Augsnes piesārņojums, galvenokārt cilvēku saimnieciskās darbības dēļ, šobrīd ir nemainīgs. Bet ir zināms arī augsnes pašattīrīšanās jēdziens. Apsvērsim, ko tas nozīmē, īpašības un veidus, kā augsne var pašattīrīties: aerobā, anaerobā, mineralizācija, nitrifikācija un humifikācija. Un arī higiēnas nozīme, ko iegūst augsnes pašattīrīšanās.
Jēdziens un īpašības
Augsnē uzkrājoties noteiktam daudzumam toksisko savienojumu, mainās tās ķīmiskais sastāvs, tiek izjaukta ģeoķīmiskās vides integritāte, tiek kavēta mikroflora. No augsnes uzkrātais ūdens var iekļūt dzīvnieku un cilvēku ķermeņos, kas negatīvi ietekmē veselību.
Augsnes pašattīrīšanās ir tās spēja mineralizēt organiskas izcelsmes vielas, pārvērst tās organiskās un minerālās formās, kas nav bīstamas sanitārajā izpratnē un ir augu asimilētas.
Jebkura veida augsnē pastāvīgi notiek bioloģiski, fizikāli, ķīmiski un citi sarežģīti procesi. Baktērijas, vienšūņi un sēnītes augsnē var pārstrādāt oglekļa monoksīdu, pesticīdus un citus kaitīgus savienojumus, lēnām pārvēršot tos netoksiskās vielās.
Augsnes pašattīrīšanā piedalās arī augsnes dzīvnieki: kukaiņi, sliekas, ķirbji, kurmji, viņi rok zemē tuneļus un sajauc to. Attīrīšanās ātrums ir atkarīgs no klimatiskajiem apstākļiem, mitruma un temperatūras – jo augstāks, jo ātrāk norit process, tāpēc dienvidu rajonos zeme ātrāk attīrās. Piesārņojuma vielas mērogs un raksturs. Būtiska ietekme ir drenāžas pakāpei, humusa slāņa bioaktivitātei un biezumam, kā arī nokrišņu daudzuma attiecībai pret iztvaikošanu.
Pašattīrīšanās metodes
Organisko vielu pārstrāde minerālu formās notiek vairākos veidos. Katram procesam ir savas ķīmiskās un bioloģiskās īpašības, un tas notiek atšķirīgi. Organisko savienojumu sadalīšanās augsnes slānī notiek mikroorganismu ietekmē, kas tajā sastopami lielā skaitā. Šis dabiskais process var notikt gan aerobā veidā (ar skābekļa piedalīšanos), gan anaerobā veidā, izmantojot pūšanas baktērijas, kurām skābeklis nav nepieciešams.
Aerobā metode
Process notiek baktēriju ietekmē, piedaloties skābeklim. Organiskās vielas, galvenokārt slāpekli saturošas, sadalās vienkāršos minerālu savienojumos. Šo procesu sauc par amonifikāciju, to raksturo olbaltumvielu sadalīšanās līdz aminoskābēm, pēc tam par sērūdeņradi, indolu, amonjaku, skatolu, šīs vielas pārvēršas par nitrītiem, bet pēc tam par nitrātiem, kurus jau var uzņemt augi. Process ietver siltuma izdalīšanos, ko absorbē mikroorganismi. Paralēli amonifikācijas procesam notiek humīnskābju sintēze, kas palielina augsnes auglību.
Anaerobā metode
Tas notiek bez skābekļa klātbūtnes, organiskās vielas apstrādā arī baktērijas. Process atgādina fermentāciju un notiek ar enerģijas uzsūkšanos, kā rezultātā veidojas organiskie spirti un skābes, oglekļa dioksīds, metāns, ūdeņradis un citas gāzes, kurām parasti ir nepatīkama smaka.
Pašattīrīšanās procesi
Organiskās vielas, kas nonāk augsnē, vispirms tiek pārveidotas par neorganiskiem savienojumiem un minerālelementiem, kurus pēc tam izmanto augu barošanai. Pārējais pamazām pārvēršas humusā.
Mineralizācija
Tas ir organisko savienojumu pārvēršanas process minerālos elementos. Pirmais posms sastāv no olbaltumvielu, ogļhidrātu un tauku sadalīšanas vienkāršākos savienojumos - attiecīgi amonjakā, oglekļa dioksīdā un ūdenī, glicerīnā un taukskābēs.
Nitrifikācija
Amonjaks tiek pārveidots par nitrītiem un slāpekļskābi, pēc tam par nitrātiem un slāpekļskābi. Šis process – nitrifikācija – padara slāpekli pieejamu visiem augiem un mikroorganismiem, kas to izmanto šūnu barošanai un veidošanai.
Apgrieztais process notiek arī augsnē - denitrifikācija, tas ir baktēriju darbības rezultāts, kas samazina amonjaku no nitrātiem.Denitrifikācija noārda augsni no slāpekļa, samazinot tā pieejamību augiem.
Humifikācija
Šis ir pēdējais posms organisko atlikumu pārstrukturēšanai humusvielās; process notiek augsnes augšējos slāņos. Humifikācija ir bioķīmisku reakciju kopums, kas notiek ar augsnes mikroorganismu palīdzību, kā rezultātā veidojas specifiskas humīnskābes, fulvoskābes un to sāļi, organiskās skābes, taukskābes, ogļhidrāti un oglekļa savienojumi. Humīnskābes kā augsta polimēra savienojumi sadalās lēnāk nekā citi organiskie savienojumi, tāpēc saglabājas un uzkrājas augsnē, kļūstot par humusa pamatu. Jo vairāk tas ir augsnē, jo auglīgāks tas tiek uzskatīts.
Humusam, kas veidojas aerobo un anaerobo baktēriju un sēnīšu ietekmē, ir liela agrotehniskā un sanitārā nozīme. Humuss nepūst, neizdala nepatīkamu smaku un nesatur infekcijas izraisītājus.
Higiēnas vērtība
Augsnes pašattīrīšanās procesi ir nepieciešami ne tikai augu dzīvībai, bet ir svarīgi dzīvnieku un cilvēku veselības saglabāšanai. Pašattīrīšanās sākas ar to, ka tajā atrodamās organiskās atliekas kopā ar patogēniem un helmintu olām tiek filtrētas un bioloģisku, ģeoķīmisku reakciju ietekmē neitralizētas, iznīcinātas un sadalītas. Tādējādi viņi zaudē spēju inficēties. Augsnes pašattīrīšanās samazina infekciozo patogēnu saturu tajā, patogēnus, kas tiek pārnesti saskarē ar augsni un paliek uz augu un augļu zaļajām daļām.
No divām sadalīšanās metodēm - aerobās un anaerobās - priekšroka dodama aerobai, tā notiek, neizdalot indīgas vai nepatīkami smakojošas gāzes un vielas, kas pasliktina ūdens un gaisa īpašības. Aerobā pašattīrīšanās metode ir raksturīga strukturētām augsnēm, kas labi absorbē gaisu un ūdeni.
Augsnes spēja absorbēt un uztvert organiskās sastāvdaļas, sadalīties vienkāršās vielās un minerālelementos ir ārkārtīgi svarīga sanitāri un higiēniski. Ja augsnei šādas spējas nebūtu, mikroorganismu un augu dzīve tajā kļūtu neiespējama. Lai pašattīrīšanās procesi noritētu pareizi un stabili, ir nepieciešams, lai organisko un sintētisko atlieku daudzums nepārsniegtu augsnes pašattīrīšanās spēju. Pārsniedzot, organiskā viela nevis mineralizējas, bet trūd, piesārņojot augsni un gaisu ar indīgām gāzēm.
