Zanieczyszczenie gleby, głównie spowodowane działalnością człowieka, trwa. Ale znane jest również coś takiego jak samooczyszczanie gleb. Zastanów się, co to oznacza, właściwości i sposoby samooczyszczania gleby: tlenowe, beztlenowe, mineralizacja, nitryfikacja i humifikacja. Oprócz higienicznego znaczenia, jakie nabiera gleba samooczyszczająca.
Koncepcja i charakterystyka
Kiedy w glebie gromadzi się pewna ilość związków toksycznych, zmienia się jej skład chemiczny, zostaje naruszona integralność środowiska geochemicznego i zahamowana zostaje mikroflora.Z gleby nagromadzone mogą dostać się do organizmów zwierząt i ludzi, co prowadzi do negatywnych skutków dla zdrowia.
Samooczyszczanie gleby - jej zdolność do mineralizacji substancji pochodzenia organicznego, przekształcania ich w formy organiczne i mineralne, które nie są niebezpieczne pod względem sanitarnym, przyswajane przez rośliny.
W glebie każdego rodzaju nieustannie zachodzą procesy biologiczne, fizyczne, chemiczne i inne złożone. Bakterie, pierwotniaki i grzyby w glebie mogą przetwarzać tlenek węgla, pestycydy i inne szkodliwe związki, powoli przekształcając je w substancje nietoksyczne.
W samooczyszczaniu gleby biorą udział także zwierzęta glebowe: owady, dżdżownice, ryjówki, krety, kopią doły w ziemi i ją mieszają. Szybkość oczyszczania zależy od warunków klimatycznych, wilgotności i temperatury – im jest wyższa, tym proces przebiega szybciej, dlatego w regionach południowych ziemia oczyszcza się szybciej.Skala i charakter zanieczyszczeń materii. Istotny wpływ ma stopień odwodnienia, bioaktywność i miąższość warstwy humusu, stosunek opadów i parowania.
Metody samooczyszczania
Przetwarzanie materii organicznej w formy mineralne odbywa się na kilka sposobów. Każdy proces ma swoją własną charakterystykę chemiczną i biologiczną i przebiega inaczej. Rozkład związków organicznych w warstwie gleby zachodzi pod wpływem mikroorganizmów, które są w niej licznie obecne. Ten naturalny proces może przebiegać zarówno tlenowo (z udziałem tlenu), jak i beztlenowo, przy pomocy bakterii gnilnych, które nie potrzebują tlenu.
Metoda aerobowa
Proces zachodzi pod wpływem bakterii, przy udziale tlenu. Substancje organiczne, głównie zawierające azot, rozkładają się na proste związki mineralne. Proces ten nazywa się amonifikacją, charakteryzuje się rozkładem białek na aminokwasy, następnie na siarkowodór, indol, amoniak, skatol, substancje te są przekształcane w azotyny, a następnie w azotany, które mogą być już wchłaniane przez rośliny.Proces przebiega z wydzielaniem ciepła, które jest absorbowane przez mikroorganizmy. Równolegle z procesem amonifikacji zachodzi synteza kwasów huminowych, które zwiększają żyzność gleby.
Metoda beztlenowa
Występuje bez obecności tlenu, materia organiczna jest również przetwarzana przez bakterie. Proces przypomina fermentację, idzie w parze z pochłanianiem energii, w wyniku czego powstają organiczne alkohole i kwasy, dwutlenek węgla, metan, wodór i inne gazy, zwykle o nieprzyjemnym zapachu.
Procesy samooczyszczające
Materiały organiczne dostające się do gleby są najpierw przekształcane w związki nieorganiczne i pierwiastki mineralne, które następnie wykorzystywane są jako pokarm dla roślin. Reszta stopniowo zamienia się w próchnicę.
Mineralizacja
To proces przekształcania związków organicznych w pierwiastki mineralne. Pierwszym etapem jest rozkład białek, węglowodanów i tłuszczów na prostsze związki – odpowiednio amoniak, dwutlenek węgla i wodę, glicerol i kwasy tłuszczowe.
Nitryfikacja
Amoniak jest przekształcany w azotyny i kwas azotawy, a następnie w azotany i kwas azotowy. Ten proces - nitryfikacja - udostępnia azot wszystkim roślinom i mikroorganizmom, które wykorzystują go do odżywiania i budowy komórek.
W glebie zachodzi również proces odwrotny - denitryfikacja, jest to efekt działania bakterii przywracających amoniak z azotanów. Denitryfikacja zuboża glebę w azot, zmniejszając jego dostępność dla roślin.
Upokorzenie
Jest to końcowy etap procesów restrukturyzacji resztek organicznych w substancje humusowe, proces zachodzi w górnych warstwach gleby. Humifikacja to zespół reakcji biochemicznych zachodzących przy udziale mikroorganizmów glebowych, w wyniku których otrzymuje się określone kwasy huminowe, kwasy fulwowe i ich sole, kwasy organiczne, kwasy tłuszczowe, węglowodany i związki węgla.Kwasy huminowe, jako związki wysokopolimerowe, rozkładają się wolniej niż inne związki organiczne, dlatego pozostają i gromadzą się w glebie, stając się podstawą próchnicy. Im więcej jest w glebie, tym bardziej jest żyzna.
Próchnica powstająca pod wpływem bakterii tlenowych i beztlenowych oraz grzybów ma duże znaczenie agrotechniczne i sanitarne. Humus nie gnije, nie wydziela nieprzyjemnego zapachu, nie zawiera czynników zakaźnych.
Wartość higieniczna
Procesy samooczyszczania gleby są niezbędne nie tylko dla życia roślin, ale są ważne dla zachowania zdrowia zwierząt i ludzi. Samooczyszczanie zaczyna się od tego, że znajdujące się w nim pozostałości organiczne wraz z patogenami, jajami robaków są filtrowane i pod wpływem biologicznych, geochemicznych reakcji neutralizowane, niszczone i rozkładane. W ten sposób tracą zdolność do zarażania.Samooczyszczanie gleby zmniejsza zawartość w niej patogenów zakaźnych, które przenoszone są przez kontakt z glebą, pozostają na zielonych częściach roślin i na owocach.
Spośród dwóch metod rozkładu – tlenowego i beztlenowego – preferowany jest tlenowy, przebiegający bez wydzielania toksycznych lub cuchnących gazów i substancji pogarszających właściwości wody i powietrza. Aerobowa metoda samooczyszczania jest typowa dla gruntów dobrze wchłaniających powietrze i wodę, strukturalnych.
Opinia eksperta
Biodegradacja materii organicznej przez glebowe populacje mikroorganizmów jest jednym z głównych mechanizmów samooczyszczania gleby ze związków naturalnych i syntetycznych stale do niej wprowadzanych. Intensywność mineralizacji i humifikacji w dużej mierze zależy od liczby mikroorganizmów ulegających biodegradacji, temperatury i wilgotności gleby.
Zdolność gleby do wchłaniania i wychwytywania składników organicznych, rozkładania się na proste substancje i pierwiastki mineralne ma ogromne znaczenie sanitarno-higieniczne. Gdyby gleba nie miała tej zdolności, życie w niej mikroorganizmów i roślin stałoby się niemożliwe. Aby procesy samooczyszczania przebiegały prawidłowo i stabilnie, konieczne jest, aby podaż pozostałości organicznych i syntetycznych nie przekraczała zdolności gleby do samooczyszczania. Po przekroczeniu materia organiczna nie mineralizuje, ale gnije, zanieczyszczając glebę i powietrze toksycznymi gazami.