Η ρύπανση του εδάφους, κυρίως λόγω της ανθρώπινης οικονομικής δραστηριότητας, είναι πλέον σταθερή. Είναι όμως γνωστή και η έννοια του αυτοκαθαρισμού των εδαφών. Ας εξετάσουμε τι σημαίνει, τα χαρακτηριστικά και τους τρόπους με τους οποίους το έδαφος μπορεί να αυτοκαθαριστεί: αερόβιο, αναερόβιο, ανοργανοποίηση, νιτροποίηση και ύγρανση. Και επίσης η υγιεινή σημασία που αποκτά ο αυτοκαθαρισμός του εδάφους.
Έννοια και χαρακτηριστικά
Όταν μια ορισμένη ποσότητα τοξικών ενώσεων συσσωρεύεται στο έδαφος, η χημική του σύνθεση αλλάζει, η ακεραιότητα του γεωχημικού περιβάλλοντος διαταράσσεται και η μικροχλωρίδα αναστέλλεται. Από το έδαφος, το συσσωρευμένο νερό μπορεί να εισέλθει στα σώματα των ζώων και των ανθρώπων, γεγονός που οδηγεί σε αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία.
Ο αυτοκαθαρισμός του εδάφους είναι η ικανότητά του να ανοργανοποιεί ουσίες οργανικής προέλευσης, να τις μετατρέπει σε οργανικές και ορυκτές μορφές που δεν είναι επικίνδυνες από υγειονομική άποψη και αφομοιώνονται από τα φυτά.
Σε κάθε είδους έδαφος λαμβάνουν χώρα συνεχώς βιολογικές, φυσικές, χημικές και άλλες πολύπλοκες διεργασίες. Τα βακτήρια, τα πρωτόζωα και οι μύκητες στο έδαφος μπορούν να επεξεργαστούν μονοξείδιο του άνθρακα, φυτοφάρμακα και άλλες επιβλαβείς ενώσεις, μετατρέποντάς τα αργά σε μη τοξικές ουσίες.
Στον αυτοκαθαρισμό του εδάφους συμμετέχουν και τα ζώα του εδάφους: έντομα, γαιοσκώληκες, μύες, τυφλοπόντικες, σκάβουν σήραγγες στο έδαφος και το ανακατεύουν. Η ταχύτητα του καθαρισμού εξαρτάται από τις κλιματικές συνθήκες, την υγρασία και τη θερμοκρασία - όσο υψηλότερη είναι, τόσο πιο γρήγορα προχωρά η διαδικασία, επομένως στις νότιες περιοχές η γη καθαρίζεται πιο γρήγορα. Η κλίμακα και η φύση της ρύπανσης έχουν σημασία. Ο βαθμός αποστράγγισης, η βιοδραστικότητα και το πάχος της στιβάδας του χούμου και η αναλογία του όγκου της βροχόπτωσης προς την εξάτμιση έχουν σημαντική επίδραση.
Μέθοδοι αυτοκαθαρισμού
Η επεξεργασία της οργανικής ύλης σε ορυκτές μορφές γίνεται με διάφορους τρόπους. Κάθε διαδικασία έχει τα δικά της χημικά και βιολογικά χαρακτηριστικά και προχωρά διαφορετικά. Η αποσύνθεση των οργανικών ενώσεων στο στρώμα του εδάφους συμβαίνει υπό την επίδραση μικροοργανισμών που βρίσκονται σε μεγάλους αριθμούς σε αυτό. Αυτή η φυσική διαδικασία μπορεί να συμβεί τόσο αερόβια (με τη συμμετοχή οξυγόνου) όσο και αναερόβια, με τη βοήθεια σήψης βακτηρίων που δεν χρειάζονται οξυγόνο.
Αερόβια μέθοδος
Η διαδικασία λαμβάνει χώρα υπό την επίδραση βακτηρίων, με τη συμμετοχή οξυγόνου. Η οργανική ύλη, κυρίως αζωτούχα, διασπάται σε απλές ορυκτές ενώσεις. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται αμμωνοποίηση, χαρακτηρίζεται από τη διάσπαση των πρωτεϊνών σε αμινοξέα, στη συνέχεια σε υδρόθειο, ινδόλη, αμμωνία, σκατόλη, αυτές οι ουσίες μετατρέπονται σε νιτρώδη και στη συνέχεια σε νιτρικά άλατα, τα οποία μπορούν ήδη να απορροφηθούν από τα φυτά. Η διαδικασία περιλαμβάνει την απελευθέρωση θερμότητας, η οποία απορροφάται από τους μικροοργανισμούς. Παράλληλα με τη διαδικασία αμμωνοποίησης, γίνεται σύνθεση χουμικών οξέων, τα οποία αυξάνουν τη γονιμότητα του εδάφους.
Αναερόβια μέθοδος
Εμφανίζεται χωρίς την παρουσία οξυγόνου· η οργανική ύλη επεξεργάζεται επίσης από βακτήρια. Η διαδικασία μοιάζει με ζύμωση και συμβαίνει με την απορρόφηση ενέργειας, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό οργανικών αλκοολών και οξέων, διοξειδίου του άνθρακα, μεθανίου, υδρογόνου και άλλων αερίων που συνήθως έχουν δυσάρεστη οσμή.
Διαδικασίες αυτοκαθαρισμού
Η οργανική ύλη που εισέρχεται στο έδαφος μετατρέπεται πρώτα σε ανόργανες ενώσεις και ορυκτά στοιχεία, τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για τη διατροφή των φυτών. Το υπόλοιπο μετατρέπεται σταδιακά σε χούμο.
Ορυκτοποίηση
Αυτή είναι η διαδικασία μετατροπής οργανικών ενώσεων σε μεταλλικά στοιχεία. Το πρώτο στάδιο αποτελείται από τη διάσπαση των πρωτεϊνών, των υδατανθράκων και των λιπών σε απλούστερες ενώσεις - αντίστοιχα, αμμωνία, διοξείδιο του άνθρακα και νερό, γλυκερίνη και λιπαρά οξέα.
Αζωτοποίηση
Η αμμωνία μετατρέπεται σε νιτρώδη και νιτρώδες οξύ, στη συνέχεια σε νιτρικά και νιτρικό οξύ. Αυτή η διαδικασία - η νιτροποίηση - καθιστά το άζωτο διαθέσιμο σε όλα τα φυτά και τους μικροοργανισμούς που το χρησιμοποιούν για τη διατροφή και την κατασκευή κυττάρων.
Η αντίστροφη διαδικασία συμβαίνει επίσης στο έδαφος - απονιτροποίηση, αυτό είναι το αποτέλεσμα της δραστηριότητας των βακτηρίων που μειώνουν την αμμωνία από τα νιτρικά άλατα.Η απονιτροποίηση καταστρέφει το έδαφος από άζωτο, μειώνοντας τη διαθεσιμότητά του στα φυτά.
Ταμοποίηση
Αυτό είναι το τελικό στάδιο της διαδικασίας αναδιάρθρωσης των οργανικών υπολειμμάτων σε χουμικές ουσίες· η διαδικασία λαμβάνει χώρα στα ανώτερα στρώματα του εδάφους. Η χουμοποίηση είναι ένα σύνολο βιοχημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν με τη βοήθεια μικροοργανισμών του εδάφους, με αποτέλεσμα την παραγωγή συγκεκριμένων χουμικών οξέων, φουλβικών οξέων και των αλάτων τους, οργανικών οξέων, λιπαρών οξέων, υδατανθράκων και ενώσεων άνθρακα. Τα χουμικά οξέα, ως ενώσεις υψηλής περιεκτικότητας σε πολυμερή, αποσυντίθενται πιο αργά από άλλες οργανικές ενώσεις, επομένως παραμένουν και συσσωρεύονται στο έδαφος, αποτελώντας τη βάση του χούμου. Όσο περισσότερο βρίσκεται στο έδαφος, τόσο πιο γόνιμο θεωρείται.
Το χούμο που σχηματίζεται υπό την επίδραση αερόβιων και αναερόβιων βακτηρίων και μυκήτων έχει μεγάλη αγροτεχνική και υγειονομική σημασία. Ο χούμος δεν σαπίζει, δεν εκπέμπει δυσάρεστη οσμή και δεν περιέχει μολυσματικούς παράγοντες.
Υγιεινή αξία
Οι διαδικασίες αυτοκαθαρισμού του εδάφους είναι απαραίτητες όχι μόνο για τη ζωή των φυτών, αλλά είναι σημαντικές για τη διατήρηση της υγείας των ζώων και των ανθρώπων. Ο αυτοκαθαρισμός ξεκινά με το γεγονός ότι τα οργανικά υπολείμματα που βρίσκονται σε αυτό, μαζί με παθογόνα και αυγά ελμινθών, φιλτράρονται και, υπό την επίδραση βιολογικών, γεωχημικών αντιδράσεων, εξουδετερώνονται, καταστρέφονται και αποσυντίθενται. Έτσι, χάνουν την ικανότητα να μολυνθούν. Ο αυτοκαθαρισμός του εδάφους μειώνει την περιεκτικότητα σε μολυσματικά παθογόνα σε αυτό, παθογόνα που μεταδίδονται μέσω της επαφής με το έδαφος και παραμένουν στα πράσινα μέρη των φυτών και των καρπών.
Από τις δύο μεθόδους αποσύνθεσης - αερόβια και αναερόβια - προτιμάται η αερόβια· συμβαίνει χωρίς την απελευθέρωση δηλητηριωδών ή δύσοσμων αερίων και ουσιών που επιδεινώνουν τα χαρακτηριστικά του νερού και του αέρα. Η αερόβια μέθοδος αυτοκαθαρισμού είναι χαρακτηριστική για δομημένα εδάφη που απορροφούν καλά τον αέρα και το νερό.
Η ικανότητα του εδάφους να απορροφά και να δεσμεύει οργανικά συστατικά, να αποσυντίθεται σε απλές ουσίες και μεταλλικά στοιχεία είναι ύψιστης υγειονομικής και υγιεινής σημασίας. Αν το έδαφος δεν είχε αυτή την ικανότητα, η ζωή των μικροοργανισμών και των φυτών σε αυτό θα γινόταν αδύνατη. Για να προχωρήσουν σωστά και σταθερά οι διαδικασίες αυτοκαθαρισμού, είναι απαραίτητο η παροχή οργανικών και συνθετικών υπολειμμάτων να μην υπερβαίνει την ικανότητα αυτοκαθαρισμού του εδάφους. Σε περίπτωση υπέρβασης, η οργανική ύλη δεν μεταλλοποιείται, αλλά σαπίζει, μολύνοντας το έδαφος και τον αέρα με δηλητηριώδη αέρια.
