De bodemverontreiniging, voornamelijk als gevolg van menselijke economische activiteit, is nu constant. Maar het concept van zelfzuivering van de bodem is ook bekend. Laten we eens kijken wat het betekent, de kenmerken en manieren waarop de bodem zichzelf kan reinigen: aëroob, anaëroob, mineralisatie, nitrificatie en humificatie. En ook het hygiënische belang dat bodemzelfreiniging krijgt.
Concept en kenmerken
Wanneer een bepaalde hoeveelheid giftige verbindingen zich in de bodem ophoopt, verandert de chemische samenstelling ervan, wordt de integriteit van de geochemische omgeving verstoord en wordt de microflora geremd. Vanuit de bodem kan het opgehoopte water de lichamen van dieren en mensen binnendringen, wat een negatief effect op de gezondheid heeft.
Zelfzuivering van de bodem is het vermogen om stoffen van organische oorsprong te mineraliseren, deze om te zetten in organische en minerale vormen die in hygiënische zin niet gevaarlijk zijn en door planten worden opgenomen.
In welke bodem dan ook vinden voortdurend biologische, fysische, chemische en andere complexe processen plaats. Bacteriën, protozoa en schimmels in de bodem kunnen koolmonoxide, pesticiden en andere schadelijke stoffen verwerken en deze langzaam omzetten in niet-giftige stoffen.
Ook bodemdieren nemen deel aan de zelfreiniging van de bodem: insecten, regenwormen, spitsmuizen, mollen; ze graven tunnels in de grond en mengen die. De snelheid van het reinigen hangt af van de klimaatomstandigheden, vochtigheid en temperatuur - hoe hoger het is, hoe sneller het proces verloopt, daarom reinigt de aarde zichzelf in de zuidelijke regio's sneller. De omvang en aard van de vervuiling zijn van belang. De mate van drainage, bioactiviteit en dikte van de humuslaag, en de verhouding tussen neerslagvolume en verdamping hebben een aanzienlijke invloed.
Zelfreinigende methoden
De verwerking van organisch materiaal tot minerale vormen vindt op verschillende manieren plaats. Elk proces heeft zijn eigen chemische en biologische kenmerken en verloopt anders. De afbraak van organische verbindingen in de bodemlaag vindt plaats onder invloed van micro-organismen die daarin in grote aantallen voorkomen. Dit natuurlijke proces kan zowel aëroob (met de deelname van zuurstof) als anaëroob plaatsvinden, met behulp van bederfelijke bacteriën die geen zuurstof nodig hebben.
Aërobe methode
Het proces vindt plaats onder invloed van bacteriën, met deelname van zuurstof. Organisch materiaal, dat voornamelijk stikstof bevat, wordt afgebroken tot eenvoudige minerale verbindingen. Dit proces wordt ammonificatie genoemd, het wordt gekenmerkt door de afbraak van eiwitten in aminozuren, vervolgens in waterstofsulfide, indool, ammoniak, skatol, deze stoffen worden omgezet in nitrieten en vervolgens in nitraten, die al door planten kunnen worden opgenomen. Het proces omvat het vrijkomen van warmte, die wordt geabsorbeerd door micro-organismen. Parallel aan het ammonificatieproces vindt er een synthese van humuszuren plaats, die de bodemvruchtbaarheid verhogen.
Anaërobe methode
Het gebeurt zonder de aanwezigheid van zuurstof; organische stof wordt ook door bacteriën verwerkt. Het proces lijkt op fermentatie en vindt plaats bij de opname van energie, resulterend in de vorming van organische alcoholen en zuren, kooldioxide, methaan, waterstof en andere gassen die gewoonlijk een onaangename geur hebben.
Zelfreinigende processen
Organisch materiaal dat de bodem binnendringt, wordt eerst omgezet in anorganische verbindingen en minerale elementen, die vervolgens worden gebruikt om planten te voeden. De rest verandert geleidelijk in humus.
Mineralisatie
Dit is het proces waarbij organische verbindingen worden omgezet in minerale elementen. De eerste fase bestaat uit de afbraak van eiwitten, koolhydraten en vetten in eenvoudiger verbindingen - respectievelijk ammoniak, kooldioxide en water, glycerol en vetzuren.
Nitrificatie
Ammoniak wordt omgezet in nitrieten en salpeterigzuur, en vervolgens in nitraten en salpeterzuur. Dit proces – nitrificatie – maakt stikstof beschikbaar voor alle planten en micro-organismen die het gebruiken om cellen te voeden en op te bouwen.
In de bodem vindt het omgekeerde proces ook plaats: denitrificatie, dit is het gevolg van de activiteit van bacteriën die ammoniak uit nitraten reduceren.Door denitrificatie wordt de stikstof in de bodem uitgeput, waardoor de beschikbaarheid ervan voor planten afneemt.
Humificatie
Dit is de laatste fase van het proces van het herstructureren van organische reststoffen tot humusstoffen; het proces vindt plaats in de bovenste lagen van de bodem. Humificatie is een reeks biochemische reacties die plaatsvinden met behulp van bodemmicro-organismen, resulterend in de productie van specifieke humuszuren, fulvinezuren en hun zouten, organische zuren, vetzuren, koolhydraten en koolstofverbindingen. Humuszuren ontbinden als hoogpolymeerverbindingen langzamer dan andere organische verbindingen, daarom blijven ze achter en hopen ze zich op in de bodem, waardoor ze de basis van humus worden. Hoe meer het in de grond zit, hoe vruchtbaarder het wordt beschouwd.
Humus gevormd onder invloed van aerobe en anaerobe bacteriën en schimmels is van groot agrotechnisch en sanitair belang. Humus rot niet, geeft geen onaangename geur af en bevat geen infectieuze agentia.
Hygiënische waarde
Zelfzuiveringsprocessen in de bodem zijn niet alleen noodzakelijk voor het plantenleven, maar zijn ook belangrijk voor het behoud van de gezondheid van dieren en mensen. Zelfzuivering begint met het feit dat de daarin aangetroffen organische resten, samen met ziekteverwekkers en wormeieren, worden gefilterd en, onder invloed van biologische, geochemische reacties, geneutraliseerd, vernietigd en afgebroken. Zo verliezen ze het vermogen om geïnfecteerd te raken. Zelfzuivering van de bodem vermindert het gehalte aan infectieuze ziekteverwekkers, ziekteverwekkers die worden overgedragen door contact met de bodem en op de groene delen van planten en fruit achterblijven.
Van de twee ontledingsmethoden - aëroob en anaëroob - verdient aëroob de voorkeur; het vindt plaats zonder de uitstoot van giftige of stinkende gassen en stoffen die de eigenschappen van water en lucht verslechteren. De aërobe methode van zelfreiniging is typisch voor gestructureerde bodems die lucht en water goed absorberen.
Het vermogen van de bodem om organische componenten te absorberen en vast te leggen, en af te breken in eenvoudige stoffen en minerale elementen, is van het grootste sanitaire en hygiënische belang. Als de bodem dit vermogen niet zou hebben, zou het leven van micro-organismen en planten daarin onmogelijk worden. Om zelfzuiveringsprocessen goed en stabiel te laten verlopen, is het noodzakelijk dat het aanbod van organische en synthetische reststoffen het zelfreinigende vermogen van de bodem niet overschrijdt. Bij overschrijding mineraliseert organisch materiaal niet, maar rot het, waardoor de bodem en de lucht worden vervuild met giftige gassen.
