Статья на тему "Перспективы использования осадков сточных вод в агрофитоценозах"

УДК: 631.879.25

Сусарева А.А.

Магистр 1 курса

«РГАТУ имени П.А. Костычева»

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД

В АГРОФИТОЦЕНОЗАХ

Ключевые слова: агрофитоценоз, экологическая проблема, осадок сточных вод.

1.Введение (актуальность темы)

Актуальной экологической проблемой современности является целесообразное пользование природными ресурсами. Данную проблему вполне возможно разрешить средствами эффективной переработки и использования отходов. В этом конкретном случае следует рассмотреть применение осадка сточных вод.

Наиболее часто встречающимся приемом утилизации осадка сточных водявляется их захоронение на спецполигонах. Но следует иметь в виду, что данный способ приводит к неразумному и расточительному использованию органики - веществ, входящих в состав осадков, ухудшению природной взаимосвязи в использовании минеральной органики. Кроме того, такое решение с экономической и экологической точек зрения невыгодно. Поскольку, в конечном итоге, приводит к дополнительному возведению дорогостоящих объектов, позволяющих утилизировать твердые осадки.

Возможность использования минеральной органики, входящей в состав осадков сточных вод как специфических органических удобрений параллельно позволяет решить экологическую задачу их утилизации.

Такой способ утилизации имеет хорошую перспективу для реализации в России, поскольку значение использования осадков сточных вод в промышленности близко к 6% от их общего объема, тогда как в странах Европы и мира этот показатель приближается к 40% использования осадков сточных вод.

Именно поэтому научные поиски в данном направлении востребованы и перспективны. При этом не следует забывать об агрономической продуктивности и результативности, а также экологической безопасности разработок.

2.методика исследования (схема, исследования)

Методика проведения исследований и условия их осуществления предполагают обязательный учет климатических и почвенныххарактеристик на определенной местности. Кроме того, важными условиями проведения исследования следует обозначитьпараметры метеорологических, агрономическихпоказателей, таких как: средняя годовая сумма осадков, сумма активных температур, длительность вегетационного периода и др.

В методику проведения исследований следует включитьопределение уровня роста и развития растений, состава урожая, агрохимических индексов почвы.

Исследование перспективы использования осадка сточных вод вагрофитоценозах предполагает изучение широкого круга тематической научной литературы.

3.обзор литературы

Так, например, авторы научной работы «Экологическая эффективность действия осадков сточных вод при возделывании рапса ярового»[1] кандидат биологических наук, доцент кафедры химии Новосибирского государственного аграрного университета Кусакина Н.А., и Чемерис М.С. доктор биологических наук, профессор кафедры химии Новосибирского государственного аграрного университета, рассматривая перспективу экологических биотехнологий обосновали уместность использования осадков сточных вод в совокупности с микробиологическим препаратом «Бак Сиб-ЭМ».

В работе «Агроэкологическая эффективность использования осадка сточных вод и вермикомпостов в агроценозе овса посевного»[2] сделаны предложения по биоизменениям осадка сточных вод в очистных сооружениях в органические, обогащенные минералами удобрения. Рекомендовано рассматриваниес экологической точки зрения результативности применения удобрения в посевах овса.

В качестве результатов выявлено воздействие дегидратированного осадка сточных вод и вермикомпостов на производительность овса. Применение осадка сточных вод и вермикомпостов характеризуется увеличением количества составляющих урожайности овса и вследствие этого, нарастанием биоэффективности агрофитоценоза, что подтверждает целесообразность применения осадка сточных вод как удобрения.

В статье «Влияние органоминеральных удобрений на основе ОСВ и цеолита на продуктивность агроценоза ярового рапса»[3] говорится об использовании органических минеральных удобрений на базе осадка сточных вод очистных сооружений на выработанных торфяниках.Оно благоприятствует повышениюколичества подвижного фосфора на 61,5-90,7%, обменного калия – на 18,1-51,9%, кроме того, понижению рН с 5,2 до 5,5-5,8. Изменение в лучшую сторону агрохимических параметров оказало позитивноевоздействие на рост ярового рапса, в результате этого урожайность семян возросла на 61-122% в сопоставлении с контрольным экспериментом.

Статья«Агроэкологическое действие осадка сточных вод и его смесей с цеолитом на агроценозы масличных культур»[4]рассматривает итоги изысканий, информирующих осозданиирезультативных и экологически неопасных способов использования осадков сточных вод привыращивании сельскохозяйственной продукции.

Кроме того, полевой опытисследует органоминеральные удобрения, составляющиеосадок сточных вод и цеолит – естественный сорбент, имеющий возможностьвпитывать загрязняющие компонентыиз-за способности проявлять ёмкость катионного обмена. Используемые удобрения позволили увеличить линейныерезультаты и активировать фотосинтетическиеявления в растенияхподсолнечникаи ярового рапса, и, вследствие этого, увеличить результативностьагроценозов масличных культур. Выявлено повышение роста растений ярового рапса опытных групп на 75,0–89,4%, площади листовой поверхности в период цветения – до 2,2 раз, числа стручков на одном растении – на 14,2–38,3%, числа семян на одном растении – на 41,2–65,8%. Значительные итогиудалось получитьс внесением осадка сточных вод и цеолита в размерах 9 и 6,75 т/га соответственно, т.е. в пропорции 1:075. Результативность маслосемян ярового рапса вышла за показатели контрольной группы на 93%. Выявлено, использование органоминеральных удобрений на базе осадка сточных вод и цеолита относится крезультативным методам утилизации отходов из-заиспользования биогенных компонентов в биологических круговоротах элементов.

С точки зрения перспективы использования осадка сточных вод в агрофитоценозах интересны способы утилизации осадков сточных вод, проблема состава осадков, регламенты применения осадков сточных вод в сельском хозяйстве, рассматривающиеся в исследованиях.

Известно, что осадки сточных вод - активный биопродукт получаемый после очистных сооружений и шламы, выработанные в ходе физико-химической очистки.[5]

Данные, полученные Л.Л. Гольдфарбом, И.С. Туровским, С.Д. Беляевой объем осадков на станциях аэрации достигает 1% от объема сточной жидкости.[6]

По утверждениям В.А. Касатикова, С.М. Касатиковой, Л.Л. Гольдфарба, В.М. Перелыгина способ переработки осадков сточных вод, предусматривающий их сбраживание, а затем подсушивание на специально оборудованных площадках, считается довольно широко известным и в России, и в мире. Объем производимых таким способом осадков достигает около 80% от полного объема.[7]

На сегодняшний день известны способы утилизации осадков сточных вод, среди которых чаще всего используется размещение их на спецполигонах.

Довольно хорошо известным методом утилизации осадков сточных вод значится их сжигание. В наши дни сжигается около 5% осадков сточных вод в Великобритании, а в Дании около 30%.[8]

Размещение и сжигание осадков сточных вод на спецполигонах - дело затратное, но рациональное применение их как удобрения известно как максимально обоснованное с экономической точки зрения, обеспечивающее возврат в почву необходимых элементов питания.[9]

У нас в стране первоначальные эксперименты по исследованию удобряющих качеств осадков сточных вод проводились П.С. Севостьяновым в 30-х годах прошлого века. После этих опытов ученый сделал выводы о том, что осадки сточных вод вполне можно сравнить с минеральными удобрениями и навозом. Сходные заключения сделаны и другими учеными.

Например, данные В.И. Усенко (2000) указывают на то, что осадки сточных вод и навоз имеют эквивалентное значение как источники азота для растений и органического вещества для почвы.[10] В общем, осадки сточных вод определяются как азотно-фосфорные органоминеральные удобрения.[11]

Данные, приводимые  ВОЗ, в аграрном секторе Франции, Нидерландов, США, Польши, Швейцарии и Германии используют соответственно 24, 35, 40, 50, 74 и 40% общего объема накопившихся осадков сточных вод. В нашей стране как удобрения в совокупности используется около 5% осадков.[12]

Значимым аргументом, тормозящим применение осадков сточных вод в качестве специфических удобрений является наличие в них большого объема тяжелых металлов, органических и минеральных кислот, фенолов, полиароматических углеводородов. Количественное и качественное содержание осадков сточных вод зависит чаще всего от источника их возникновения.

Так как тяжелые металлы располагаются на главном месте в списке очень опасных токсинов в агроэкосистеме, степень их содержания в составе считается одной из мер доброкачественности осадка для применения в качестве удобрения.[13]

Так, в исследовании Н.Б. Прониной (2001) даны экологические нормы на состав тяжелых металлов в отходах, применяемых как органические удобрения, также в компостах на их базе (мг/кг): кадмий - 20, кобальт - 100; хром - 750, медь - 1000, ртуть - 16, марганец - 300, молибден - 50, никель -300, свинец - 750,цинк - 2500.[14]

 

ВЫВОДЫ

Перспективы использования осадка сточных вод в агрофитоценозах рассматриваются в рамках решения экологической проблемы современности. Ее вполне возможно разрешить средствами эффективной переработки и использования отходов.

Возможность использования минеральной органики, входящей в состав осадков сточных вод как специфических органических удобрений параллельно позволяет решить экологическую задачу их утилизации.

Такой способ утилизации имеет хорошую перспективу для реализации в России, поскольку значение использования осадков сточных вод в российской промышленности невелико.

Именно поэтому научные поиски в данном направлении востребованы и перспективны. При этом не следует забывать об агрономической продуктивности и результативности, а также экологической безопасности разработок.

5. Библиграфический список

1.      Виноградов Д.В., д. б. н., профессор, зав. кафедрой, Василева В.М., д. с.-х. н., профессор, Макарова М.П., к. б. н., Кочуров Б.И., д. г. н., профессор, Лупова Е.И., к. б. н., доцент. «Агроэкологическое действие осадка сточных вод и его смесей с цеолитом на агроценозы масличных культур».//Теоретическая и прикладная экология. №3.2019. Стр.127-133.

2.      Гольдфарб Л.Л. К вопросу об утилизации термически высушенного осадка городских сточных вод в качестве удобрения/ Л.Л. Гольдфарб, Т.А. Барменкова, И.С. Туровский. - Волгоград, 1979. - С. 25-30.

3.      Гольдфарб Л.Л. Опыт утилизации городских сточных вод в качестве удобрения / Л.Л.. Гольдфарб И.С. Туровский, С.Д. Беляева. - М.: Стройиздат, 1983. - 58 с.

4.      Гринь A.B. Содержание свинца в растениях и почвах (вегетационный опыт) / A.B. Гринь // Бюлл. Почв, ин-та ВАСХНИЛ. - 1981. - № 27. -С. 30-33.

5.      Гугняев И.П. Использование осадков сточных вод в качестве удобрений сельскохозяйственных культур/ И.П. Гугняев, О.С. Куликова, А.И. Куликов. - М.: Изд-во ВНИИТиМ, 1983. - 63 с.

6.      Гюнтер, Л.И. Требования к качеству осадков и метод их подготовки и размещения в окружающей среде/ Л.И. Гюнтер, С.Д. Беляева// 4-й международный конгресс «Вода экология и технология», Экватек - 2000. -М., 2000. -С. 496-497; Титова В.И. Использование осадков промышленно-бытовых сточных вод в почвогрунтах для зеленого строительства / В.И. Титова, Л.Д. Варламова // Агрохимия. - 2006. - № 2. - С. 44-50.

7.      Давыдов A.C. Продуктивность культур севооборота и качество растениеводческой продукции в зависимости от норм внесения стоков/ A.C. Давыдов, Р.П. Воробьева// Агроэкологические исследования по использованию сточных вод, их осадков и животноводческих стоков для орошения и удобрения сельхозугодий. - Барнаул, 1997. - С. 207-211.

8.      Евилевич А.Э. Утилизация осадков сточных вод / А.Э. Евилевич, М.А. Евилевич. - Л.: Стройиздат, 1988.

9.      Жукова Л.А. Осадки сточных вод в качестве удобрения / Л.А. Жукова // Химизация сельского хозяйства. - 1988. -№ 10. - С. 35-39.

10.  Касатиков В.А. Технологические свойства термофильно-сброженных осадков городских сточных вод и особенности их применения в зерновом звене севооборота / В.А. Касатиков // Агрохимия. - 1990. - № 2. - С.92-97.

11.  Кирьянов Д.П. Действие и последействие осадка сточных вод и навоза на агрохимические свойства светло-серой лесной почвы / Д.П. Кирьянов // Агрохимический вестник. - 2011. - № 6. - С. 22-23.

12.  Кусакина Н.А., Чемерис М.С. Экологическая эффективность действия осадков сточных вод при возделывании рапса ярового. // Мир науки, культуры, образования. 2012. №2(33), стр. 342-343.

13.  Макарова М.П., Виноградов Д.В.Влияние органоминеральных удобрений на основе ОСВ и цеолита на продуктивность агроценоза ярового рапса.// Вестник Рязанского Государственного Агротехнологического Университета им. П.А. Костычева .№ 3 (19). 2013. стр.109-112.

14.  Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии / В.Г. Минеев. - М.: Изд-воМГУ, 1988.-285 с.

15.  Применение обработанных химическими реагентами осадков сточных вод в качестве удобрения (рекомендации) / В.А.. Касатиков [и др.]. - Владимир, 1986.-32 с.

16.    Пронина Н.Б. Экологические стрессы (причины, классификация, тестирование, физиолого-биохимические механизмы) / Н.Б. Пронина. - М.: Изд-во МСХА, 2001. - 312 с.

17.  Технологии обращения с отходами (интерактивный курс): Учебное пособие/ В.А. Раскатов [и др.]. - М.: Изд-во РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, 2010. - 112 с.

18.  Удобрения в интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур. - М.: Агропромиздат, 1991. - 154 с.

19.  Хабарова Т.В., Виноградов Д.В., Кочуров Б.И., Левин В.И.,  Бышов Н.В. «Агроэкологическая эффективность использования осадка сточных вод и вермикомпостов в агроценозе овса посевного».// Юг России: экология, развитие. 2018;13 (2):132-143. https://doi.org/10.18470/1992-1098-2018-2-132-143

20.  Цветков В.И. Трехлетний опыт эксплуатации завода сжигания осадков сточных вод в Санкт-Петербурге/ В.И. Цветков, А.Г.Куприянов// 4-й международный конгресс «Вода: экология и технология», Экватек - 2000. -М., 2000.-С.589.

---

[1] Кусакина Н.А., Чемерис М.С. Экологическая эффективность действия осадков сточных вод при возделывании рапса ярового. // Мир науки, культуры, образования. 2012. №2(33), стр. 342-343.

[2] Хабарова Т.В., Виноградов Д.В., Кочуров Б.И., Левин В.И.,  Бышов Н.В. «Агроэкологическая эффективность использования осадка сточных вод и вермикомпостов в агроценозе овса посевного».// Юг России: экология, развитие. 2018;13 (2):132-143. https://doi.org/10.18470/1992-1098-2018-2-132-143

[3] Макарова М.П., Виноградов Д.В.Влияние органоминеральных удобрений на основе ОСВ и цеолита на продуктивность агроценоза ярового рапса.// Вестник Рязанского Государственного Агротехнологического Университета им. П.А. Костычева .№ 3 (19). 2013. стр.109-112.

[4]Д.В. Виноградов, д. б. н., профессор, зав. кафедрой, В.М. Василева, д. с.-х. н., профессор, М.П. Макарова, к. б. н., Б.И. Кочуров, д. г. н., профессор, Е.И. Лупова, к. б. н., доцент. «Агроэкологическое действие осадка сточных вод и его смесей с цеолитом на агроценозы масличных культур».//Теоретическая и прикладная экология. №3.2019. Стр.127-133.

[5] Евилевич А.Э. Утилизация осадков сточных вод / А.Э. Евилевич, М.А. Евилевич. - Л.: Стройиздат, 1988.

[6] Гольдфарб Л.Л. Опыт утилизации городских сточных вод в качестве удобрения / Л.Л.. Гольдфарб, И.С. Туровский, С.Д. Беляева. - М.: Стройиздат, 1983. - 58 с.

[7] Применение обработанных химическими реагентами осадков сточных вод в качестве удобрения (рекомендации) / В.А.. Касатиков [и др.]. - Владимир, 1986.-32 с.

[8] Цветков В.И. Трехлетний опыт эксплуатации завода сжигания осадков сточных вод в Санкт-Петербурге/ В.И. Цветков, А.Г.Куприянов// 4-й международный конгресс «Вода: экология и технология», Экватек - 2000. -М., 2000.-С.589.

[9] Гюнтер, Л.И. Требования к качеству осадков и метод их подготовки и размещения в окружающей среде/ Л.И. Гюнтер, С.Д. Беляева// 4-й международный конгресс «Вода экология и технология», Экватек - 2000. -М., 2000. -С. 496-497; Титова В.И. Использование осадков промышленно-бытовых сточных вод в почвогрунтах для зеленого строительства / В.И. Титова, Л.Д. Варламова // Агрохимия. - 2006. - № 2. - С. 44-50.

[10] Удобрения в интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур. - М.: Агропромиздат, 1991. - 154 с.

[11] Гольдфарб Л.Л. К вопросу об утилизации термически высушенного осадка городских сточных вод в качестве удобрения/ Л.Л. Гольдфарб, Т.А. Барменкова, И.С. Туровский. - Волгоград, 1979. - С. 25-30; Гугняев И.П. Использование осадков сточных вод в качестве удобрений сельскохозяйственных культур/И.П. Гугняев, О.С. Куликова, А.И. Куликов. - М.: Изд-во ВНИИТиМ, 1983. - 63 с.; Давыдов A.C. Продуктивность культур севооборота и качество растениеводческой продукции в зависимости от норм внесения стоков/ A.C. Давыдов, Р.П. Воробьева// Агроэкологические исследования по использованию сточных вод, их осадков и животноводческих стоков для орошения и удобрения сельхозугодий. - Барнаул, 1997. - С. 207-211; Жукова Л.А. Осадки сточных вод в качестве удобрения / Л.А. Жукова // Химизация сельского хозяйства. - 1988. -№ 10. - С. 35-39; Касатиков В.А. Технологические свойства термофильно-сброженных осадков городских сточных вод и особенности их применения в зерновом звене севооборота / В.А. Касатиков // Агрохимия. - 1990. - № 2. - С.92-97; Кирьянов, Д.П. Действие и последействие осадка сточных вод и навоза на агрохимические свойства светло-серой лесной почвы / Д.П. Кирьянов // Агрохимический вестник. - 2011. - № 6. - С. 22-23.

[12] Технологии обращения с отходами (интерактивный курс): Учебное пособие/ В.А. Раскатов [и др.]. - М.: Изд-во РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, 2010. - 112 с.

[13] Гринь A.B. Содержание свинца в растениях и почвах (вегетационный опыт) / A.B. Гринь // Бюлл. Почв, ин-та ВАСХНИЛ. - 1981. - № 27. -С. 30-33; Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии / В.Г. Минеев. - М.: Изд-воМГУ, 1988.-285 с.

[14] Пронина Н.Б. Экологические стрессы (причины, классификация, тестирование, физиолого-биохимические механизмы) / Н.Б. Пронина. - М.: Изд-во МСХА, 2001. - 312 с.