Самоочищение почвы. Что такое самоочищение почвы.

Самоочищение почвы — это способность почвы минерализовать органические вещества и превращать их в безвредные органические и неорганические формы, которые могут быть поглощены растениями.

Заключительная стадия самоочищения почвы

Самоочищение почвы — довольно длительный и сложный процесс для природы. В ходе этого процесса вредные органические вещества преобразуются в полезные неорганические вещества. Все вредные вещества, попадающие в почву, через определенное время отфильтровываются и теряют все негативные и вредные свойства.

Почва характеризуется постоянным загрязнением, особенно ее недра. Этому способствует множество факторов. Различные остатки как химического, так и органического происхождения накапливаются в почве в больших количествах. В настоящее время существует несколько видов 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 — это естественный процесс. Он заключается в разложении вредных для почвы органических веществ и превращении их в полезные неорганические компоненты. В почве образуются следующие вещества: белки, жиры, углеводы, газы и минералы. Процесс самоочищения почвы — это длительный процесс, который не завершается за несколько дней. Часто он занимает десятилетия или даже столетия. На продолжительность процесса регенерации влияют химический состав почвы, ее физические свойства, а также флора и фауна, которые являются ее постоянными спутниками.

Очень важно, чтобы минерализация и гумификация почвы не прекращались. Почва, находящаяся вдали от крупных промышленных объектов, обладает большей способностью к восстановлению.

В каких случаях происходит самоочищение почвы

Загрязнение почвы может происходить тремя путями:

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.

Процессы самоочищения почвы

Почва обладает уникальными свойствами самоочищения. Это происходит благодаря микроорганизмам в почве. Содержание влаги, кислорода и физико-химические свойства также играют важную роль. Микроорганизмы в почве отфильтровывают вредные остатки, которые попадают в почву в виде неочищенной воды. Различные твердые частицы задерживаются в порах верхних слоев почвы.

— Животные и растительные остатки,

Скорость разложения зависит от содержания кислорода в почве. Аэробная или анаэробная обработка способствует разложению органических веществ.

Понятие и характеристика

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.

Очень важно, чтобы минерализация и гумификация почвы не прекращались. Почва, находящаяся вдали от крупных промышленных объектов, обладает большей способностью к восстановлению.

Процессы и виды самоочищения

Существует несколько типов самоочищения, каждый из которых зависит от определенных факторов и состояния почвы.

Аэробный способ. Первый этап базируется на образовании жирных кислот в грунте. Заключительная стадия начинает происходить, когда те самые жирные кислоты распадаются, преобразовываясь в метан, органический спирт и диоксид углерода. В случае если в грунте достаточно кислорода, процесс происходит незаметно. Но если его поступление ограничено, то в процессе распада жирных кислот выделяется достаточно неприятный запах.
Анаэробный способ. Данный процесс самоочищения возможен только в почве, которая страдает недостатком кислорода. Главная роль принадлежит анаэробным глинистым бактериям, которые выделяют в почву аммиак и сероводород.

Механизм самоочищения почвы состоит из трех процессов.

Минерализация. Данный этап самоочищения происходит как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Все вредные органические вещества разлагаются и обретают новую структуру.
Нитрификация. На данном этапе продукты распада окисляются и уже могут усваиваться растениями. Данный этап восстановления почвы может происходить только в процессе аэробного самоочищения грунта.
Гумификация – заключительная стадия. Основные, обеспечивающие правильное функционирование почвы вещества распались и преобразовались в гумус.

Почему опадают листья с денежного дерева. Денежное дерево почему опадают листья?

Давайте посмотрим, какие вещества и как трансформируются в почве в процессе самоочищения.

Углеводы. Данные вещества окисляются и преобразуются в углекислый газ и воду. После они образуют карбонат. Углеводами питаются различные организмы – микробы, черви, насекомые.
Белки. В процессе разложения белков в почве образуется аммиак или азотная кислота. Это зависит от того, есть ли в грунте кислород и в каком количестве. Процесс нитрификации очень важен, так как те вещества, которые образуются, питают растения и микроорганизмы.
Жиры. Этот элемент может разлагаться исключительно в почве, которая напитана кислородом. В ходе распада, гниения жиров в грунте образуются глицерин, серная, сульфатная, фосфорная кислоты.

По тому, как протекают процессы и стадии самоочищения и как разлагаются в почве вышеупомянутые вещества, можно оценить состояние и степень загрязнения почвы.

Для определения степени загрязнения почвы в лаборатории также учитывается уровень азота.

Гигиеническое значение

Одной из важнейших функций почвы является ее регенерация. Страшно представить, что может произойти, если остановить процесс минерализации, разложения органических веществ, процесс гумификации и образования гумуса. Для этого необходимо самоочищение почвы:

из грунта выводились вредные вещества;
уменьшалось количество микробов, бактерий, яиц различных вредных насекомых, в том числе и геогельминтов;
почва становилась пористой, увеличивался воздухообмен;
повышалась плодородность грунта путем образования гумуса;
сохранялись свойства грунта;
предотвращалось загрязнение окружающей среды.

Загрязнение почвы может не только повлиять на урожайность, но и привести к крупной экологической катастрофе. Если самоочищение прекращается, то токсичные и канцерогенные вещества, которые накапливались в почве годами и десятилетиями, очень быстро распространяются в окружающей среде. Изменение состава и состояния почвы приведет к исчезновению различных видов животных и растений. Воды станут загрязненными, что в конечном итоге может привести к исчезновению питьевой воды на планете.

Из всего этого можно сделать вывод, что самоочищение почвы — уникальное свойство почвы, но и все человечество должно стараться свести загрязнение к минимуму. Ресурсы и способность почвы к регенерации не безграничны. Наибольший ущерб наносят различные промышленные отходы. И если их количество не будет сокращено в ближайшее время, последствия могут быть очень плохими.

Российские химики придумали способ очистить почву от ядов с помощью растений

Химики из Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева и НИЦ «Курчатовский институт» разработали перспективный метод очистки почвы от тяжелых металлов. Они разработали специальные добавки, которые помогают растениям удалять эти токсичные элементы из почвы, не погибая от них.

Известно, что некоторые растения накапливают токсичные тяжелые металлы в почве. Это плохая новость, если мы хотим употреблять эти растения в пищу. И хорошая новость, если мы хотим использовать зеленых помощников для очистки почвы. Потому что токсичную биомассу, накопившую яд, извлеченный из почвы, можно сжечь, а пепел утилизировать.

Этот метод восстановления почвы называется фиторемедиацией. Он был изобретен в прошлом веке, но до сих пор дорабатывается и совершенствуется специалистами. Во-первых, ученые пытаются заставить растения более интенсивно удалять токсичные вещества из почвы. Во-вторых, им приходится компенсировать воздействие токсинов на сами очищающие растения. Понятно, что очищения не будет, если растения не будут расти и накапливать биомассу.

Читайте также: Эксперт назвал основные проблемы лесной отрасли России.

Российские химики работают над этим. Они изучали возможность использования клевера для очистки почвы от кадмия, никеля и меди. Поводом для исследования послужил запрос руководства заброшенной свалки, где в почве накопились эти загрязняющие вещества.

Клевер известен своей способностью связывать тяжелые металлы. Химики дополнительно обогатили его специальной добавкой, этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА), которая обычно используется для того, чтобы помочь растениям извлечь полезные минералы из почвы, но также, как было показано, действует на токсичные тяжелые металлы.

Однако у ЭДТА есть существенный недостаток: она настолько сильно разлагается в почве, что со временем сама становится загрязнителем. Поэтому исследователи протестировали другое соединение с не менее звучным названием гидроксиэтилидендифосфоновая кислота (OEDPh), которое легко разлагается в почве и полезно для растений.

Чтобы растение не слишком страдало от накопленных тяжелых металлов, биологи использовали вспомогательные добавки: фитогормоны и соли железа.

Растение страдает от накопленных токсинов, но это можно компенсировать специальными добавками.

Фото Анны Макаровой и др.

Чтобы проверить работоспособность смеси, экспериментаторы опустили в универсальную почву тяжелые металлы в тех количествах, которые наблюдались на свалке. Клевер выращивали в этой почве в течение 31 дня: одни растения с добавлением ЭДТА, другие — с О ЭДФ, а третьи (контрольные) — без добавок. Фитогормоны вносились путем орошения, а соли железа распылялись на листья.

Хлорид калия – удобрение для плодоношения, состав и применение на огороде. Хлористый калий удобрение для чего?

Было обнаружено, что ЭДТА лучше стимулирует накопление металла. Его содержание увеличилось почти в шесть раз по сравнению с контрольными образцами. Однако такое количество токсина значительно снижало биомассу растения.

С другой стороны, добавление ЭДТА увеличило концентрацию тяжелых металлов в растении всего в 2,6 раза. Однако этот эффект был практически нейтрализован применением фитогормонов и солей железа.

Однако OEDP обладал неожиданным и неприятным свойством. Почти все тяжелые металлы, поглощенные растением, накапливались в корнях, а не в побегах. В некоторых экспериментах содержание кадмия в «корнях» было в сто раз выше, чем в «побегах».

Этапы самоочищения почвы

Самоочищение почвы происходит в пять этапов:

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.
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.
Нитрификация позволяет аммиаку расщепляться до азотистой кислоты и нитритов. Такая смесь является полезной для роста растений.
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.
Брожение – анаэробный процесс, при котором идет процесс очищения с помощью поглощения энергии и образования зловонных газов.

Мероприятия по санитарной охране почвы

Специфика источников загрязнения почвы, их качественные и количественные характеристики определяют тактику санитара при проведении мероприятий по санитарной охране почвы.

Санитарная охрана почвы — это комплекс мероприятий (организационных, законодательных, технологических, санитарных или научных, санитарно-технических, градостроительных, планировочных, агротехнических), направленных на ограничение проникновения в почву инженерных, химических и биологических загрязнителей до уровня, который не нарушает процессов самоочищения почвы, не приводит к накоплению загрязнителей в растущих растениях в количествах, опасных для здоровья человека и животных, и не приводит к загрязнению атмосферного воздуха,

Целью охраны здоровья почвы является поддержание такого качества почвы, которое не является фактором передачи заразных заболеваний человека и животных и не приводит к прямому или косвенному загрязнению почвы ПХБ по экологическим цепочкам (почва — растение — человек — почва — растение — животное — человек — почва — воздух — человек — почва — вода — человек и т.д.), острому или хроническому отравлению с возможными долгосрочными последствиями.

Меры по защите здоровья почвы можно разделить на:

1) Законодательные, организационные и административные.

2) Технологические, с целью создания безотходных и малоотходных технологических производственных систем, снижающих или минимизирующих образование отходов и совершенствующих технологии обезвреживания отходов,

3) санитарно-техническая, с целью сбора, удаления, обеззараживания и утилизации отходов, загрязняющих почву (санитария),

4) градостроительные, включающие выбор земельного участка для строительства очистных сооружений, научную документацию и соблюдение размеров санитарно-защитных зон между очистными сооружениями и жилой зоной населенного пункта, жилыми и общественными зданиями и водозаборными узлами, а также выбор маршрутов движения специальных транспортных средств,

5) научные, с целью разработки санитарных норм оценки санитарного состояния почвы при наличии в ней органических, биологических (патогенные и условно-патогенные вирусы, бактерии, простейшие, яйца гельминтов) и химических (пестициды, тяжелые металлы, бенз(а)пирен и др.) загрязнителей.

Гигиеническое значение

Процессы самоочищения в почве имеют огромное значение не только для жизни растений, но и для здоровья человека и животных. Самоочищение предполагает, что органические остатки вместе с патогенными микроорганизмами и яйцами гельминтов фильтруются и нейтрализуются, разрушаются и разлагаются под воздействием биологических и геохимических реакций. Таким образом, они теряют способность к загрязнению. Самоочищение почвы снижает содержание инфекционных патогенов; патогены, передающиеся через контакт с почвой, остаются в зеленых частях растений и в плодах.

Из двух методов разложения, аэробного и анаэробного, предпочтительнее аэробное разложение, так как при нем не образуются токсичные или зловонные газы и вещества, разлагающие воду и воздух. Аэробное самоочищение характерно для почв, которые хорошо поглощают воздух и воду и являются структурированными.

Состав и использование удобрений NPK. Удобрение npk что это.

Агроном с 12-летним стажем. Лучший специалист на нашей даче.

Биодеградация органического вещества популяциями почвенных микроорганизмов является одним из важнейших механизмов самоочищения почвы от природных и синтетических соединений, постоянно поступающих в почву. Интенсивность минерализации и гумификации сильно зависит от количества биоразлагающих микроорганизмов, температуры и влажности почвы.

Способность почвы поглощать, связывать и разлагать органические вещества на простые вещества и минералы имеет огромное значение для гигиены. Если бы почва не обладала этой способностью, жизнь микроорганизмов и растений была бы невозможна. Для того чтобы процессы самоочищения функционировали правильно и устойчиво, важно, чтобы поступление органических и синтетических остатков не превышало способность почвы к самоочищению. Если она превышена, органические вещества не минерализуются, а разлагаются и загрязняют почву и воздух токсичными газами.

Этапы самоочищения почвы

Самоочищение почвы происходит в пять этапов:

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.
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.
Нитрификация позволяет аммиаку расщепляться до азотистой кислоты и нитритов. Такая смесь является полезной для роста растений.
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.
Брожение – анаэробный процесс, при котором идет процесс очищения с помощью поглощения энергии и образования зловонных газов.

Способы самоочищения

Превращение органических веществ в неорганические формы происходит по-разному. Каждый процесс имеет свои химические и биологические особенности и протекает по-разному. Разложение органических соединений в верхнем слое почвы осуществляется микроорганизмами, которые в большом количестве присутствуют в почве. Этот естественный процесс может быть как аэробным (с использованием кислорода), так и анаэробным, с использованием гнилостных бактерий, которым кислород не нужен.

Меры по улучшению плодородия каштановых почв и возможные ошибкиПродолжить чтение

Аэробный способ

Этот процесс осуществляется бактериями с помощью кислорода. Органический материал, который в основном содержит азот, расщепляется до простых неорганических соединений. Этот процесс называется аммонификацией и характеризуется распадом белков на аминокислоты, затем на сероводород, индол, аммиак, скатол, эти вещества превращаются в нитриты, а затем в нитраты, которые уже могут быть усвоены растениями. При этом процессе выделяется тепло, которое поглощается микроорганизмами. Параллельно с процессом аммонизации происходит синтез гуминовых кислот, которые повышают плодородие почвы.

Анаэробный способ

Это происходит в отсутствие кислорода, и органические элементы также перерабатываются бактериями. Процесс напоминает ферментацию с поглощением энергии, при этом образуются органические спирты и кислоты, углекислый газ, метан, водород и другие газы, которые обычно имеют неприятный запах.

Способы очистки природной среды от загрязнений нефтепродуктами

02.05.2014 Человечество уже давно занимается добычей полезных ископаемых и нефти. При этом процесс добычи сопровождается разрушением почвы и загрязнением окружающей среды. Это связано с тем, что в работе используется тяжелая техника, а нефтепродукты и другие вредные вещества попадают в почву, воду и воздух. Загрязнение также вызывается различными промышленными и транспортными операциями. Загрязнение окружающей среды происходит также при утечке нефти и нефтепродуктов из резервуаров и трубопроводов во время аварийных ситуаций.

Нефть является чрезвычайно опасным продуктом с экологической точки зрения. Она значительно подавляет жизненно важные процессы, которые обычно происходят в почвенных слоях и водоемах, резко подавляя их и направляя в другое русло. Пораженные участки могут восстановиться, но на это потребуются десятилетия. Быстрая и эффективная рекультивация почвы становится необходимой. При выборе методов обработки почвы необходимо учитывать множество факторов. Наиболее важными из них являются тип загрязнения и законодательные требования к качеству почвы. В некоторых случаях проводятся только выборочные процедуры с учетом будущего использования очищенной почвы. Оперативная очистка почвы, с другой стороны, снижает уровень загрязняющих веществ до нормы. Очищенная в ходе эксплуатации земля может быть использована для любых целей.

Давайте рассмотрим некоторые способы очистки природной среды от загрязнения нефтепродуктами: