Ô nhiễm đất, chủ yếu do hoạt động kinh tế của con người, hiện đang diễn ra thường xuyên. Nhưng khái niệm tự làm sạch đất cũng được biết đến. Chúng ta hãy xem ý nghĩa của nó, đặc điểm và cách thức mà đất có thể tự làm sạch: hiếu khí, kỵ khí, khoáng hóa, nitrat hóa và làm ẩm. Và tầm quan trọng về mặt vệ sinh mà việc tự làm sạch đất mang lại.
Khái niệm và đặc điểm
Khi một lượng hợp chất độc hại nhất định tích tụ trong đất, thành phần hóa học của nó thay đổi, tính toàn vẹn của môi trường địa hóa bị phá vỡ và hệ vi sinh vật bị ức chế. Từ đất, nước tích tụ có thể xâm nhập vào cơ thể động vật và con người, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe.
Khả năng tự làm sạch của đất là khả năng khoáng hóa các chất có nguồn gốc hữu cơ, chuyển đổi chúng thành các dạng hữu cơ và khoáng chất không nguy hiểm về mặt vệ sinh và được thực vật đồng hóa.
Trong bất kỳ loại đất nào, các quá trình sinh học, vật lý, hóa học và các quá trình phức tạp khác đều liên tục diễn ra. Vi khuẩn, động vật nguyên sinh và nấm trong đất có thể xử lý carbon monoxide, thuốc trừ sâu và các hợp chất có hại khác, từ từ biến chúng thành các chất không độc hại.
Động vật đất cũng tham gia vào quá trình tự làm sạch đất: côn trùng, giun đất, chuột chù, chuột chũi; chúng đào đường hầm trong lòng đất và trộn đều. Tốc độ làm sạch phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, độ ẩm và nhiệt độ - nhiệt độ càng cao thì quá trình diễn ra càng nhanh, do đó ở các khu vực phía Nam trái đất tự làm sạch nhanh hơn. Quy mô và tính chất của vấn đề ô nhiễm. Mức độ thoát nước, hoạt tính sinh học và độ dày của lớp mùn cũng như tỷ lệ giữa lượng mưa và lượng bốc hơi có ảnh hưởng đáng kể.
Phương pháp tự làm sạch
Việc xử lý chất hữu cơ thành dạng khoáng chất xảy ra theo nhiều cách. Mỗi quá trình có đặc điểm hóa học và sinh học riêng và tiến hành khác nhau. Sự phân hủy các hợp chất hữu cơ trong lớp đất xảy ra dưới tác động của các vi sinh vật có số lượng lớn trong đó. Quá trình tự nhiên này có thể xảy ra cả trong điều kiện hiếu khí (với sự tham gia của oxy) và kỵ khí, với sự trợ giúp của vi khuẩn khử hoạt tính không cần oxy.
Phương pháp hiếu khí
Quá trình xảy ra dưới tác động của vi khuẩn, với sự tham gia của oxy. Chất hữu cơ, chủ yếu chứa nitơ, phân hủy thành các hợp chất khoáng đơn giản. Quá trình này được gọi là quá trình amoni hóa, nó được đặc trưng bởi sự phân hủy protein thành axit amin, sau đó thành hydro sunfua, indole, amoniac, skatole, những chất này được chuyển thành nitrit, sau đó thành nitrat, thực vật có thể hấp thụ. Quá trình này liên quan đến việc giải phóng nhiệt, được hấp thụ bởi các vi sinh vật. Song song với quá trình amoni hóa là quá trình tổng hợp axit humic làm tăng độ phì của đất.
Phương pháp kỵ khí
Nó xảy ra mà không có sự hiện diện của oxy; chất hữu cơ cũng được xử lý bởi vi khuẩn. Quá trình này giống như quá trình lên men và xảy ra với sự hấp thụ năng lượng, dẫn đến sự hình thành rượu và axit hữu cơ, carbon dioxide, metan, hydro và các loại khí khác thường có mùi khó chịu.
Quá trình tự làm sạch
Chất hữu cơ đi vào đất trước tiên được chuyển hóa thành các hợp chất vô cơ và các nguyên tố khoáng, sau đó được sử dụng làm thức ăn cho cây trồng. Phần còn lại dần dần biến thành mùn.
khoáng hóa
Đây là quá trình chuyển đổi các hợp chất hữu cơ thành các nguyên tố khoáng. Giai đoạn đầu tiên bao gồm sự phân hủy protein, carbohydrate và chất béo thành các hợp chất đơn giản hơn - tương ứng là amoniac, carbon dioxide và nước, glycerol và axit béo.
Nitrat hóa
Amoniac được chuyển đổi thành nitrit và axit nitơ, sau đó thành nitrat và axit nitric. Quá trình này - quá trình nitrat hóa - làm cho nitơ có sẵn cho tất cả thực vật và vi sinh vật sử dụng nó để nuôi sống và xây dựng tế bào.
Quá trình ngược lại cũng xảy ra trong đất - khử nitrat, đây là kết quả hoạt động của vi khuẩn khử amoniac từ nitrat.Quá trình khử nitơ làm cạn kiệt lượng nitơ trong đất, làm giảm khả năng cung cấp nitơ cho cây trồng.
Làm nhục
Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình chuyển hóa dư lượng hữu cơ thành chất humic, quá trình xảy ra ở các lớp trên của đất. Làm ẩm là một tập hợp các phản ứng sinh hóa xảy ra với sự trợ giúp của vi sinh vật đất, dẫn đến việc sản xuất các axit humic, axit fulvic và muối, axit hữu cơ, axit béo, carbohydrate và hợp chất carbon của chúng. Axit humic, là hợp chất polyme cao, phân hủy chậm hơn các hợp chất hữu cơ khác, do đó chúng tồn tại và tích tụ trong đất, trở thành nền tảng của mùn. Càng có nhiều trong đất thì nó càng được coi là màu mỡ.
Đất mùn được hình thành dưới tác động của vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí và nấm có tầm quan trọng lớn về kỹ thuật nông nghiệp và vệ sinh. Mùn không bị thối, không có mùi khó chịu và không chứa tác nhân lây nhiễm.
Giá trị vệ sinh
Quá trình tự làm sạch đất không chỉ cần thiết cho đời sống thực vật mà còn quan trọng để duy trì sức khỏe của động vật và con người. Quá trình tự làm sạch bắt đầu bằng việc các chất cặn hữu cơ có trong đó, cùng với mầm bệnh và trứng giun sán, được lọc và dưới tác động của các phản ứng sinh học, địa hóa sẽ được trung hòa, tiêu diệt và phân hủy. Vì vậy, họ mất khả năng bị nhiễm bệnh. Tự làm sạch đất làm giảm hàm lượng mầm bệnh truyền nhiễm trong đó, mầm bệnh lây truyền qua tiếp xúc với đất và tồn tại trên các phần xanh của cây và quả.
Trong hai phương pháp phân hủy - hiếu khí và kỵ khí - hiếu khí là thích hợp hơn, nó xảy ra mà không giải phóng khí độc hoặc có mùi hôi và các chất làm xấu đi đặc tính của nước và không khí. Phương pháp tự làm sạch hiếu khí là điển hình cho các loại đất có cấu trúc hấp thụ tốt không khí và nước.
Khả năng đất hấp thụ và thu giữ các thành phần hữu cơ, phân hủy thành các chất đơn giản và các nguyên tố khoáng có tầm quan trọng vệ sinh và vệ sinh tối cao. Nếu đất không có khả năng này thì sự sống của vi sinh vật và thực vật trong đó sẽ không thể tồn tại được. Để quá trình tự làm sạch diễn ra chính xác và ổn định, việc cung cấp dư lượng hữu cơ và tổng hợp không vượt quá khả năng tự làm sạch của đất. Khi vượt quá, chất hữu cơ không bị khoáng hóa mà thối rữa, gây ô nhiễm đất và không khí bằng khí độc.
