает, загрязняет грунт и воздух отравляющими газами.
Источник