Механизмы самоочищения почвы
Почва является естественным приемником всех отбросов жизнедеятельности человека и животных, кладбищем для животных и растительных систем Об этом писал еще в середине XIX в. гигиенист Рубнер. "Единственным местом, удовлетворяющим требованиям и предназначенным самой природой для восприятия органических отбросов, является почва.... и в почве даны все условия к тому, чтобы благодаря совершающимся в ней процессам различные органические вещества превратились в те же формы неорганических соединений, в виде которых они являются необходимым питательным материалом для растении". Эти процессы, описанные Рубнером, являются процессами самоочищения почвы, проис ходящими под действием целого ряда факторов (физических, химических и биологических).
Под действием физических факторов (солнце, УФЛ, высушивание, вымораживание) значительная часть патогенной микрофлоры погибает.
При загрязнении почвы жидкая часть органических отбросов фильтруется, а взвешенные в ней органические вещества, микроорганизмы, яйца гельминтов задерживаются в порах. Почвенные минеральные частицы адсорбируют на своей поверхности не только органику, но и растворенные в жидкости газы. В верхних слоях почвы, где сформирована нормальная почвенная микрофлора, актиномицеты, 1рибы, простейшие, черви, личинки мух происходят основные процессы самоочищения.
Минерализация органических веществ в почве может протекать как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Происходящие в анаэробных условиях процессы гниения и брожения органических веществ сопровождаются образованием вредных газов, загрязняющих атмосферный воздух. Поэтому при обезвреживании нечистот и отбросов, органических веществ, поступающих в почву, необходимо обеспечивать достаточный доступ кислорода в почвенные горизонты ( либо вспашка, рыхление пахотного слоя, либо внесение в почву соломы, хвороста, мелкого щебня).
При наличии кислорода аэробные микроорганизмы почвы разлагают углеводы до диокида углерода и воды, а в анаэробных условиях вначале образуются метан и другие вредные газы. Клетчатка растений тюке 1юлвср1ае1ся метановому брожению при завершении которого образуются гмииовыс вещества..
Жиры в почве под воздействием ферментов расщепляются на глицерин и жирные кислоты, которые в аэробных условиях распадаются до двуокиси углерода и волы, в анаэробных условиях их распад сопровождаема образованием сильно пахнущих летучих жирных кислот.
Минерализация белковых соединений совершается в два этапа. На первом этапе, который называется аммонификаций белки расщепляются на (полипиптиды, которые разрушаются (солнце, воздух и вода, плюс ферменты) до аминокислот, которые распадаются до аммиака и его солей. В анаэробных условиях образуется масса промежуточных продуктов распада белка характеризующихся сильным зловонным запахом: индол, скатол, меркаптан, летучие жирные кислоты.. В аэробных условиях процесс минерализации белка получил название нитрификации, в результате которого аммиак окисляется до азотистой кислоты, а последняя - до азотной. В итоге в почве образуются соли — нитриты и нитраты, сульфаты и карбонаты, фосфаты, которые являются необходимыми элементами питания растений. Следовательно, благодаря процессам самоочищения почвы органические вещества, (углеводы, белки, жиры) минерализуются в те формы соединений, которые являются необходимыми для развития растений и таким образом осуществляется круговорот веществ в природе.
Существенную роль в этом природном процессе играют микроорганизмы Nitrosomonas и Nitrobacter.
В результате сложного взаимодействия химических реакций, действия мезофильных и термофильных, аэробных и анаэробных микроорганизмов образуется сложное органическое вещество гумус, в состав которого входят гумины, углеводы, жиры, органические кислоты и целый ряд углеродистых соединений. Особенность гумуса состоит в том, что он не содержит патогенных микроорганизмов, яиц гельминтов, не способен загнивать и, следовательно, не может стать средой размножения микроорганизмов, прежде всего патогенных Особое значение в подавлении роста и развития нежелательной микрофлоры, в ее последующем отмирании имеет действие сапрофитных микроорганизмов, бактериофагов и антибиотиков. В результате этих сложных процессов почва становится эпидемиологически безопасной. Становится стабильным состав почвенного воздуха. Гумус является хорошим удобрением почвы, он медленно разлагается, постепенно усваивается растениями, обеспечивает плодородие почвы. Таким образом, процесс самоочищения почвы имеет черезвычайно важное значение для обеспечения эпидемиологической безопасности . До настоящего времени почвенные методы обезвреживания и утилизации фекально- хозяйственных отходов являются основными и повсеместно используются как в городах, так и в сельской местности. Более того, в настоящее время созданы очистные сооружения - искусственные экосистемы- биофильтры, метантанки, которые применяются для обезвреживания и утилизации сточных вод.