Самоочищення ґрунту: що це і як відбувається процес, види та основні етапи

Забруднення ґрунту, переважно через господарську діяльність людини, зараз триває постійно. Але також відоме таке поняття як самоочищення ґрунтів. Розглянемо, що воно означає, характеристики та способи, якими ґрунт може самоочищатися: аеробний, анаеробний, мінералізацію, нітрифікацію та гуміфікацію. А також гігієнічне значення, яке набуває самоочищення ґрунту.

Поняття та характеристика

При накопиченні певної кількості токсичних сполук у ґрунті її хімічний склад змінюється, порушується цілісність геохімічного середовища, відбувається пригнічення мікрофлори.З ґрунту накопичене може потрапляти в організми тварин і людей, що призводить до негативного впливу на здоров'я.

Самоочищення ґрунту - його здатність мінералізувати речовини органічного походження, перетворювати їх на безпечні в санітарному сенсі органічні та мінеральні форми, що засвоюються рослинами.

У ґрунті будь-якого типу постійно йдуть біологічні, фізичні, хімічні та інші складні процеси. Бактерії, що знаходяться в грунті, найпростіші та гриби можуть переробляти оксид вуглецю, пестициди та інші шкідливі сполуки, повільно перетворюючи їх на нетоксичні речовини.

У самоочищенні ґрунту беруть участь і ґрунтові тварини: комахи, дощові черв'яки, землерийки, кроти, вони риють ходи в землі та перемішують її. Швидкість очищення залежить від умов клімату, вологості та температури – чим вона вища, тим процес іде швидше, тому в південних регіонах земля самоочищується швидше.Мають значення масштаб та характер забруднення. Значний вплив мають ступінь дренованості, біоактивність та товщина гумусового шару, співвідношення об'єму опадів та випаровування.

Способи самоочищення

Переробка органіки на мінеральні форми проходить декількома способами. Кожен процес має свої хімічні та біологічні особливості та протікає по-різному. Розкладання органічних сполук у ґрунтовому шарі відбувається під дією мікроорганізмів, які знаходяться у великій кількості в ньому. Цей природний процес може йти як аеробно (за участю кисню), так і анаеробно, за допомогою гнильних бактерій, які кисню не потребують.

Аеробний спосіб

Процес відбувається під дією бактерій, за участю кисню. Органіка, в основному азотовмісна, розпадається на прості мінеральні сполуки. Процес цей називається амоніфікацією, він характеризується розщепленням протеїнів до амінокислот, після - до сірководню, індолу, аміаку, скатолу, ці речовини перетворюються на нітрити, а потім - на нітрати, які вже можуть засвоюватися рослинами.Процес йде із виділенням тепла, яке поглинається мікроорганізмами. Паралельно з процесом амоніфікації йде синтез гумінових кислот, що підвищують родючість ґрунту.

Анаеробний спосіб

Відбувається без присутності кисню, органіку переробляють також бактерії. Процес нагадує бродіння, йде з поглинанням енергії, у результаті утворюються органічні спирти та кислоти, вуглекислота, метан, водень та інші гази, які зазвичай мають неприємний запах.

Процеси самоочищення

Органіка, що надходить у ґрунт, спочатку переводиться в неорганічні сполуки та мінеральні елементи, які потім використовуються для живлення рослин. Решта поступово перетворюється на гумус.

Мінералізація

Це процес переведення органічних сполук у мінеральні елементи. Перший етап полягає в розпаді білків, вуглеводів і жирів до більш простих сполук - відповідно, аміаку, вуглекислоти та води, гліцерину та жирних кислот.

Нітрифікація

Аміак переводиться в нітрити та азотисту кислоту, після цього – в нітрати та азотну кислоту. Цей процес - нітрифікація - робить азот доступним для всіх рослин і мікроорганізмів, які використовують його для живлення та будівництва клітин.

У ґрунті відбувається і зворотний процес – денітрифікація, це результат діяльності бактерій, які відновлюють аміак із нітратів. Денітрифікація збіднює ґрунт азотом, зменшуючи його доступність рослинам.

Гуміфікація

Це заключна стадія процесів перебудови залишків органіки в гумусові речовини, процес відбувається у верхніх шарах ґрунту. Гуміфікація - сукупність біохімічних реакцій, що відбуваються за допомогою ґрунтових мікроорганізмів, в результаті яких виходять специфічні гумінові кислоти, фульвокислоти та їх солі, органічні кислоти, жирні кислоти, вуглеводи та сполуки вуглецю.Гумінові кислоти, як високополімерні сполуки, розкладаються повільніше, ніж інші органічні сполуки, тому залишаються та накопичуються у ґрунті, стають основою гумусу. Чим більше його в ґрунті, тим він вважається родючим.

Утворений під впливом аеробних та анаеробних бактерій та грибів гумус має величезне агротехнічне та санітарне значення. Гумус не гниє, не видає неприємного запаху, не містить інфекційних збудників.

Гігієнічне значення

Процеси самоочищення ґрунту необхідні не тільки для життя рослин, але мають значення для збереження здоров'я тварин та людини. Самоочищення починається з того, що органічні залишки, що опинилися в ній, разом з патогенами, яйцями гельмінтів, фільтруються і під впливом біологічних, геохімічних реакцій нейтралізуються, знищуються і розкладаються. Тим самим вони втрачають здатність до зараження.Самоочищення ґрунту зменшує вміст у ньому інфекційних патогенів, збудників захворювань, які передаються при контакті з ґрунтом, залишаються на зелених частинах рослин та на плодах.

З двох способів розкладання - аеробного та анаеробного - кращий аеробний, він протікає без виділення отруйних або погано пахнуть газів та речовин, які погіршують характеристики води та повітря. Аеробний спосіб самоочищення характерний для структур, що добре поглинають повітря і воду, структурованих грунтів.

Біодеградація органіки грунтовими популяціями мікроорганізмів - один з головних механізмів самоочищення грунту від природних і синтетичних сполук, що постійно надходять до нього. Інтенсивність мінералізації та гумифікації значною мірою залежить від кількості мікроорганізмів-біодеструкторів, температури та вологості ґрунту.

Здатність ґрунту вбирати і захоплювати органічні компоненти, розкладати на прості речовини та мінеральні елементи має першорядне санітарно-гігієнічне значення. Якби грунт не мав такої здатності, життя мікроорганізмів і рослин у ньому стало б неможливим. Щоб процеси самоочищення протікали правильно і стабільно, необхідно, щоб надходження органічних та синтетичних залишків не перевищувало можливості ґрунту до самоочищення. При перевищенні органіка не мінералізується, а загниває, забруднює ґрунт і повітря отруйними газами.

Рекомендуємо