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.
