Что такое самоочищение почвы
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 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
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.
Самоочищение почвы: понятие, процессы, этапы, стадия очистки
Необходимые условия
Процесс самоочищения почвы зависит от:
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.
Самоочищение почвы: понятие, процессы, этапы, стадия очистки
Необходимые условия
Процесс самоочищения почвы зависит от:
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 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, от которых почва может очиститься
Для очищения почвы необходимо наличие следующих веществ в ее составе:
Чтобы помочь ускорению процесса, люди пользуются специальными методами, которые обогащают почву данными соединениями и веществами.
Такие методы применяются для ликвидации последствий аварий и катастроф. Также их можно найти в областях промышленности, связанных с переработкой химических продуктов. Делается это с целью снизить риск экологического вреда.
Очищение почвы происходит как в анаэробных, как и в аэробных условиях.
Для чего это нужно?
Любая земля (в том числе и специально подготовленные составы для выращивания рассады или различных видов домашних растений) может содержать множество опасных компонентов, среди которых встречаются следующие:
Даже при условии составления из чистых компонентов и в правильных условиях стоит обеззараживать покупной грунт, особенно если речь идет о посадке рассады или комнатных цветов, чувствительных к заболеваниям и вредителям.
Также обеззараживанию должны подвергаться смеси для рассадников, парников, теплиц, земля, на которой ранее располагались объекты, способные ее загрязнить и сделать непригодной или опасной для выращивания посадочного материала, плодовых или комнатных растений.
Этапы самоочищения почвы
Самоочищение почвы осуществляется в пять этапов:
Мероприятия по охране почвы, их эффективность.
Для предотвращения дальнейшей деградации и загрязнения почв необходимо выполнение следующих мероприятий:
— регулярная механизированная уборка проезжей части специализированными бригадами службы эксплуатации;
— обеспечение сбора загрязненного поверхностного стока с территории с последующей передачей его на очистные сооружения, исключающего проникновение загрязненных вод в почвы.
Предусмотренные проектом организованный сбор ливневых и талых вод, щадящие технологии обработки дорожного покрытия солями при борьбе с зимней скользкостью также в значительной степени способствуют снижению негативного воздействия на почвенный покров.
Мероприятия по санитарной охране почвыможно подразделить на:
1) законодательные, организационные и административные;
2) технологические, направленные на создание безотходных и малоотходных технологических схем производства, уменьшающих или снижающих до минимума образование отходов, а также улучшающих технологию обезвреживания отходов;
3) санитарно-технические, предусматривающие сбор, удаление, обеззараживание и утилизацию отходов, загрязняющих почву (санитарная очистка населенных мест);
4) планировочные, сущность которых заключается в выборе земельных участков для строительства очистных сооружений, научного обоснования и соблюдения величины санитарно-защитных зон (СЗЗ) между очистными сооружениями и селитебной территорией населенного пункта, жилыми и общественными зданиями и местами водозабора, выборе схем движения спецавтотранспорта;
5) научные, направленные на разработку гигиенических нормативов для оценки санитарного состояния почвы при поступлении органических, биологических (патогенные и условно-патогенные вирусы, бактерии, простейшие, яйца гельминтов) и химических (пестициды, тяжелые металлы, бенз(а)пирен и др.) загрязнителей.
Санитарно-технические мероприятия(санитарная очистка населенных мест) — это комплекс мероприятий, направленных на выполнение гигиенических требований к оборудованию и эксплуатации установок и сооружений, предназначенных для сбора, временного хранения, транспортировки, обезвреживания и утилизации твердых и жидких бытовых и промышленных отходов.
Все отходы делятся на две большие группы: жидкие и твердые. К жидким отходам относятся:
1) нечистоты из выгребов туалетов;
2) помои (от приготовления пищи, мытья посуды, полов, стирки белья и др.);
3) сточные воды — хозяйственно-фекальные (бытовые), промышленные, городские, атмосферные (ливневые и талые), а также грязная вода от мойки и полива тротуаров и проезжих частей улиц.
К твердым отходам относятся:
• мусор (бытовые отходы);
• отбросы (кухонные отходы);
• отходы лечебно-профилактических учреждений (в том числе специфические — использованный перевязочный материал, одноразовые системы для инфузий и шприцы, остатки лекарств, части органов и тканей после операций, трупы лабораторных животных и др.);
• отходы от других общественных учреждений (школ, детских дошкольных, средних и высших учебных заведений, офисов и др.);
• отходы предприятий общественного питания;
• отходы животного происхождения (трупы животных, навоз, пищевые конфискаты);
• отходы предприятий торговли;
• отходы промышленных предприятий;
• строительный мусор, городская почва;
Каждая группа отходов отличается условиями образования, качественным и количественным составом, определяющими гигиеническое и эпидемиологическое значение отходов, их опасность в отношении загрязнения почвы и ухудшения ее санитарного состояния. Поэтому каждая группа отходов специфична и требуются разные способы и сооружения для их сбора, временного хранения, своевременного удаления и, особенно, обезвреживания и утилизации. Даже отходы одной группы, иногда требуют специфических подходов и решений по их сбору, транспортировке и обезвреживанию.
Различают три системы удаления отходов, образующихся и накапливающихся в населенном пункте: сплавную, вывозную и смешанную.
Сплавную систему применяют в полностью канализованных населенных пунктах, в которых жидкие и частично твердые отходы сплавляются на очистные сооружения по системе труб. Такой способ удаления жидких и частично твердых отходов получил название канализации. Остальные твердые отходы вывозят специальным автотранспортом.
Вывозную системуиспользуют в неканализованных населенных пунктах. В этом случае жидкие и твердые бытовые отходы вывозят в места их обезвреживания и утилизации специальным автотранспортом. Такой способ удаления (вывоза) твердых отходов получил название санитарной очистки, а жидких — ассенизации (от фр. assenisation — оздоровление).
Смешанную систему применяют в частично канализованном населенном пункте. При такой системе жидкие отходы из канализованной части населенного пункта удаляют при помощи канализационной сети, из неканализованной — вывозят ассенизационным транспортом, а все твердые отходы вывозят транспортом для санитарной очистки. Таким образом, при всех системах удаления отходов во всех населенных пунктах твердые отходы вывозят, т. е. применяют вывозную систему санитарной очистки.
В современных населенных пунктах при наличии канализации все жидкие отходы сплавляют. После обезвреживания они попадают главным образом в поверхностные водоемы. При вывозной системе жидкие и твердые отходы обезвреживают преимущественно в почве. Поэтому вопросы гигиенических требований при сборе, удалении, обезвреживании и утилизации жидких и, частично, мелких твердых отходов при сплавной системе (канализации) рассмотрены в разделе, посвященном санитарной охране водоемов. Такие же вопросы в условиях вывозной системы освещены в разделе, посвященном санитарной охране почвы.
Санитарная очистка населенных мест. Для устранения эпидемиологической и санитарной опасности твердых отходов применяют комплекс научно обоснованных мероприятий — санитарную очистку населенных мест. Под санитарной очисткой населенных мест понимают комплекс планировочных, организационных, санитарно-технических и хозяйственных мероприятий по сбору, временному хранению, вывозу (транспортировке), обезвреживанию и утилизации твердых и жидких отходов, образующихся в населенных местах, в целях сохранения здоровья населения и общего благоустройства. Очистка населенных мест должна осуществляться в соответствии с проектом «Генеральной схемы очистки». Проект разрабатывает проектная организация, согласовывает с органами государственной санитарно-эпидемиологической службы. Утверждают его местные органы исполнительной власти.
Санитарная очистка населенного пункта должна быть плановой и не зависеть от отдельных лиц или учреждений. Кроме того, она должна быть регулярной. Отходы вывозят в теплый период года ежедневно, а в холодный — 1 раз в 1-3 сут. Максимальный срок хранения отходов на территории жилых и общественных зданий, в которых они образуются, обусловлен развитием процессов гниения и циклом развития мух, так как именно гниющие отходы привлекают самок мух для откладывания яиц и являются благоприятной средой для их развития.
Санитарная очистка должна быть коммунальной: ее организация возложена на местные органы исполнительной власти. За сбор, временное хранение и удаление твердых бытовых отходов отвечают органы коммунального хозяйства (комбинаты коммунальных предприятий или тресты), за соблюдение порядка при этом — органы милиции. Санитарно-эпидемиологическая служба осуществляет главным образом предупредительный надзор за первыми этапами очистки, проводя экспертизу проектов генеральной схемы санитарной очистки населенных мест. Санитарный врач не обязан постоянно следить за порядком сбора, временного хранения и своевременного вывоза отходов. В случае повышения уровня инфекционной заболеваемости населения санитарный врач должен обратиться с предложениями к органам власти по улучшению санитарного состояния населенного пункта, предварительно ознакомившись с организацией сбора, хранения и вывоза отходов, чтобы располагать объективным фактическим материалом. Кроме того, врач по коммунальной гигиене, изучая влияние санитарного состояния почвы на здоровье населения, должен оценить организацию сбора, хранения и вывоза отходов в населенном пункте в целом.
В большинстве стран мира принята планово-регулярная система очистки от твердых бытовых отходов. Суть ее состоит в том, что организация, отвечающая за очистку, регулярно, согласно утвержденному графику, в сроки, определенные санитарными требованиями, вывозит специальным автотранспортом отходы с территорий жилых и общественных зданий. Проведение планово-регулярной очистки нуждается в большой подготовительной работе и паспортизации объектов.
Очистка населенных мест от твердых бытовых отходов предусматривает 3 этапа: сбор и временное хранение твердых бытовых отходов; вывоз; обезвреживание и утилизацию. В зависимости от организации двух первых этапов различают две системы планово-регулярной очистки: планово-подворную и планово-поквартирную. При планово-подворной системе твердые бытовые отходы собирают в специальные мусоросборники, расположенные на оборудованных площадках на территории домовладений, а затем специальным автотранспортом по графику (1 раз в 1 — 3 сут) вывозят в места их обезвреживания и утилизации. Такая система требует отведения на территории жилых и общественных зданий площадок для временного хранения отходов, их соответствующего оборудования, достаточного количества мусоросборников, содержания их в надлежащем состоянии. При нарушении герметичности мусоросборников, отсутствии у них крышек, несвоевременном вывозе отходов, небрежной уборке площадок загрязняются атмосферный воздух и почва вокруг площадок, в мусоросборники попадают атмосферные осадки, повышая влажность отходов. Иногда для устранения этих недостатков оборудуют павильоны.
Как обрабатывать и чем после разных культур
Выбор методики зависит от количества дезинфицируемого грунта и выращиваемых культур. Если речь идет о нескольких литрах грунта для рассады, то проще использовать прокаливание или другое термическое воздействие, а затем обогатить грунт при помощи биологических средств, например, ЭМ-препаратов.
Заречный Максим Валерьевич
Агроном с 12-ти летним стажем. Наш лучший дачный эксперт.
Дезинфекция обязательно должна учитывать, какие растения росли на участке ранее, и какие планируется высадить после них, то есть севооборот. Выбор обезвреживания не должен вредить последующей культуре, например, нельзя использовать препараты на основе хлора, если высаживаемые растения его не переносят.