Экологическая оцінка ефективність використання осаду стічних вод мовби як удобрений

Актуальність роботи. Зі збільшенням чисельності населення зростають масштаби виробничої діяльності, тому проблема оптимізації взаємодії чоловіки й природи є актуальною й вирішення її має значення у поліпшенні оточуючої среды.

Інтенсифікація хліборобства й недостатнє внесення у грунт органічного речовини призводять до зайвої мінералізації гумусу — основного носія родючості. Приміром, протягом останніх 2−3 десятиліття змісту гумусу в Нечорноземної зоні зменшилося на 0,5−0,7 т/га, в Центрально-чорноземній смузі на — 1,0−1,5 т/га.

Встановлено, що грунту під зерновими культурами щорічно втрачають 0,5−1,5 т/га гумусу, під просапними втрати у 1,5−3 разу выше.

Зниження родючості грунтів характерне й для Курській области.

У 1985 р. Російській Федерації внесено 457 млн. т органічних добрив включаючи ОСО, 1990 р. — 575 млн. т, а до 1995 р. цю цифру мала зрости до 697 млн.т.

За розрахунками наукових тверджень, такий зростання внесення органіки неспроможна забезпечити бездефіцитний баланс гумусу у ґрунтах. Звідси виникає гостра потреба максимального збільшення всіх видів органічних добрив, зокрема нетрадиционных.

Щороку до нашій країні лише у тваринництві накопичується близько 1,0 куб. км стічних вод мовби. Вони міститься 4,5 млн. т. азоту, 100 тыс. т фосфору, 700 тыс. т калію. Використовуючи лише тваринницькі стічні води підвищення обробітку сільськогосподарських культур, можна отримати перерахунку зерно додатковий врожай понад 7 млн. т зерна.

Поруч із застосуванням як добрива гною, гнойової рідини, пташиного посліду, компостів, соломи, опилков, лісового осаду, зелених рослин, сапропелю, великий інтерес представляє використання кронштейна як місцевого добрива каналізаційного мулу — осаду стічних вод мовби (ОСО) міських очисних споруд (ДЕРЖ). По орієнтовною оцінці загальна кількість ОСО на станціях Росії у 1995 року становило понад 10 млн. т по сухому речовини. З існуючих методів утилізації опадів найнадійнішим і екологічно вигідним є метод грунтового видалення. Виявлено, що 10 млн. т опадів стічні води за змістом сухого речовини, основних елементів харчування і удобрительной цінності рівноцінні приблизно 50 млн. т гною. Використання частини ОСО на добрива дозволить зберегти значну кількість мінеральних туков, зменшить дефіцит гумуса.

З літературних даних слід, що у вона найчастіше по удобрительной цінності ОСО не поступаються подстилочному гною. Основні технічні і технологічні проблеми використання залишкових мулів прямо пов’язані з сільське господарство. Правильне застосування ОСО дозволить підвищити родючість грунтів і прогнозувати врожайність сільськогосподарських культур, забезпечить охорони навколишнього середовища. Опади стічних вод мовби індивідуальні за своїм хімічним складу. На сьогодні вони нові, і поки маловивчені добрива, що нерідко створює дуже підозріле до них отношение.

У стічних водах може бути спонтанний процес освіти нових, невідомих сполук, механізм формування яких існуючими методами встановити надзвичайно складно. Мули деяких очисних споруд мають вираженої фитотоксичностью, яка то, можливо обумовлена забрудненням цих опадів органічними сполуками, з гербицидными свойствами.

Проте головним чинником, стримуючим застосування ОСО у рослинництві, є у них солей важких металів, вплив яких грунт, рослин та нешкідливість продуктів мало вивчено. Отже, для оптимального вирішення питання є низка труднощів і багато ще невирішених задач.

Для правильного використання опадів міських стічні води як добрива, необхідна за в кожному конкретному регіоні організувати всебічне вивчення їх хімічного складу, визначити вплив ОСО на родючість грунтів, врожай і якість сільськогосподарських культур.

Нині у Росії є мало даних із аналізованим вопросам.

Розробка наукових основ застосування ОСО як добрива, повернення елементів харчування, переважно, природного походження, в почвенную середовище, й у результаті оздоровлення природи — головна мета наших исследований.

Мета досліджень. Виявлення можливості використання опадів міських стічні води як добриво й отримання екологічно чистою рослинницької продукції Центральному Черноземье мета исследований.

Досягнення мети було поставлено такі задачи:

* вивчити хімічний склад осаду стічні води очисних споруд г. Курска;

* виявити удобрювальну цінність ОСО і побачити його впливом геть показники росту рослин залежно від періодичності внесення і виду культур ланки севооборота;

* вивчити характер зміни микроэлементного складу грунтів та рослин під впливом ОСО і мінеральних удобрений;

Основні становища, винесені на защиту:

* осад стічні води як джерело органо-минеральных речовин із широкою спектром макро-микроэлементов;

* підвищення родючості грунтів, врожайності сільськогосподарських культур та його характеристик під час використання опадів міських стічних вод;

* санітарна чистота сільськогосподарської продукції і на оздоровлення навколишнього природного среды.

Наукова новизна. Вперше вивчений хімічний склад ОСО Курських міських очисних споруд. Розроблено науково-практичні основи знезараження застосування його як добрива. Вивчено вплив ОСО на агрохім властивості грунту, зростання, врожай і якість різних сільськогосподарських культур, вирощених у умовах польових дослідів. Виявлено їх позитивна роль збагаченні грунту органічними речовинами, елементами живлення рослин, визначено оптимальні дози їх застосування як удобрений.

Практична цінність роботи. Робота має практичну цінність. Так місцевий ОСО має високої удобрительной ефективністю із внесенням його раз на п’ять років у дозі до 20…40 т/га сухого речовини. Розроблені рекомендації щодо застосування ОСО як добриво з урахуванням природоохранительных вимог можна використовувати у господарствах Центрального Черноземья.

Апробація роботи. Результати наукових досліджень про використані для підготовки трьох наукових статей, які доповідалися на наукових конференціях Курській ГСХА 1997;1999 г. г.

Автор висловлює глибоку вдячність науковому керівнику, заслуженому працівникові вищій школі РФ, член-кореспонденту РАПН і РЭА, доктору хімічних наук, професору Жукової Людмилі Олексіївні, і навіть співробітникам кафедри «Неорганічної і аналітичної хімії», Курській державної сільськогосподарської академії за надану допомогу в виконанні кандидатської дисертації та поддержку.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається з введения, 4 глав, висновків і пропозицій виробництву. Робота викладено на 132 сторінках машинопису, включає 20 таблиць, 26 рисунків і докладання на 25 сторінках. Список основний літератури включає 160 найменувань, зокрема 31 зарубіжних авторов.

Глава 1. Проблема утилізації опадів стічних вод мовби очисних споруд й шляхи розв’язання на етапі (короткий огляд литературы).

Багатостороння господарську діяльність людського суспільства, збройного складної технікою, нині охоплює практично всю атмосферу, суходіл і океан і вносить значні кількісні і якісних змін в біологічні цикли руху елементів в біосфері, поставивши під загрозу її безперебійне функціонування і існування самої людини. Наприклад, такі компоненти як непотріб, відходи, покидьки у світовому масштабі накопичуються, зазначає В. А. Ковда (1985), обсягом понад 20×109т на рік. Зі збільшенням чисельності населення планети, розвитком науково-технічного прогресу, интенсифицирующего будь-яку працю, рівень впливу людського суспільства до біосферу у принципі буде возрастать.

З одного боку, дедалі більше видобувається з корисними копалинами, заготовляється рослинної і тваринної продукції, використовується природних вод для виробничих, житлово-побутових і сільськогосподарських цілей, втягуються в сільськогосподарський оборот нові площі меліорованих земель, будується міст і населених пунктів, виробничих приміщень тощо., з другого боку, господарську діяльність людства супроводжується накопиченням різного роду відходів виробництва, міського комунального господарства, які забруднюють природну среду.

Саме тому з особливою актуальністю постає завдання утилізації зростаючого кількості відходів промисловості і міського комунального хозяйства.

1.1. Утилізація опадів міських стічних вод.

Відходи міського комунального господарства, зокрема і опади стічні води (ОСО) у містах і населених пунктів породжують масу негараздів у зв’язку з їхнім утилизацией.

Є низка способів утилізації ОСО: скидання в моря, и океани, спалювання, поховання грунтової середовищі, знешкодження і як органічних добрив, як добавка при приготуванні різних компостів тощо. (Александровська З.И. та інших., 1977).В Японії, наприклад, вже у 1981 р. в експлуатації перебувало близько 500 установок кінцевої переробки нафти та протягом року перероблялося близько 65×108 м3 стічні води, у своїй кількість отриманого мулу становить близько 24×105 м3. Вони складаються на 80% з обезвоженного брикета, на 11% з попелу спалювання (попелу, одержуваного внаслідок спалювання після зневоднення) та інших відходів (сухий чи дигерированный мул) у кількості 9%.Указанные відходи (42%) захоронивают в землю, скидають у морі (36%), обсягом 15% ефективно використовують. З ефективно використовуваних відходів 93% посідає поліпшення лугопастбищных і сільськогосподарських земель. Головний наголос робиться застосування каналізаційного мулу за ролі добрив (Фудзии До., 1984).

Є способи утилізації ОСО у вигляді розміщення в воздухе.

Однак у цьому середовищі можна розмістити лише воду, що міститься в ОСО, і навіть органічні речовини, перетворені на вуглекислий на газ і азотисті сполуки. Решта, саме зола, якщо йдеться про спалюванні, здебільшого залишається у грунті. Отже, грунт залишається середовищем найширше використовуваної розміщувати ОСО у вигляді накопичення у певних місцях великих обсягів мулу або ж використання у ролі органічного добрива, модифікатора грунтів (Вермиш Л., 1978).

Компостування побутового сміття і осаду стічних вод мовби там сприймається як важливим елементом стратегії використання відходів. У цьому вирішуються два завдання: по-перше, позбуваються відходів, створюють загрозу забруднення довкілля, по-друге, розширюють виробництво органічних добрив, необхідність яких дуже велика.

Наиболеешироко указанныйспособпереработкиотходов застосовується у густонаселених розвинених країн, де гостро постають проблеми охорони навколишнього середовища проживання і відчувається дефіцит природних ресурсів. Так було в Нідерландах переробляється на компост 30−40% побутових відходів, Австрія та Бельгії близько 25%, мови у Франції 8% (Покровська С.Ф., 1990).

Дослідження засвідчили, що додавання осаду при компостировании відходів створює умови для розкладання целлюлозосоставляющих компонентів відходів, зокрема дозволяє компостувати сміття, у якому дуже багато папери. На деяких компостирующих заводах США завдяки додаванню осаду стічні води вдається переробляти на компост відходи, містять до 90% папери (Mayer J.G., 1972). У ФРН цієї мети використовують напіврідкий осад вологістю 92−96% (частка їх у складі компостируемой маси становить 10−20%) і лише частково збезводнений осад вологістю 50−75% (частка їх у масі - 14−34%) (Mach R., 1973).

Не втратив свого і традиційний, спосіб польового компостування відходів у штабелях під музей просто неба. Він простий в технічному відношенні, не вимагають великих витрат, забезпечує високий знезаражувальний ефект. З допомогою такого способу з побутового сміття і осаду стічні води отримують компост, у якого високої агрономічної ценностью.

Розрізняють 2 модифікації цього способу: з допомогою про динамічних (з ворошением відходів) і статичних (без ворошения) штабелей;компостированиепроводитсявусловиях примусової аерації. Завдяки аэрированию, улучшающему умови життєдіяльності мікроорганізмів, процес перегнивания відходів значно пришвидшується. За методом польового компостування організована переробка побутового сміття, змішаного з осадом, на багатьох спеціалізованих підприємствах. Так було в США перевищив на 180 з 200 компостирующих підприємств відходи переробляють зазначеним способом (Покровська С.Ф., 1990).

У Польщі методом польового компостування отримують близько 4000 т компостів на рік. Покидьки вкладають штабелями у трьох низки (ширина кожного низки близько двох м) з відстанню з-поміж них 2,5 м. Потім додають фекалій, бульдозер обабіч вирівнює сміття формує штабель заввишки близько 1,5 м.

У першому штабелі поміщається близько 700 м³ покидьків, а заводу щорічно закладається 16 тис. м3 сміття. Фекалій вносять у кількості 3 м³ п’ять м3 покидьків. У цьому вихідна вологість становить 60−65%, що вважається оптимальним для процесу ферментації й отримання готового компосту з вологістю щонайменше 30%.

Для інтенсифікації компостування рекомендується застосовувати осад стічні води (Кузьменкова А.М., 1976).

Найбільшу Європі сміттєпереробний завод, компостирующий побутові відходи і осад стічні води, побудований у р. Фленсбург (ФРН). Продуктивність його — 400 т компосту щодня. На заводі можуть перероблятися відходи міста з лиця населенням 350 тис. людина. Технологічний процес починається із подачі сміття у завантажувальну вирву мусородробилки молоткового типу, проходячи якою, маса дробиться на шматки близько 200 мм в поперечнику, та був надходить на магнітний сепаратор. Відділений у своїй метал пресують в брикети вагою до 40 кг та реалізовують як вторинний матеріал. З магнітного сепаратора маса подається в завантажувальні барабани двох компостерных барабанів довжиною 40 м, діаметром 3,75 м, ємністю 200 т. Туди само чинить залишок стічних вод мовби. Компостування триває 24 години при безупинному обертанні барабанів зі швидкістю 1,25 об./хв. Через війну саморазогрева сміття температура в барабанах підвищується до 60С°, у своїй гинуть хвороботворні мікроорганізми, яйця гельмінтів насіння бур’янистих трав. Биотермический процес відбувається у аеробних умовах при постійної подачі свіжого повітря. Отсасываемый з барабанів повітря очищається в земляному фільтрі. Наприкінці барабана можна побачити два гуркоту з осередками різних розмірів відділення некомпостируемых домішок, складових 20−30% ваги сміття. Потім компост подрібнюють і вивантажують на спеціальний майданчик для дозрівання, де зараз його минерализируется протягом 90 дней.

Завод переробляє усе сміття і відстій стічні води р. Фленсбург, який раніше скидали в Балтійське море. По складу поживних речовин який складають компост близький до гною, а, по кількості винищити перевищує останнього (Кузьменкова А. М., Медведєв Я. У., 1976).

У італійських містах (Болоньї, Феррарі, Мадене, Барі та інших.) организованыцентры, занимающиесясборомотходовиих компостированием. З допомогою спеціального устаткування виробляється просіювання, перемішування відходів та їх укладка в штабелі. Процес приготування компостів триває 6−12 місяців. До міському сміттю додають відходи м’ясної й рибної промисловості, масличного виробництва, виноробства, осад стічні води, тирса, деревну кору. Завдяки цьому зміст азоту в компостах підвищується до запланованих 4%, фосфорудо 3%, каліюдо 2%. При компостировании відходів у штабелях додають бактерії у розрахунку 700 тис. живих клітин на 1 г компостируемой маси, їх 10−20% посідає актиномицеты і стрептомицеты (Cavazza З., 1973).

Однією з способів утилізації ОСО є його використання кронштейна як органоминерального добрива, у своїй одночасно вирішується ряд завдань: виключається необхідність зберігання (поховання), підвищується родючість грунтів і прогнозувати врожайність сільськогосподарських культур, не забруднюється навколишня природна среда.

М. Нерудова (1984) зазначає, що сучасне виробництво традиційних органічних добрив у братній Чехословаччині покриває лише 70% потреби оранки в органічних речовинах. Тому використання всіх можливих додаткові джерела органічних речовин є настійною вимогою времени.

Мул зі станцій очищення стічні води громадської каналізації є найважливіший джерело органічних, поживних і біологічно активних речовин. Безпосереднє добриво мулом зі станцій очищення стічні води є вигідним способом використання тих відходів, якщо їх використовують відповідним чином, за певних природних наукових і виробничих умовах. Завдяки економічну вигоду, яку приносить безпосереднє добриво мулом його споживачам та постачальникам, і навіть всьому народному господарству, вказаний спосіб використання мулу визнається вживається в усьому мире.

У СРСР загальний обсяг опадів на 1986 рік становив 4−4,7 млн. т по сухому речовини. До 1990 р він повинен збільшитися до 9 -10 млн. т (Касатиков В.А. та інших., 1982).

Проте рівень використання відходів міст і осаду стічних вод мовби сільському господарстві країн СНД поки невисокий. У грунт вноситься трохи більше 4−6% осаду стічні води з очисних споруд у містах. Більшість відходів вивозиться на звалища, створюють небезпечні осередки забруднення довкілля. У цьому безповоротно губляться які у відходах корисні компоненты.

1.2. Удобрительная цінність ОСВ.

Значна частина коштів продуктів рільництва (безпосередньо чи опосередковано) направляють у їжу людини. Отже, виділення організму людини должнысодержать велику кількість азоту та зольних складових частин, узятих рослинами з грунту. Порівняно з виверження травоїдних, покидьки організму людини мали бути зацікавленими процентно багатшими (вважаючи на суху речовину) азотом і фосфорної кислотою, по-перше, оскільки їжа людини багатшими білками, ніж корм травоїдних. Якщо, наприклад, в їжі тварин (сіні) міститься 1,5% азоту, вважаючи на суху речовину, то їжі людини її буває від 2−3% (зерна хлібів) до 15% (м'ясо). По-друге, їжа людей краще перетравлюється, отже, значну її окислюється, даючи води і вуглекислий газ, тому що залишилося частка ще більше збагачується газом, ніж у організмі травоядных.

У середньому, людина виділяє на добу близько 133 р твердих вивержень і 1200 р рідких. Вони міститься відповідно: азоту 2 і 14 р, золи 4,5 і 14 г, фосфорної кислоти 1,35 і 1,78 р, оксиду калію 0,64 і 2,29 г.

Маки (Mechi J.J., 1859) говорив: «200 тонн лондонських стічних вод мовби еквівалентні 3,5 центнерів гуано » .

На доцільність використання в землеробстві покидьків організму людини вказує Д.Н. Прянішніков (1903). Він констатує, що у містах відходи йдуть у каналізацію. Дуже важко сказати, яку частина їх вдається використовувати. Зрозуміло лише одне, що з нестачі добрив взагалі не можна ігнорувати великі можливості, які цей джерело азоту, особливо в одночасному використанні торфа.

Перші вивченню удобрительной цінності каналізаційного мулу (ОСО) було проведено П. С. Севастьяновым (1931;1937), який був до висновку, що опади стічних вод мовби можуть прирівнюватися до гною і мінеральних добрив. Аналогічні висновки зроблено та інші авторами (Шванская Л. П, 1938, Бєляк Б.І., 1955, Львович О. Н., 1965).

За даними Еге. Рюмбензам і Еге. Рау (1969), в ОСО зміст загального азоту NO та фосфору в 1,5−2 разу вищу, ніж у гною ВРХ, саме ці елементи визначають цінність будь-якого виду удобрений.

Високий вміст елементів харчування в ОСО підтверджує робота О. Д. Архип (1979). Вивчений їм мул з міських очисних споруд містив в %на сирої вагу: N загальний — 0,8; Р205−0,9; К20- 0,4; нітратний азот — 6,4мг/100; аміачний азот- 457 мг/100; рухомий фосфор — 542 мг/100 р массы.

У технологічному циклі очищення стічні води виходять різні типи опадів, що за своїми удобрительным якостям можуть різко відрізнятися одне від друга. Для зневоднення ОСО може використати вапно, хлорне залізо. І тут вони збагачуються кальцієм, залізом, інколи ж на магній (Туровський І.С., 1982).

Коливання змісту основних елементів харчування в ОСО (Горохова С.Г., 1981, Капелькина Л. П., 1984, Алексєєв Ю.В. та інших., 1986, Кардиналовская Р. И., 1986) становить: по азоту 0,8…6%, фосфору 0,6…5,6%, калію 0,1…0,5%. Приблизно таку ж дані наводять вчені навіть Канади: азот 1,1…7,6%, фосфор 1,3… 8,0, калій 0,1…0,3% (Schf?fer K., Kick H., 1970).

Безперечна перевага ОСО є високий вміст органічного речовинидо 75% (Schultz W., 1951, Jahnson P. S., 1963, Туровський І.С., 1977). Висока оцінка органічного речовини дана й у роботі М. М. Кононовой (1969), у якій зазначено, що органічного речовина значною мірою визначає напрями процесу почвообразования, біологічні, хімічні і обов’язкові фізичні властивості грунтової среды.

А ще звертають увагу й низку інших зарубіжним дослідникам. Вони висновку, що з багаторічної обробці грунт починає відчувати брак органічних речовинах, оскільки культивація прискорює її руйнація, а «віддача «від запашки пожнивных залишків виявляється недостатньою для відшкодування втрат. Органічне речовина утворює з частинок грунту агрегати, між якими залишаються великі пори, якими повітря може проникати до витоків, а надлишки води — випаровуватися. Коли органічних речовин грунтові агрегати втрачають свою міцність і розпадаються. Грунт стає більш щільною, доступ повітря прекращаетсяи внаслідок зростання коренів відбувається аномально. Піщані і пылеватые грунту найбільше піддані таким структурних змін. Внесення органічних добрив на такі грунту покращує їхня якість, у результаті отриманий врожай перевищить, аніж за внесенні оптимального кількості звичайних добрив, але не матимуть додавання органіки (De Haan P. S., 1980).

Тверді речовини опадів виявляються ефективнішими тоді як еквівалентним кількістю хлевного гною (Epstein E., Taylor J., 1976; Gypta P. S., Dowdy V., 1977; Kladivko Є., Helson D., 1979).

При збільшенні пористости грунту підвищується швидкість інфільтрації води та зменшуються втрати води, і навіть ерозія грунту внаслідок поверхового стоку. Там, де на кількох поверхню грунту вносяться рідкі опади, пори тимчасово закриваються кількох днів інфільтрація води сповільнюється. Щойно шар опадів починає висихати, він розтріскується, і вода легко проникає між частинками. Протягом певного часу ці частки захищають грунт під собою від структурного руйнації й закупорки пір після дощу. Отже, більш тривале вплив призводить до збільшення швидкості інфільтрації води. Тверді речовини опадів на результаті подрібнення пробираються у ходи дощових хробаків, що прискорює абсорбцію грунтом води, котра надходить в поверхні. Поверхове застосування компостированных опадів на розрахунку 56 т/га збільшує швидкість інфільтрації води на 50% проти неудобренной грунтом. Дія цих опадів зберігається, по крайнього заходу, протягом два роки (Kelling K., Peterson А., 1979).

Зазначені досліди показали, що внесені з осадом на російський грунт важкі метали теж не надто впливають в розвитку рослин. Використання осаду вимагає обережності. Його слід добре перемішувати суворо дотримуватися терміни внесення. При невеличкому змісті в осаді водо-растворимого амонію частину його, що з органічним речовиною, є джерело, повільно поставляє азот, який можуть повніше використовувати рослини з тривалим вегетационным періодом. Що Міститься у ньому фосфор відповідає дією до зростання рослин фосфору, извлекаемому з мінеральних туков лимоннокислой витяжкою. Недолік калію в осаді вимагає його добавки як мінерального удобрения.

Польські вчені (Kobus D., Zaban J., 1990) провели дослідження з осадкомсточныхводизг. Пулаванапочвахразличного гранулометрического складу. Відбирали зразки грунтів з подпахотного шару, додавали 5 і десяти% осаду і инкубировали при 20? З протягом 24-х тижнів. Осад мав рН — 5,6, 16,2% органічного речовини, 1,13% загального азоту, 100,5мг/100г N-NH4, 1105мг/100г N-NO3, 605 мг/кг Zn, 3мг/кг Ca. Додавання осаду супроводжувалося великим збільшенням численностибактерий, грибов, актиномицетовсвободноживущих азотфиксирующих мікроорганізмів (зокрема Clostridium). Не зазначено збільшення чисельності целлюлолитической мікрофлори. Виявлено активне розкладання сполук З повагою та N. За період інкубації кількість органічного вуглецю зменшилося на 14−31%, Nна 0−20%. Відбувалося зменшення частки розчинних форм фосфору. Різко зменшився вміст рухливих форм Zn (витяжка 0,005 М ДТПА). Зроблено висновок, що ОСО і 2002 р. Пулава можна використовувати для рекультивації деградованих грунтів. Проте чи рекомендовано застосовувати осад грунті з ємністю поглинання катионів.

Румунські вчені (Dumitru M., Carstea P. S., Nastea B., Rauta З., 1989) вважають, що метою зменшення забруднення грунтів під час використання як добрива осаду міських стічні води, останній треба використовувати у суворо контрольованих умовах, бо грунту порізного реагують з його внесення. Критеріями придатності грунтів внесення у яких осаду міських стічних вод мовби є топографія і ухил місцевості, текстура, водонепроникність і дренаж грунтів, поверховий стік і ерозійні процеси, затопляемость території, величина влагоемкости грунтів, глибина залягання грунтових вод, рН грунту, ємність катіонного обміну грунту, вміст у ній важких металів і можливість захисту джерел водопостачання населення. Застосування ОСО рекомендовано на однорідних вирівняних ділянках при ухилі до 5%. Можливо застосування його й при ухилі до 15%, але за умови запобігання поверхового стоку. Виключається використання осаду на грунтах і глинистих уплотненныхпочвах соченьнизкойиличрезмернобольшой водонепроницаемостью, і навіть оголених й погано дренированных грунтах, де можливо періодичне надлишкове зволоження верхнього 50-см шару, оскільки рН грунту істотно впливає на ступінь рухливості у ній важких металів, збільшуючи чи знижуючи їх абсорбцію рослинами. На кислих грунтах з рН менш 5,5 взагалі треба використовувати осад стічних вод мовби. Ґрунти з рН 5,5−6,5 повинні попередньо известковаться до величини рН, перевищує 6,5.

На думку Water P. S. (1991) застосування зростаючого кількості ОСО бегемотів у Південній Африці на грунтах сільськогосподарського призначення — одне із шляхів економічно вигідною його утилізації. ОСО містить основні елементи живлення рослин, особливо N і Р, мікроелементи (Zn, Cu, Mo, Mn), улучшаетфизическиесвойствапочвы, структуру, водоудерживающую здатність, влагоперенос. У ОСО різних регіонів Південної Африки зміст N варіюється від 15,7 до 58,4 г/кг. Відомі переваги ОСО виявлятися недостатньою мірою у зв’язку з потенційної небезпекою її здоров’я людини і тварин. У ОСО можуть утримуватися такі важкі метали (Cr, Cd, Hg, Cu, Pb, Co, Zn, Mo), патогенні організми (бактерії, найпростіші, гельмінти, віруси), надлишок нітратів, токсичні речовини, пестициди, поліхлоровані біфеніли, алифатические сполуки, ефіри, моноі поліциклічні ароматні речовини, феноли, нітрозаміни. Шкідливе вплив ОСО на довкілля можна знизити у вигляді підтримки рН грунту > 6,5 (шляхом вапнування), використання раціональної технології внесення, здійснення контролю якісних показників грунту, води та растений.

На виявлення живильним цінності ОСО, їхнього впливу на властивості грунтів, врожай і якісний склад вирощуваних рослин направляють зусилля багато американські дослідники. Так, Smith P. S., Henry З., Harrison R., 1992 р. провели дослідження на 3-х типах грунтів, з кількістю внесеного осаду від 23 до 470 т/га.

Відзначено зміна величин ємності поглинання, змісту органічного вуглецю, загального азоту та важких металів профілем грунтів. Найбільш високим виявилося збільшення азоту в обрії А, тоді як і горизонтах У і З — незначне. Зміст органічного вуглецю загалом мало таку ж тенденцію до підвищення, але дуже позначалася сумарна доза добрив і розподіл її за років. Ємність обміну катионів підвищувалася за всі обріям, зазначено зниження значень рН в обрії Проте й У. Зміст важких металів, особливо Cd, Cr, Cu, Pb, Zn зростала помітно, особливо у обрії Проте й сильно чого залежало від вмісту їх у осаді і норми осадка.

Skausen J., Clinger З., (1993) оцінювали ефективність застосування ОСО на відвалах видобутку кам’яного вугілля. Відвали кислі. Застосовували вапно (4,5 т/га), вносили мінеральних добрив по N 67 Р 134 До 134 і сіяли конюшину червоний, овсяницу очеретяну, їжаку збірну і лядвенец рогатий. Оцінювали ефективність разового внесення змін до 1986 р. ОСО по 0,15, 31 і 64 т/га сухого речовини, дивилися на зростанням рослин i зміною властивостей грунту на відвалі. При внесенні ОСО надземна біомаса трав зростала, хоча частка бобових компонентів в травостое зменшувалася через кількість азоту, надходження з осадом. При внесенні високих норм ОСО збільшувалася у грунті зміст органічного речовини з 1,5 до 2,2%, кількість рухливих форм Сі в 4,6, Zn в 5,1, Fе в 1,4, і РЬ в 1,3 разу, але значення рН майже змінилося. На нейтральній незруйнованої грунті поблизу відвалів з природною трав’янистою рослинністю внесення осаду зумовлювало підвищенню продуктивності посівів в 1,5 — 2,8 разу, збільшення вмісту у грунті Fe, Cu, Zn, Cd, але менше мері, ніж кислому відвалі, величина рН після внесення осаду слабко изменилась.

Peterson A., Speth P., Corey R. (1992) провели дослідження дії ОСО на иловатой среднесуглинистой грунті з кукурудзою. Визначили вплив осаду на врожай кукурудзи, зміст поживних речовин, у грунті та грунтових водах. Робили щорічно по 6,6 і 13,2 т/га ОСО враховуючи суху речовину. З 6,6 т/га ОСО надходило приблизно азоту 200 і фосфору 450 кг/га. Через 12 років застосування по 6,6 і 13,2 т/га ОСО у ґрунтах утримувалося відповідно 455 і 666 кг/га фосфору. Не зазначено несприятливого впливу зростання рослин кукурудзи, дуже високої змісту свинцю у грунтах і на баланс поживних речовин, у рослині. Зроблено висновки про можливість подальшого застосування ОСО в нормах, які перевищують потреби кукурудзи в азотних удобрениях.

Caslin B. (1988) вивчив можливість поповнення запасу мікроелементів з допомогою використання органічних добрив на легкої грунті з рН 7,8 в польовому досвіді за схемою: контроль (без органічних добрив), внесення при закладанні досвіду по 10 т/га гною чи осаду стічні води. Органічні добрива вносили навесні із наступною закладенням на глибину 25 див, а мінеральні - усім варіантах в дозі: азот — 56 кг/га, фосфор — 8 кг/га чинного речовини у вигляді сечовини і суперфосфату щорічно, напередодні посіву з закладенням дисками. Дослідна культура — сорго. У рік внесення органічних добрив врожайність зерна становила під контролем 3,1 ц/га, із внесенням гною — 16,7, а осаду -33,4 ц/га. Концентрація доступного Fе у грунті під контролем на початку й кінці експерименту залишалася нижче гранично-допустимої. за рахунок внесення органічних добрив у грунті підвищувався зміст доступного фосфору, міді марганцю, що позитивно впливало на врожайність сорго.

Clapp G., Dowdy R., Larson W., Zinden D., Normann З., Halbach T., Polta R. (1993) досліджували ОСО щодо розробки високоефективних екологічно безпечних технологій. Рідкі дигестированные ОСО вносили на террасированную водосборную площу і вирощували кукурудзу і канареечник. Застосовували ОСО протягом 19 років (у сумі 200 т/га сухого речовини) й одержали високі врожаї кукурудзи. У цьому вміст у рослинах азоту, фосфору і калію виявилося нормальним. У міру збільшення норм ОСО у грунті зростала кількість органічного і спільного азота.

Досліди аналізували періодично зміст поживних речовин, у поверхневих стоках, грунті та грунтових водах. Показано, що ОСО зможе бути хорошим джерелом поживних речовин для рослин при екологічно безпечному стані среды.

Певна робота з вивченню та використання ОСО проводиться й у нашій країні. Результати досліджень, проведених на дерено-підзолистих грунтах з різними видами ОСО (Мерзла Г. Е., Гаврилова В. А., Савельєв І.Б., 1991), свідчать, що стоки багаті живильними елементами, зміст важких металів у яких у межах допустимі концентрації. Застосування ОСО позитивно впливає врожайність сільськогосподарських культур. Прибавки врожаю просапних зернових культур в микрополевом досвіді від ОСО в дозі 30 т/га сухого речовини склали 20−25%. У польовому досвіді збір сіна викоовсяной суміші від внесення 10 і 30 т/га ОСО підвищився відповідно на 6,6 і 19,7%.

Наявність важких металів в зеленої масі викоовсяной суміші, вирощеної із внесенням ОСО й у грунті після його збирання, у дослідах не перевищувало ПДК.

Цікавий досвід Ставропольського СХИ в радгоспі «Костянтинівський «Предгорного району з кукурудзою на силос. Мулові опади стічних вод мовби р. Пятигорск вносили за варіантами: 1 — контроль, 2 — нитрааммофос, 3 — иловый осад — 60 т/га, 4- те — 120 т/га, 5- те -180 т/га. Агрохімічний аналіз грунтів показав, що відсотковий вміст гумусу і рН були постійні переважають у всіх варіантах і всі періоди (відповідно 5,1−5,6% і 7,5−7,8%). Збільшення вмісту у грунті фосфору під час жнив, проти попереднім періодом, засвідчила, що після стількох формування репродуктивних органів відбувався відтік фосфору на російський грунт. У цей час знижувалося кількість фосфору в зеленої масі кукурудзи (Котті В.К., 1989).

Мусекаев Д.А. та інших. (1987), Котті В.К. (1989) встановили, що ОСО р. Володимир помітно збільшує збір бульб картоплі, не сприяє нагромадженню в картоплі токсичних элементов.

У Латвійської РНПО «Родючість «(Вайцеховска А.А., Анспок С.І., 1990) польові досліди в ланці сівозміни: картофель-кормовая свекла-ячмень пробули дерново-подзолистой супесчаной, добре окультуреної грунті. Використовували ОСО р. Болдерей з рН 6,9−9,5, змістом органічного речовини 76%, N — 1,39%, K — 1,82%, P — 16,5мг/100г, Ca — 295, Mg — 162,1мг/100г, термін зберігання 4−5 років. Унаслідок і післядії ОСО за 2 року нормою 140т/га отримано кормових одиниць із 1га 25 710, нормою 70т/га — 24 980, контроль — 18 857. Авторами рекомендується використання ОСО як добрива з нормованим змістом основний групи важких металлов.

У Курськом СХИ (Жукова Л.А. та інших., 1989) встановлено, що ОСО міських очисних споруджень за поміркованих дозах здатний підвищувати зміст гумусу біологічну активність грунту, стійкість рослин до екстремальним погодних умов. Оптимальна норма під зернові під основну обробку — 20т/га, під кукурудзу — 40т/га. На 3-й рік можна обробляти цукровий буряк з допомогою високого післядії. Хороші результати дає внесення ОСО під зяблевую оранку разом із вапном (10/1).

Ефективно поєднання помірної дози ОСО (20 т) з зменшеної в 3 разу розрахункової дози NРК. Щодо хімічного складу сільськогосподарської продукції, вирощеної із застосуванням зазначених норм ОСО, буде не гірший контрольних зразків (Жукова Л.А. та інших. 1992, 1993).

Л.И. Сергієнко та інших. (1993) в польових експериментах вивчені термофильно-сброшенные обезвоженные опади Саратовської міської станції, містять 25−40% органічного речовини, до 4,8% загального азоту, 0,7−2,1% валового фосфору, до 0,8% рухомого фосфору, до 140 мг/кг обмінного Ca. Зроблено висновок, що «застосування ОСО як органічних добрив бракує негативної дії на навколишнє середовище і зберігає чистоту природних ландшафтов.

Співробітники Волго-Вятского ВНИПТИХИМ (Ишкаев Т.Х., та інших., 1989) провели вегетационные досліди з кукурудзою ВИР-42 і гречкою сорти Травнева на дерново-среднеподзолистой грунті. Як добрив використовували опади стічні води очисних споруд р. Казань з вологістю 64,4%, змістом NH4-N 3,46%, NO3-N 0,03%, P2O5 2,7%, K2O 0,57%, Cr 1000 г/кг, Cu 500, Ni 500, Zn 67мг/кг, рН 7,2. ОСО вносили по 50 і 100г/кг, що він відповідає 125 і 250т/га, контроль без ОСО. Аналізи, проведені через 5,10 і 15 днів від початку досвіду, показали, що ОСО посилюють біологічну активність грунту. Відзначений інтенсивніший зростання рослин. Врожай зеленої маси кукурудзи зріс на 130−139%, а гречки на 109−121% із внесенням з розрахунку 125 т/га. Підвищена доза (250 т/га) не справила суттєвого впливу подальше зростання урожая.

Багато авторів (Сергієнко Л.И. та інших., 1996) вважають, що удобрення ефект опадів стічних вод мовби, переважно визначається наявністю у яких азота.

Використання загального азоту, що містить у тому чи іншому вигляді ОСО, відразу ж залежить, переважно, від мінерального азоту, що доступний рослинам відразу ж потрапити, органічна ж його частина з допомогою мінералізації звільняється повільно, відразу ж порядку 15−17% (Nerudova M., 1984). У ОСО, скинутих в термофильных умовах, N засвоюється відразу ж приблизно за 46,6%. Це містило велику кількість аміачного азоту (Дмитрієв В.І., 1969).

Технологічні операції з внесення мулів у сухий ґрунт можуть різко знизити загальний вміст азоту у внесених илах. Якщо рідкий осад вноситься на поверхню грунтів та відразу не зашпаровується, втрати азоту з допомогою улетучивания досягають 80% (Goker E.G., 1983).

Поруч із джерелом азоту ОСО можуть важливої ролі поповнення запасів фосфору у грунті. Високе його вміст у ОСО пов’язані з посиленим застосуванням фосфорсодержащих миючих засобів на побуті, і навіть тим, що фосфор та його сполуки мають меншою рухливістю і розчинність на відміну калію, який легко вимивається і мчить з очищеними водами (Schf?fer K., Kick H., 1970).

Удосконалення технології вилучення з стічних вод мовби ОСО фосфору, за повідомленням De Haan (1980), дозволить з огляду на те, кожен житель Нідерландів щорічно скидає в каналізацію до 1 кг фосфору, видобувати даний елемент у кількості 0,9 кг, що практично нічого дозволить задовольнити потреби рослинництва. Проте, за сучасної технології очищення стічних вод мовби, досягається максимум половинний відбір фосфору (Goker E.G., 1983).

Узагальнюючи літературні дані, можна буде усвідомити, що ОСО обладаетвысокимудобряющимэффектомпри вирощуванні сільськогосподарських культур але що за її застосуванні повинні враховуватися кліматичні умови регіону, типи грунтів, види осаду і конкретно вид що вирощується культуры.

Важкі метали у випадках можуть в ролі ведучого екологічного чинника, визначального напрям і характеру розвитку біогеоценозів. Масоване забруднення ними довкілля може спричинить катастрофічним токсикозам рослин, тварин і звинувачують покупців, безліч тому діагностується порівняно легко і швидко. Складніше оцінити токсично впливає щодо невисоких концентрацій важких металів, зовні повільно й малопомітно які впливають довкілля. Тим більше що, забруднення саме такі, діючи тривалий час, спроможні викликати зрушення у наявному біологічному рівновазі. Грунт є біологічної середовищем, у якій відбувається накопичення важких металів внаслідок антропогенної діяльності. Переважна більшість техногенно розсіяних металів, хоч і викидається у повітря, нас дуже швидко надходить на поверхню грунту (Абрамовский Б.П., 1976). Значна частина коштів важких металів входить у почвообразовательные процеси (сорбируется грунтовим що поглинає комплексом, пов’язують із органічним речовиною, перерозподіляється профілем). Деяка частина поглинається рослинністю. Через війну виходять техногенні геохімічні аномалії важких металів (Добровольський В.В., 1980).

1.3. ОСО як джерело микроэлементов.

Мікроелементами, як відомо, називають хімічні речовини, які у людини, тварин і звинувачують рослинах в мізерно малих кількостях: бір, марганець, йод, мідь, цинк, кобальт, молібден, природні радіоактивні елементи і др.

Зазначені елементи, попри її мале зміст, грають надзвичайно значної ролі на живу природе.

Численними точними фізіологічними дослідами, проведеними нашій країні (Школяр М.Я., 1950, Виноградов О. П., 1952, Пейве Я. В., 1954 та інших.) доведено, що рослинні і домашні тварини організми за відсутності окремих мікроелементів що неспроможні нормально розвиватися, а за браку піддаються эндемическим (притаманними населенню конкретної місцевості) заболеваниям.

Видатна роль такому випадку, зазначає О. П. Виноградов (1952), належить великому натуралісту сьогодення В.І. Вернадського (1863−1945), вперше обобщившему наявні досвідчені даних про хімічний склад живих організмів і роль їх функціонуванні мікроелементів. Він довів, що з 92 відомих йому природних хімічних елементів, які у земної корі, більш 60 тісно пов’язані з живими організмами. До них належать: H, Li, Be, B, З, N, D, F, No, Mg, Al, Si, P, P. S, Cl, K, Co, Se, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Gd, As, Sl, Br, Rb, Sr, Nb, Zr, Mo, Ag, Cd, Sn, J, Ba, Ld, Au, Hg, Pb, Rn, U, Po, Ac і другие.

В.І. Вернадський вперше дійшов висновку, що попри незначну зміст багатьох хімічних елементів у навколишньому середовищі, вони є в рослинних і тварин організмах постійно зростає і не случайно.

Особливо необхідний розвитку і тварин йод. У його нестачі в їжі порушується обмін речовин розвивається захворювання, отримав назву зоба. Йод входить до складу гормону щитовидної залозитироксина.

За відсутності іншого елемента — бору, рослини гинуть, а за його нестачі вони відмирають верхні точки зростання, не утворюються репродуктивні органи, у буряків з’являється гниль сердечка, що різко знижує врожай і якість корнеплодов.

Мідь однаковою мірою необхідна у розвиток і рослин та тварин. За її нестачі хворіють і відмирають листя рослин, не утворюються насіння. Захворювання одержало назву білої чуми чи хвороби обробки. Надійними способом боротьби з нею внесення у ґрунт медесодержащих микроудобрений. Найрізкіше недолік міді проявляється на торфянистых грунтах. Мідь входить до складу ферментів — оксидаз, полифелоноксидаз, лактази та інших. Тварини за браку міді хворіють лизухой. Додавання малих кількостей міді для харчування виліковує болезнь.

Дослідами доведено, що кобальт є також необхідним поживним елементом тваринам організмів. Коли кобальту в кормах тварини хворіють злоякісної анемією чи сухоткой. Найчастіше цього захворювання піддаються велика рогата худоба, вівці і кози. Запровадження малих кількостей кобальту для харчування дозволяє успішно боротися з сухоткой. Кобальт входить до складу вітаміну В12, що грає значної ролі в кроветворении і обриває протягом низки анемий.

Придефицитемарганцапоявляютсясветло-зеленыепятна, вражаючі протягом днів рослини. Рослини швидко поправляються, якщо їх підгодувати препаратами, що містять цей елемент. У тварин організмів у разі нестачі марганцю спостерігається затримка у формуванні скелета і вповільнюється зростання. Марганець входить до складу окисних ферментів — оксидаз, підвищує активність ферментов-фосфатазы і др.

Внесення малих доз молібдену додатково до основним поживним речовин різко підвищує врожай бобових та інших рослин, їх опірність несприятливих умов зимівлі. Особливо багаті молібденом що розвиваються на коренях бобових клубеньки, котрі грають значної ролі в засвоєнні атмосферного азоту. Молібден приймає дійову участь у редукції нітратів і синтезі белков.

Для розвитку рослин та тварин організмів необхідний і цинк. Дефіцит його — причина таких захворювань, як плямистий хлороз, крапчатость, мелколисточность цитрусових, побіління верхівок кукурудзи та інших. Цинк підвищує морозостійкість рослин, посилює дію гормонів, що з процесами розмноження і зростання тварин, входить до складу карбоногидразы, уреазы та інших ферментів, граючих значної ролі в життєвих процессах.

Рідкісноземельні елементи — церій, лантан, неодим, празеодим, самарій, та інших. — постійно зберігають у грунтах, рослинах і тварин організмах. Вони є у кількості від 0,7 до 3,5% як домішок в фосфорнокислых добривах. Значення рідкісноземельних елементів у житті рослинних і тварин організмів недостатньо вивчено. Проте наявні досвідчені дані показують, що з внесення малих кількостей рідкісних земель додатково до основним поживним речовин помітно зростає врожай та покращується якість рослин. Елементи рідкісноземельні у тварин концентруються переважно у кістках (Дробков А.А., 1958).

У грунті багато міститься титану, але перебуває у нею труднорастворимой формі. У рослинах його мізерно мало. Титан виявлено у крові та кістках людини і тварин. Якої ролі грає титан у житті організмів, з’ясовано також недостаточно.

Біологічна активність мікроелементів в організмах найтісніше пов’язані з такими органічними сполуками, котрі грають значної ролі в обміні речовин й у регулюванні життєвих процесів, як, наприклад, ферментами, деякими вітамінами, дихальними пигментами, гормонами тощо. Зазначені сполуки тісно пов’язані в ендокринної системою органів: щитовидної залозою, гіпофізом, підшлункової залозою тощо. Розвиток досліджень, у цьому напрямі конче необхідно. Дуже актуально також вивчення ролі й значення таких був мало вивчених в біології мікроелементів, як стронцій, кадмій, хром, цирконій, цезій, ванадій, миш’як, олово, вісмут, телур і др.

При обробленні сільськогосподарських культур поруч із основними елементами харчування, є і винесення мікроелементів з врожаєм. Г. Н. Попов та інших. (1984) встановили, що за умови Середнього Поволжя підвищено винесення мікроелементів цукровими буряками, соняшником і бобовими культурами. Абсолютна їх у цукровій буряках в 4−8 разів більше, ніж у врожаї ярої пшениці. Соняшник споживає що багато бору, міді, цинку і молібдену. Люцерна і горох виносять із першого га з грунту 82−398 р бору та 4,5−7,3 р молібдену. Зернові культури накопичують ці елементи у набагато менших кількостях: 20−30 г/га бору, 0,9−1,7 р молібдену. Отже, по виносу мікроелементів стосовно Середньому Поволжю встановлено самі закономірності, які відомі агрономічної науці щодо макроэлементов: технічні культури поглинають в значно більших кількостях, ніж зерновые.

Загальний винесення мікроелементів і витрати їх у одиницю продукції можуть змінюватися в значних межах залежно від врожайності сільськогосподарських культур, кількості і співвідношення поживних речовин, у почвенном розчині, вологості грунтів та її найважливіших агрономічних властивостей, рівня агротехніки та інших факторов.

Грунтовий покрив Поволжя неоднорідний. По напрямку із півночі на південь змінюються: дерново-підзолисті і сірчані лісові грунту, чорноземи оподзоленные, выщелоченные, типові, звичайні і південні, темно-каштанові, каштанові, світло-каштанові і бурі грунту. Серед каштанових і бурих грунтів є багато солонцов.

Наиболеенизкимсодержаниембольшинствамикроэлементов характеризується дерново-підзолисті і сірчані лісові грунту. Зазвичай, у яких мало бору, міді, кобальту, молібдену. Марганця і цинку у тих грунтах більше, ніж у звичайних і типових черноземах.

Влесостепнойзоне Поволжя низька забезпеченість мікроелементами й у чорноземів оподзоленных, а деяких випадках і выщелоченных. Разом з дерново-подзолистыми, сірими лісовими ґрунтами і чорноземами карбонатными вони потребують першочерговому застосуванні микроудобрений.

Однимиз джерел поповнення грунтів необхідними мікроелементами може бути опади міських стічні води. По літературним даним (Ільїн В.Б. та інших., 1991) зміст мікроелементів в ОСО коливається у досить межах: мідь 50−4000, цинк 70−40 000, марганець 60−4000, кобальт 2−300 мг на 1 кг сухого вещества.

Встановлено (Попов Г. П. і др., 1984), що з врожаями сільськогосподарських культур лише на рівні 30−35 ц зернових, 200−300 ц картоплі і 50−60 ц сіна з 1га щорічно виноситься по 100−600 р цинку і марганцю, 30−200 р міді, 1−6 р кобальту, 3−15 р молібдену. Розрахунки вчених показують, що внесення 1−4 т сухого речовини ОСО із вмістом зазначених елементів лише на рівні ГДК може на 8−10 років забезпечити бездефіцитний баланс мікроелементів в сівозміні. Це дуже важливо, оскільки грунту з низькою забезпеченістю мікроелементами складають у різних районах країни від 10 до 40% ріллі, а промислового виробництва микроудобрений дуже ограничено.

1.4. Гігієнічні аспекти застосування ОСВ.

Останнім часом у спеціальній наукової і переробка сільськогосподарської літературі з’явився термін «важкі метали », який відразу ж придбав негативної звучання. за таким пов’язано уявлення про щось токсичном, небезпечному для живого, чи це тварини чи рослини. Важкі метали — групи хімічних елементів, мають щільність понад п’ять р /куб. див. Термін позичений з технічного літератури, де метали класифікуються на легкі й важкі. Для біологічної класифікації правильніше керуватися не щільністю, а атомної масою, тобто. до важким відносити метали з атомної масою понад 40 кримінальних (Алексєєв Ю.В., 1987). Уявлення про обов’язкове токсичності важких металів є помилкою, позаяк у цю групу потрапляють мідь, цинк, молібден, кобальт, марганець, залізоелементи, велике позитивне біологічне значення яких давно встановлена і доведено. Важливі концентрації у яких необхідні живим організмам. Справедливіше вжити термін «важкий метал «у разі, коли йдеться про небезпечні тваринам організмів концентраціях елемента відносною масою понад 40 кримінальних. Микроэлементом він працює тоді, коли у грунті, рослині, організмі тварин і людини в нетоксичних концентраціях чи використовують у малих кількостях як добриво чи мінеральна добавка до корму.

Проте, є група металів, що їх закріпилося лише одна негативне поняття — «важкі», себто «токсичні». Така група включає ртуть, кадмій і свинець. На думку їх не вважають найбільш імовірними і небезпечними забруднювачами довкілля, оскільки вони широко використовують у в промисловості й на транспорте.

У культурному ландшафті найбільшого поширення мають цинк, свинець, ртуть, кадмій, хром. Набір металів, що у ландшафт, залежить передовсім від характеру людської діяльність у цьому регіоні. При сильному розвитку автомобільного транспорту, й за наявності густий мережі автошляхів, реально очікувати збагачення ландшафту свинцем, які у довкілля від двигунів внутрішнього сгорания.

Вступ до середу кадмію може пов’язуватися із використанням сільському господарстві фосфатів, містять зазначений елемент як примеси.

Ртуть в культурному ландшафті з’являється у результаті використання сполук, у ролі фунгіцидів і за виробництві целюлози. Ймовірно потрапляння ртуті у грунт з компостом з побутового сміття, що містить використані люмінесцентні лампы.

Хром перебувають у навколишньому середовищі у результаті застосування як добрива опадів стічних вод мовби каналізації міст України з розвиненою годинниковий, шкіряної важкою промисловістю, і навіть при известковании грунтів шлаками металургійних виробництв, містять цей элемент.

Обогащениеландшафтацинкомможетпроизойтипри систематичному використанні як органічних добрив опадів стічні води міст, і навіть під час спалювання з полів відходів резины.

Уран, торій, радій можуть вступати у рослини з грунту з допомогою фосфатних мінеральних добрив, і навіть з атмосфери у місцях, де у багато спалюється кам’яне вугілля. Стабільний стронцій вступає у ландшафт з простим суперфосфатом і фосфогипсом, отриманими з апатитов.

Помітне забруднення середовища міддю спостерігається в місцях інтенсивного виноградства, де цей елемент широко використовується для боротьби із захворюваннями рослин. У ландшафтах, мало порушених господарської діяльністю, зміст важких металів незначительное.

Кадмій супроводжує цинку і найчастіше можна знайти разом із, утворює численні основні, подвійні і комплексні сполуки. У забруднених грунтах його у кількостях, рівних десятим часток міліграма на килограмм.

Ртуть належить до дуже рідкісним елементам й у природі мігрує переважно у газоподібному стані й водних розчинах. У ландшафті, переважно, розсіюється і у незначній кількості може сорбироваться глинами і илами. У чистих грунтах неї давав становить соті частки міліграму на кілограм, а грунтах інтенсивного господарського використання сягає миллиграммов.

Свинець являетсянаиболее поширеним елементом. У агроландшафте він переважно мігрує в бикарбонатной формі, соціальній та органічних комплексах. Свинець легко адсорбируется глинами, і над ними його зміст підвищити. У разі промывного типу водного режиму (в тайгових та інших ландшафтах вологого клімату) простежується певна рухливість свинцю, але значно менша, ніж кадмію, цинку і меди.

Знання природних концентрацій важких металів у ґрунтах і рослинах дає можливість будувати висновки про стані чистоти чи забрудненості буряків та вживати заходів, створені задля збереження грунтового родючості й якості рослинницької продукції. В. П. Цемко з співавторами (1980) пропонує таку угруповання грунтів за рівнем забруднення: до слабко забрудненим ставляться грунту із вмістом елемента від 2 до 10 кларков, до середньо — від 10 до 30 кларков, до сильно — понад 30 кларков.

Відомо, що техногенне забруднення впливає як на біоту грунтів, а й у їх фізичні, фізико-хімічні і хімічні свойства.

Ґрунти в неоднаковою ступеня инактивируют вступники елементи — токсиканти, а наявність різних форм токсикантів у грунті утрудняє вибір тієї їх, що б найбільш придатної з метою нормування (Ільїн В.Б., 1985; Важенин І.Г., 1985; Зырин Н. Г., Каплунова Є.В., 1985; Кочуров Б.І., Зайцев В. Я., 1987).

На думку Н. Г. Зырина (1985), за умов кислої неокультуреної дерново-подзолистой грунту рівень кадмію в 2,5 мг/кг (10 разів більше фонового), цинку — 125 мг/кг (5раз більше фонового) вже вважатимуться небезпечним. Цими авторами виявлено також граничне значення змісту важких металів у грунті, що веде до їх нагромадженню в рослинах, у кількості вище, ніж ГДК. Для свинцю — 150, кадмію — 0,2, цинку — 85 мг/кг для неокультуреної дерново-подзолистой почвы.

Відповідно, для дерново-подзолистой окультуреної - свинцю -650, кобальту — 2,5, цинку — 80; для типового чорнозему: кобальту — 5,0, цинку — 115 мг/кг. У дослідженнях Р. И. Первухиной (1983) дано оцінку трансформації сполук техногенних металів у грунтах і доступність їх задля рослин. Результати експерименту показали, що внесення кадмію у складі пилу металургійного підприємства знижує врожайність ячменю на дерново-подзолистой неокультуреної грунті при змісті кадмію 10 мг/кг, на слабоокультуренной — 20 мг/кг.

Експериментальними дослідженнями, проведеними спеціалісти кафедри коммунальнойгигиеныДнепропетровскогомедицинскогоинститута встановлено, що підвищений вміст хімічних речовин, у грунті серйозно впливає на самоочищення грунту. Рівень граничною концентрації об залізо — до 5000 мг/кг, марганцеві - 1000 мг/кг.

У рослинах, вирощених у дії промислових викидів, вміст заліза в зерні - до 300 мг/кг чи 2 разу больше;

вміст заліза у буряках коливалося від 465 до 705 мг/кг, це у 8,2−12,4% більше, ніж у контролі (Шелюг М.Я., 1983).

На грунтах різного типу важкі метали при одним і тієї ж концентраціях надають на рослини різне дію. Це пов’язано з різною кінетикою і перетворення цих речовин, у грунті. Досліди з суглинистой грунтом, торфом і чорноземом внесення ртуті в дозі 10 мг/кг мало викликало змін — у элементном складі зернових. Внесення тієї ж дози в піщану грунт, і супіщаний суглинок призвело до накопичення ртуті в соломі пшениці до 5,7 мг/кг сухий є і невызреванию вівса (Покровська С.Ф., 1987).

Роботами Зимакова И. Е. (1979) було досліджувана дію нітрату ртуті на опесчаненной дерново-подзолистой грунті на горох, кукурудзу, овес, жито і пшеницю, доза внесення змін до розрахунку метал 0,1; 1; 10 мг/кг грунту. Найбільша концентрація ртуті спостерігалася через 30 днів, потім дещо знизилася, залишаючись загалом постійної, та заодно перевищувала тло на 5…10 раз.

Закономірне накопичення кадмію рослинами залежно від основних ґрунтових чинників характеризується схемою, запропонованої у роботі (Рэуце До., Кырстя З., 1986).

Низкое.

кадмия.

Увеличение.

PH.

Снижение.

Высокое.

кадмия.

Увеличение.

Зміст глины.

Снижение.

Увеличение.

Зміст гумуса.

Снижение.

Увеличение.

Лужні добрива фізіологічно кислые.

Снижение.

Забруднення сільськогосподарських угідь кадмієм складається з кількох складових. По-перше, це атмосферне надходження. У промислово розвинених районах у середньому рік випадає 0,2…9кг/км2 кадмію (Петрухін В.А., 1986).

Другий джерело надходжень — опади міських стічні води. Велика інформація у питанні надано у низці робіт (Покровська С.Ф., 1981; Гольдфарб Л. Л., Туровський М. С., Бєляєв С.Д., 1983; Касатиков В. А., 1984; Алексєєв Ю. В, 1987).

І, нарешті, третій джерело — це мінеральних добрив. Так було в ФРН зі середніми дозами фосфорних добрив на рік надходить 3…5 р кадмію на 1га (Sauerbeck D., 1980). У зв’язку з цим фермы-производители прийняли рішення про запровадження норми утримання кадмію в добривах, що становить 90 мг/кг (Stadelmann F.X., 1983).

Проте, оцінюючи мінеральні фосфорні добрива і ОСО як джерело забруднення важкими металами Г. А. Соловйов і А.В. Голубєв (1981) підкреслювали, що необхідно виходити із їх мобільності і доступності рослинам. Вона залежить як від рН грунту, змісту органічного речовини і супутніх елементів, зокрема, кальцію, цинку, форми кадмію. Серед процесів, граючих значної ролі в вступі кадмію в рослини, є дифузія. Чим нижчий рН грунтового розчину, тим більша коефіцієнт дифузії кадмия.

Насичення грунтів іонами H+ призводить до збільшення дифузії проти природними ґрунтами, але внесення кальцію знижує рухливість їх у грунтах (Алексєєв А.А., Зырин Н. Г., 1980). Дослідженнями (Klein-Landenkoff U., 1986) було доведено, що внесення ОСО як органічного добрива показало захисні механізми грунту. Цьому сприяв внесення вапняних добрив. Доза 85−170 ц/га знижувала надходження кадмію в рослини на 20−30%. Інші автори (Bidwell A.M., Dowdy R.H., 1987) відзначали, що внесення в 15 див шар грунту до 25,2 кг/га кадмію у складі опадів стічні води (протягом 3-х років) підвищило зміст даної елемента у зерні до 5,18 мг/кг. Проте, іншими дослідниками не зазначалося негативне дію кадмію, що міститься в опадах стічних вод мовби. Так, 39-летние дослідження не виявили суттєвих змін у хімічний склад рослин (Wedder M.D., 1987).

Важкі метали перебувають у грунті в різної формі. Вони можна включати в тверду фазу грунту, перебувати у вигляді вільних іонів в ґрунтових розчинах, як розчинних органоминеральных комплексів чи адсорбовані на колоїдних частинках. Сульфокислоты утворюють розчинні хелаты металів широтою діапазону рН, збільшуючи, в такий спосіб, їх розчинність. Ці комплекси, зазвичай, більш стабільні, ніж аналогічні комплекси гумінових кислот (Kieken L., 1983), які відіграють роль депонента важких металлов.

Надходження важких металів в рослини залежить від багатьох чинників. Є дані, дозволяють вивести певну закономірність між накопиченням і належністю сімейства, біологічними особливостями виду, сорта.

За даними Kuboi T., Noguchi A. (1986), найбільш стійкими до накопичення кадмію виявилися бобові. Помірно накопичували цей іон злакові, лілейні, гарбузове і зонтичні. Великі концентрації кадмію відзначалися у хрестоцвітних, пасльонових, сложноцветных, маревых. Проте, собі такий розподіл виявилося досить умовним. Випробування різних доз кадмію (від 1 до 300 мг/кг субстрату) показало, що в кожної групи кожного сімейства спостерігається опірність даному елементу. Турнепс не виявляв ознак токсикозу навіть за максимальної дозі, тоді як ріпа вже за часів 30 мг/кг виявляла ознаки токсикоза.

М.С. Паниным (1980) запропонований іншій підхід цієї проблеми, але який базується знов-таки на здібності накопичення тієї чи іншої елемента рослинами. За даними, за середнім рівню накопичення певного елемента у тілі рослини стосовно різним ионам різні сімейства можна розмістити так: З сложноцветные, злакові, лебедовые, розоцветные, бобові; Сі сложноцветные, злакові, лебедовые, бобові, розоцветные, крестоцветные; Mo — бобові, злаки, сложноцветные, крестоцветные, гречишные.

По реакції сільськогосподарських рослин до різним металам існує і сортова специфічність, що закріплена генетически.

Дослідженнями Brune H. (1984) засвідчили, що 10 сортів салату, вирощуваних в піску при однаковою концентрації кадмію в живильному середовищі, рівної 0,1 мг/л, накопичували різну кількість кадмію — 0,4 до 26 мг/кг.

У рослин, у умовах забруднення інтенсивно працюють механізми захисту, що уберігають до певного моменту надземні органи від надходження надлишкового кількості важких металів (Ільїн В.Б., Степанова М. Д., 1980). Водночас дію токсикантів за високої їх концентрації може всі ж посилено проникати у рослини. Проте ступінь накопичення у різних частинах рослин буде різна (Ільїн В.Б., Гармаш Г. А., 1981).

Найсильніше йде накопичення свинцю в кореневої системі, причому кількість іонів металу може перевищувати контроль більш, ніж у 7 раз. У меншою мірою його накопичують листя, і репродуктивні частини рослин. Це можна пояснити тим, що у процесах метаболізму в рослинах утворюються різноманітні органічні з'єднання з хелатирующими властивостями. Пробравшись іонів важких металів в коріння відбувається їх зв’язування та, як наслідок, зниження подвижности.

Отже, наявні наукові матеріали вітчизняних і зарубіжним дослідникам свідчать, наскільки складна то цієї проблеми. У йде інтенсивний пошуку шляхів утилізації зростаючого кількості опадів міських стічні води — продуктів життєдіяльності людини, а як і інших напрямів відходів міського комунального господарства. Наявні літературні дані про питанням використання ОСО як добрива не можна автоматично переносити ненаші почвенно-климатические умови, а, по окремих розділах, наприклад, вплив ОСО складу ґрунтових розчинів тощо. матеріалів мало є. З урахуванням вищевикладеного, метою перших із них було вивчити можливості використання опадів стічні води р. Курська як удобрений.

Глава 2. Методика й умови проведення исследований.

2.1 Методика исследований.

Дослідження проводили на дослідному полі Курській державної сільськогосподарської академії імені професора І.І. Іванова 1996;1998г.г. Грунт темно-сіра лісова среднесуглинистая.

Польові дослідження проводилися з таку схему (табл.1).

Таблиця 1.

1. Схема проведення опыта:

1. Контроль (без добрив, без ОСВ).

2. 20 т/га ОСВ.

3. 20 т/га ОСО + N30P30K30.

4. 20 т/га ОСО + N60P60K60.

5. 20 т/га ОСО + 5 т/га извести.

6. N60P60K60.

У польових дослідах розміщення варіантів було рендомизированным методом. Повторність досвіду шестиразова. Розмір ділянок 1,0 м x 1,0 м = 1 м².

У дослідженнях використовували методики, прийняті дослідах з рослинництва, землеробства, почвоведению і агрохимии.

Перед закладанням досвіду проводили аналіз почвы:

а) Зміст гумусу у грунті - по Тюрину;

б) рН сольовий витяжки — потенциометрическим методом;

в) Гидролитическая кислотність (Нг) — по Каппену;

р) Сума обмінних підстав (Sосн.) — по Каппену-Гильковицу;

буд) Ступінь насичення підставами — розрахунковим способом (Практикум по агрохімії, 1987);

е) Рухливі: фосфор (Р2О5) і калій (К2О) — по Чирикову;

ж) Загальний азот — по Къельдалю;

і) Азот щелочногидролизуемый — по Корнфилду.

Усі перелічені вище методи описані у наступних навчальних посібниках і практикумах: «Агрохім методи дослідження грунтів» (1965); «Практикум з ґрунтознавства» (І.С. Кауричев, 1973); «Посібник із хімічним аналізом грунтів» (Є.В. Аринушкина, 1970); «Практикум по агрохімії» (Л. В. Петербурзький, 1968; О. С. Радов та інших., 1985; Б. А. Ягодин та інших., 1987).

Важкі метали в ОСО і грунті (цинк, мідь, нікель, кобальт, хром, свинець), соціальній та рослинницької продукції (кадмій, свинець, цинк, мідь, ртуть, миш’як) визначали по Є. Сенделу, 1996 г.

Доза внесення ОСО і мінеральних добрив підібрані в такий спосіб, аби запобігти забруднення важкими металами і з розрахунку підтримки бездефіцитного балансу гумусу. Оброблялися сільськогосподарські культури з наступним чергуванням в ланці сівозміни: 1) конюшину; 2) озима пшениця; 3) кукуруза.

Осаду стічних вод мовби внесли 20 т/га, мінеральних добрив з розрахунку N30P30K30 і N60P60K60 залежно від варіанта досвіду і вапна — 5 т/га. Осад стічні води, мінеральних добрив (аміачна селітра, подвійний суперфосфат, хлористий калій), вапно вносили поквадратно, навесні вручну під перекопку лопатою на глибину 30 див. Норма висіву озимої пшениці - 5 млн. всхожих зерен на 1 га; кукурудзи — з розрахунку 70 тис. рослин на 1 га і конюшини — 15 кг на 1 га.

Для конюшини червоного визначали висоту рослин i урожайность.

Обумовлена структура врожаю зернових — висота рослин, продуктивна кустистость, довжина колоса, число колосків і зерен в колосі, маса 1000 насіння, маса надземної і незерновой части.

Аналізи проводили в фазу восковій спілості зерна за середнім зразком, взятому впродовж дня із двох рядків довжиною 55,5 див у місцях по-діагоналі ділянки (із першого кв. метри) у двох несуміжних повторениях.

По кукурудзі визначали висоту рослин, довжину, кількість й безліч качанів одне рослина перед прибиранням у двох несуміжних повторностях, навіщо відбирали двома середніх рядках поспіль 20 растений.

Технологічні і фізіологічні якості зерна озимої пшениці (натура, стекловидность, маса 1000 зерен, кількість сирої клейковини та масове частку вологи) визначали відповідно до методики, рекомендованої Держкомісією з сортовипробуванню сільськогосподарських культур.

Вивчали як дію ОСО на рік внесення, але його наслідок протягом двох лет.

У період вегетації проводили ручну прополку і розпушування міжрядь у кукурудзи. Для визначення елементів структури врожаю із зернових відбирали пробні снопи. Облік врожаю — ваговим методом.

Сорти і гібриди, высеваемые в досвіді: конюшину червоний — Макаровский місцевий; озима пшениця — Мироновская 808; кукурудза — Колективний 181 (додаток 2).

Експериментальні дослідження спеціалісти кафедри неорганічної і аналітичної хімії і межфакультетской хімічної лабораторії Курській ГСХА, державної станції агрохімічної служби «Курська», і навіть випробувальною химико-технологической лабораторії Курського центру стандартизації, метрології і сертификации.

Отримані експериментальні дані переважають у всіх дослідах оброблені методом дисперсионного аналізу ЭВМ.

2.2 Умови проведення опытов.

2.2.1 Коротка характеристика ґрунтових условий.

Курська область розташована ніяких звань Центрального Чорнозем’я і належить до Средне-Русской провінції лісостеповій зони, на яку характерні два типу грунтів: чорноземи і сірі лісові грунту. Грунтовий покрив повсюдно сформувався на лессовидных відкладеннях суглинистых по гранулометрическому складу і багатих основними елементами харчування. Фізичні і хімічні властивості лессовидных порід сприяють освіті ними родючих почв.

У сфері Чорноземи займають 1460 тис. га чи 74%, а сірі лісові грунту — 482 тис. га чи 24,5% (Муха В.Д. та інших., 1992).

Перед світло-сірих лісових грунтів території області доводиться 3,6%, а сірі і темно-сірі лісові грунту займають 10,4 і 10,6% відповідно. Оскільки дослідження проводилися на темно-сірої лісової грунті, то зупинимося їхньому характеристиці більш подробно.

За своїми фізичним і хімічним властивостями й рівнем родючості сірі лісові грунту значно різняться від чорноземів. Вона має підвищену кислотність і потребують известковании. Орний шар має нині розпорошену структуру, тому при зволоженні грунту запливають і за висиханні лежить на поверхні утворюють скоринку. Період фізичної спілості вони значно коротші, ніж в чорноземів, що створює додаткові організаційні труднощі за її обработке.

Серед лісових грунтів найкращими й найпоширенішими території області є темно-сірі лісові. З власного будовою, властивостями і родючості темно-сірі лісові грунту стоять близько до черноземам оподзоленным. Гумусовий обрій темно-сірих лісових грунтів значно міцніше, ніж в сірих і коштує від 40 до 60 див. Гумусу в пахотном шарі темно-сірих лісових грунтів міститься 3−5%, фосфором і калієм рослини цих грунтах забезпечені середньо, а азотом недостатньо. Вони придатні для обробітку всіх польових культур, районованих у зоні (Д.А. Лепнев, 1968).

Досвідчений ділянку розташований на вододілі. Рельєф досвідченого ділянки рівний, схил північно-східній експозиції вбирається у 1−2?, є незначні микропонижения. Грунтовий покрив однорідний і представлений темно-сірими лісовими ґрунтами среднесуглинистого гранулометрического состава.

Морфологічне опис грунтового профілю темно-сірої лісової грунту досвідченого ділянки характеризуються такими показателями:

і ниже.

Темно-сірий, среднесуглинистый, зернисто-пылеватый, щільний, з фарбування однорідний. Орний обрій не позначається, густо пронизаний корінням растений.

Сірий з багатою кремнеземистой присипкою, складання щільне, ореховатая структура, перехід помітний з затеками, нерівний. Зустрічається багато корней.

Буруватий з затеками гумусу, важко суглинистый із добре вираженої кремнеземистой присипкою. Складання щільне, структура ореховато-призматическая, перехід постепенный.

Лесовидний суглинок, помітна кремнеземистая присипка. Тяжелосуглинистый, вразливий, комковато-ореховатый, перехід постепенный.

Лесовидний жовтий суглинок, рихлий, ореховатый. Мелкопористый, среднесуглинистый. Не скипає. Весь грунтовий профіль сухой.

Водопрочность структури та водопроникність грунту невисока, тому вона схильна до ущільнення і заплыванию.

Грунт за змістом гумусу належить до слабоокультуренным. Відсоток гумусу і спільного азоту різко зменшується профілем. Реакція грунту орного шару (рН) менше 5, і з глибиною кілька зростає. У пахотном шарі досить значна величина гидролитической кислотності і низька величина суми обмінних підстав, ступінь насиченості грунтів підставами зростає профілем. Розмір гидролитической кислотності відповідає почвам середньої нуждаемости в известковании. Забезпеченість рухливими формами фосфору і калію висока підвищена, тому вони є лимитирующим фактором.

2.2.2 Агрокліматичні ресурси, і метеоусловия у роки проведення опытов.

Зростання та розвитку сільськогосподарських культур значною мірою залежить від погодних умов, утворюють період вегетації рослин. Клімат Курської області для помірно-континентальний. Річний прихід сонячної радіації дорівнює 89 ккал/см2. По сезонах це тепло розподіляється так: зима — 7, весна — 29, літо — 40 і осінь — 13 ккал/см2.

Річна сума опадів становить 533−640 мм., та їх розподіл нерівномірний і в окремі роки спостерігаються посухи і суховії, які за цвітінні рослин надають негативний вплив. На теплий період із переважанням рідких опадів доводиться 65%, але в холодний з величезним переважанням твердих опадів 35% їх річного количества.

Сума активних температур повітря (2300−2450?С) достатня для вирощуваних сільськогосподарських культур. За даними метеостанції Курськ, що у 4 кілометрів від досвідченого поля, середньорічна температура повітря становить 5,4?С з коливаннями від 3,8 до 7,3?С. Найбільш холодним місяцем є січень, середньомісячна температура якого -8,6?С, а найтеплішим — липень зі середньомісячної температурою 19,3?С. Тривалість теплого періоду з середньомісячної температурою вище 0? С (з 27 березня 11 листопада) — 229 днів, вегетаційного зі середньомісячної температурою вище 5? С (з 13 квітня до 18 жовтня) — 188 днів, період активної вегетації зі середньодобовій температурою вище 10? С дорівнює 152 дням (з 29 квітня до 27 вересня). Середня дата останнього весняного заморожування 27 квітня, а першого — осіннього 9 октября.

Температура повітря час проведення дослідів була різна. Приміром, середня температура повітря за 1996 р. нижче на 0,2?С чи 4,7%; за 1997 р. вище на 0,1?С чи 1,8% і поза 1998 р. вже вище на 0,7?С чи 12,9% порівняно з середньої багаторічної соответственно.

Опади за літами проведення дослідів розподілилися нерівномірно. У 1996 р. випало 580 мм опадів, що відповідає середньому багаторічному значенням. У 1997 р. опадів випало 767 мм, що у 30,6% більше, порівняно з середнім багаторічним значенням, а 1998 р. опадів випало 681,5 мм, що у 16,1% вищий за середній багаторічного значения.

Метеорологічні умови у роки проводити дослідження представлені у додатку № 1.

2.3 Формула розрахунку припустимого внесення осаду стічних вод мовби в почву.

Принцип розрахунку грунтується у тому, після відомих внесення ОСО сумарне зміст токсикантів у грунті (з урахуванням розсіювання в пахотном шарі) на повинен перевищувати ПДК:

Ф + Д? ГДК, где.

Ф — фонове зміст токсиканту у грунті, мг/кг;

Д — додаткове внесення токсиканту в орний обрій з ОСО, мг/кг;

ГДК -гранично припустиму концентрацію, мг/кг.

У 1982 року й неодноразово пізніше були опубліковані такі розрахункові формули (Л.Л. Гольдфарб та інших., 1983; В. А. Касатиков та інших., 1984):

Добщ. = (ГДК — Ф) х2600 (кг/га), где.

Ф — початковий вміст токсиканту у грунті до внесення ОСО, мг/кг;

2600 — маса орного шару грунту, т/га, враховуючи сухе вещество.

Середня щорічна доза (Дср.) внесення ОСО у грунт розраховували по формуле:

т/га по сухому веществу.

50 — максимальний загальний термін в один роках внесення ОСО однією і хоча б участок;

Sos — концентрація що визначається елемента у осаді, мг/кг.

Максимальна разова доза внесення ОСО у грунт за частоти раз на п’ять років составляет:

Дмакс. = 5 x Дср., т/га по сухому веществу.

Глава 3. Технологія переробки промислових і комунальних стоків на про очисні споруди р. Курска.

3.1. Характеристика очисних споруд р. Курска.

Очисні споруди потужністю 150 000 м³ включають споруди, щоб забезпечити механічну біологічну очищення. У проекті стічні води повинні містити забруднення у незначній концентрації з біологічної поглинання кисню (БПК) — 278 мг/л. Стічна вода відповідає цим требованиям.

Біологічна очищення включає в себя:

* адсорбцію забруднюючої воду речовини на активному компоненте;

* минерализацию забруднень мікроорганізмами в аеробних условиях.

Перший процес триває близько 10−15 хвилин, а другий досить довгий время.

Працюючи аэротенка нього повільно протікають котрі піддаються аерації стічні води, змішане із активним мулом. Подача повітря виробляється воздуходувными машинами через фильтростные пластини. Кисень повітря сприяє життєдіяльності мікроорганізмів, частково пригнічуючи розвиток патогенних мікроорганізмів. Аерація сприяє також більшого контакту активного мулу з забрудненнями. Однією з основних умов праці аэротенков є отримання бактеріального бавовни активного мулу, здатному швидкого ущільнення, осадженню і відділенню від очищаемой рідини. Активний мул в аэротенках утворюється з допомогою суспензії стічної рідини, адсорбції колоїдів і розмноження у цьому субстраті мікроорганізмів. Основну частина активного мулу становлять бактерії. На 1 р активного мулу доводиться 1012 бактерій. Видова склад бактерій залежить від характеру забруднень. Крім бактерій в мулі перебувають одноклітинні організми і складніші організми — коловертки, хробаки. При нормальної роботі аэротенка бактерії і найпростіші перебувають у рівновазі. Порушення рівноваги — це сигнал попередження погіршення роботи аэротенка. Найбільш сприятливим передумовою процесу очищення в аэротенках є співвідношення в котра надходить воді: БПК: N:Р = 100:5:1.

Ступінь очищення залежить від дози мулу — на цю кількість в грамах сухого речовини на 1 л стічної рідини. Для очисних споруд г. Курска дана доза становить регенераторе — 5−8 г/л і аэротенке — 2,5−3,5 г/л. Якість активного мулу характеризується иловым індексом — це обсяг мулу за мл, занимаемы у вологому стані після 30 хвилин відстоювання 1 р сухого речовини. Якщо иловой індекс понад сотню, то мул поганий, осаждаемость його погана. Швидкість осадження бавовни активного мулу залежить з його щільності. Дрібні мікроорганізми утворюють щільний мул, а довгі нитчасті форми, розгалужені організми утворюють вразливий, погано обложений ил.

Причинами, порушують роботу аэротенка являются:

* перевантаження споруди органічними веществами;

* освіту анаеробних зон;

* недолік біогенних елементів (З, N, Р);

* різку зміну рН середовища проживання і температуры;

* присутність у стічної воді токсичних веществ.

Біохімічна очищення повна, якщо біохімічні процеси в спорудженні сягають початку реакції нітрифікації. Умовно ступінь очищення визначають також із залишковому БПК очищеної стічної води. За повної очищенні БПК? 20 мг/л.

Схема роботи аэротенка.

Стічна рідина змішується з активним мулом. Ця суміш аэрируется повітрям протягом усього аэротенка. Це необхідно як для життєдіяльності мікроорганізмів, але й підтримки у звенном стані мулу. У другому відстійнику відбувається відділення мулу від стічної води. Мул знову в аэротенк, перша секція якого є регенератором, тобто. стічна вода не подається. Активний мул володіє величезною адсорбційної здатністю. Але це здатність згодом зменшується. Процес відновлення її відбувається поза рахунок життєдіяльності мікроорганізмів. Цей процес відбувається називається регенерацією. Проте, у процесі окислення забруднень відбувається збільшення біомаси, тому надлишкову частина мулу видаляють з вторинного відстійника шляхом откачивания.

У рідини, очищаемой в аэротенках, відбуваються такі изменения:

— зниження концентрацій забруднень внаслідок розведення рідиною, який транспортує активний ил;

— адсорбція забруднень на активному мулі, що протікає перші 15−30 минут;

— поступове зменшення органічних речовин, розчинених у воді надсорбированных на активному иле;

— поступове зменшення азоту аммонийных солей і нитратов.

При порушенні технологічного режиму відбувається міграція мулу з товщі рідини у її поверхневі шари. Иловая рідина стає каламутній. Основними минерализаторами органічних речовин є бактерії, які, харчуючись иловыми частинками переводять ряд складних речовин, у простіші. Інфузорії та інші найпростіші виконують роль регуляторів розвитку бактерій, цим створюють сприятливі умови для процесу мінералізації, і навіть сприяють флокуляции дрібнодисперсної суспензії з допомогою виділення у середу слизу. Найпростіші сприяють нагромадженню серед азоту, підвищуючи цінних якостей активного мулу як добрива. З іншого боку, найпростіші виконують роль індикаторів, характеризуючих роботу очисних споруд. Так при сильному забрудненні води органічними домішками в мулі розвиваються дрібні амеби. Інфузорії при несприятливі погодні умови притерпевают зміни за своєю формою. При хорошої роботи аэротенка в активному мулі зустрічається дуже багато видів найпростіших. Особливо характерні Aspidisca, Stylonichia, Vorticella convollaria, Opercularia. Якщо спостерігається дефіциту поживних речовин відбувається зменшення розмірів инфузорий.

3.2 Технологія переробки осаду стічних вод.

Підлягають спуску в каналізацію стічні води: комунальні і виробничі надходять через приймачі у труби внутрішньої каналізаційної мережі, потім у стояк, із якого вже виводяться в зовнішню каналізаційну сеть.

Зовнішня каналізаційна мережу є розгалужену мережу труб і каналів. Стічні води, протікаючи за цими трубах самопливом і переходячи поступово з дрібних труб до більших комплекторы, скеровуються в очисні споруди. Найчастіше ще доводиться будувати станцію перекачки.

Для виділення великих забруднень застосовуються грати, які становлять вертикально чи похило поставлені по дорозі руху стічні води прути з прозорами різного розміру. Для виділення дрібної суспензії застосовуються відстійники. За характером своєї роботи відстійники бувають періодичного і безперервного дії. Відстійники безперервного дії засновані у тому, що замість повільніше рухається у яких рідина, тим паче дрібні частки випадають в осад. Стічна вода вступає у відстійники безупинно. Відстійники бувають горизонтальними і вертикальними. Горизонтальні відстійники округлої форми, у яких рідина надходить над центр, а збирається по периферії і називаються радиальными.

Відстійники, спеціально призначені виділення з стічних вод мовби важких мінеральних домішок називаються песколовками. Після перших відстійників стічні води вступають у аэротенки. У аэротенках йде біологічна очищення. Біологічна очищення полягає в життєдіяльності мікроорганізмів, сприяють мінералізації органічних веществ.

Аэротенк — найбільш досконала для біологічного очищення спорудження. У ньому штучно створюються необхідних окислення органічного речовини умови шляхом введення необхідної кількості мікроорганізмів і кисню. Аэробные мікроорганізми уводять у вигляді активного мулу. Вони є тієї твердої фазою, де відбувається у аэротенке адсорбція органічних речовин. Необхідний для окислення органічних речовин кисень надходить із повітрям, вдуваемым в аэротенк воздуходувками. У аэротенках відбуваються біологічних процесів і хімічне окислювання органічних веществ.

Після аэротенков стічна вода надходить у вторинні отстойники.

Зміст в очищеної воді невеликих кількостей нітратів (0,5−1,0 мг/л) свідчить про закінчення процесу окислення органічних загрязнений.

На якість очищення стічної води в аэротенках впливають три важливих чинники: період аерації, концентрація активного мулу, ступінь його регенерації і витрати повітря. У зв’язку з тим, що приплив стічних вод мовби змінюється у великих межах, змінюється період їх аерації. Що БПК стічних вод мовби, що у аэротенки, то більше вписувалося може бути період аэрации.

Після біологічного очищення вода надходить у другі відстійники, де відбувається осадження мулу, який винесено з аэротенка. Далі ця мул, що вже значною мірою втратив свою адсорбционную активність, повертається у регенератор для регенерації. Побічні відстійники влаштовані за тими самими принципам, як і первинні. Що Надходить стічна вода містить 40−50% мулу. Кількість активного мулу, що становить його приріст, має отбавляться і спрямовуватися на подсушку чи сбраживание. Стічна вода після других відстійників вступає у контактні резервуари, куди подається хлорне вода.

Правилами спуску стічні води в водойми, встановленими державної санітарної інспекцією, передбачається дезинфекція спущені стічних вод мовби. Як дезінфектанту нині в каналізаційної практиці застосовується хлор. Хлорне вода вступає у змішувач, що й змішується зі стічної водою. Найшвидше входить у з'єднання з хлором гази і розчинні речовини в стічної воді. Усі відбуваються одночасно, але з різними скоростями.

Сірководень, що у стічної води та що надає їй гнильний запах знищується миттєво. Хлор, діючи на стічні води, не впливає на бактерії, тому хлорування проводять осветленных вод. Кількість хлору, необхідне на дезінфекцію стічних вод мовби, становить 5−10 мг/м3. Час контакту — 30 минут.

Серйозною проблемою у справі очищення стічних вод мовби є ліквідація забруднень і опадів, затриманих на ґратах і відстійниках. При тривалому зберіганні осаду в відстійниках, коли проміжок між очищеннями півроку, зазначалося, що осад піддається гнилостному шумуванню і кількість осаду зменшується. Відбувається це у слідстві дії анаеробних мікробів. При тривалому гнильному процесі, все органічна речовина можна буде перевести в розчинне стан. Для прискореного процесу бродіння застосовуються спеціальні споруди — метантеки з температурою 27−28?С та використанням газу метану. Осад стічних вод мовби містить азот, фосфор, калій та інші речовини, які його цінним як добриво. Для використання осаду як добриво необхідно зменшити його вологість. Найпростіший спосіб зневоднення — подсушивание його за мулових майданчиках, де вологість зменшується з 90−95% до 55−60%. У цьому осад зменшується обсягом і втрачає свою текучесть.

Щороку на мулові майданчики очисних споруд г. Курска викидається 15 тис. тонн ОСВ.

3.3 Склад стічні води й умови прийому в міську канализацию.

Стічної водою називається вода, використана на побутові чи виробничі потреби і одержала у своїй забруднення, які змінюють її початковий хімічний склад парламенту й фізичні властивості. До стічних водам відносять також забруднені води атмосферних опадів, воду від поливу вулиць, миття машин, транспорту. Вирізняють три категорії стічні води: господарсько-побутові, промислові стоки і ливневые.

У високорозвинених в індустріальному відношенні містах кількість виробничих стічних вод мовби значно більше, ніж побутових. Проте, не вся вода виробничих підприємств потрапляє у системи міських каналізацій. Склад побутових стічні води досить однотипен і стійкий, у результаті відносного одноманітності господарську діяльність людини. Склад виробничих стічних вод мовби дуже різноманітний і тільки від виду виробництва, а й від прийнятого технологічного процесу. Що ж до атмосферних опадів, то тут для них характерні епізодичність освіти і різка нерівномірність по витраті і якістю води. У систему дощовій каналізації потрапляє дуже багато води від мийних машин і автотранспорту. Ці води сильно забруднені, вони містять домішки горючих і мастильних речовин, що з великими труднощами піддаються биохимическому окислювання. Узвіз таких вод без попередньої їх очищення різко погіршує стан водойми. Суміш побутових, промислових і зливових вод за загального системі каналізації називається міськими стічними водами.

Стічні води є складні гетерогенні системи, забруднені речовинами, що потенційно можуть перебуває у розчиненому, колоїдному і нерастворенном стані. Колоїдні і нерастворенные речовини утворюють брутально й тонкодисперсные системи: суспензії, емульсії, піну. У стічних водах завжди є як органічні, і неорганічні компоненти забруднень. Органічні речовини в побутових стоках перебувають у вигляді білків, вуглеводів, жирів і продуктів фізіологічної переробки. З іншого боку, побутові стоки містять великі домішки — ганчір'я, папір, покидьки рослинного походження. З неорганічних компонентів у цій категорії стоків завжди є як іонів калій, натрій, кальцій, магній, хлор. Побутові стоки обов’язково мають у своєму складі біологічні забруднення, представлені бактеріями, у зв’язку з ніж, ці стоки представляють істотну епідеміологічну небезпеку обману людини. Склад промислових стічні води різноманітний: нафтопродукти, кислоти, сполуки заліза, хрому, міді, цинку, і навіть жири, барвники. Важкі метали потрапляють від промислових предприятий.

ГДК різних речовин викладені у «Правилах охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами».

Існують критерії під час встановлення ПДК:

— відсутність шкідливі речовини для мулу і процес біологічної очистки;

— залишкове зміст шкідливих компонентів в біологічно очищеної воде.

Концентрація має перевищувати ГДК з урахуванням конкретних условий.

3.4 Знешкодження стічні води й ефективні методи дезинфекции.

Бактеріальне зараження джерел водопостачання нерідко був початок багатьох різних епідемій, що охоплюють цілі області. Епідемії були прямим відсутності дезінфекції води. Однією з найдійовіших і доступних коштів боротьби, як проти бактеріальних, і проти низки хімічних заходів забруднення води, є обробка її хлором. Хлор як сильний окислювач руйнує органічні сполуки, перебувають у воді, вбиває бактерії, сприяє гидролизу і змінює будова молекул, цим переводячи чимало їх в неотруйні сполуки. Хлор — газ жовто-зеленого кольору, важче повітря, добре розчинний у питній воді. Хлор — активний елемент, сполучається з металами і майже з усіма катионами. Найшвидше входить у з'єднання з хлором гази, потім рідина, розчинені у ній речовини, і потім вже нерастворенные вещества.

Усі проходять одночасно, але різні швидкості течії реакцій. Особливо швидко входить у з'єднання з хлором гази, які мають у собі водень. Хлор, діючи на стічні води, містять нерастворенные забруднення, не впливає на бактерії, що містяться всередині цих забруднень, тому хлорування проводять осветленных вод. Це меншої кількості хлору і дає кращі результати. Для стічної води після біологічного очищення необхідно 5−10 г/м3 хлору. Хлорируема вода перед випуском до водойми повинна містити залишкове кількість хлору — 0,5−1,0 г/м3.

А, щоб хлор діяв на бактерії, перебувають у стічних водах, необхідно хороше перемішування його з стічної водою і достатню період від 15 до 30 минут.

Контакт стічної води з хлором ввозяться спеціальних резервуарах. Хлор перебуває у балонах під тиском 5,6 атмосфер за нормальної температури 0? С. З балонів хлор вступає у хлораторы, потім у води вигляді хлорним воды.

Глава 4. Результати исследований.

4.1 Агрохімічна характеристика темно-сірої лісової почвы.

Рідка фаза грунту є безпосереднім джерелом води та поживних речовин, які рослини беруть із грунту — цим визначається найважливіша роль рідкої фази в харчуванні рослин (Возбуцкая А.Є., 1968).

Дані водних витяжок дають хороший порівняльний матеріал за змістом і складу водорозчинних речовин, у грунті і тому його застосовується для генетичної характеристики багатьох грунтів. Методом водних витяжок користуються також за дослідженні динаміки ґрунтових процесів, вивченні режиму поживних речовин грунту, виявлення присутність у ній шкідливих для рослин солей й у рішення багатьох інших практичних завдань (Аринушкина Є.В., 1961).

Склад і концентрація грунтового розчину залежить цілої низки процесів: біологічних, фізико-хімічних, хімічних і фізичних, які у грунті по-різному, залежно від температури, вологості і аерації. Між рідкої та міцної фазами грунту постійно існує динамічна адсорбционное рівновагу. Усе це робить склад парламенту й концентрацію грунтового розчину дуже рухливими і призводить до потреби вивчення в динаміці. Метод водної витяжки є умовним і дає лише рекомендацію якісне уявлення складу грунтового розчину та її концентрації.

У водній вытяжке визначали катиони (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) і аніони (HCO3-, Cl-, SO42-).

У цьому розділі наводимо зміст катионів і аніонів в водної вытяжке темно-сірої лісової грунту (табл.2).

Таблиця 2.

2. Зміст катионів і аніонів в водної вытяжке темно-сірої лісової грунту (мг-экв/100г сухий грунту), 1996 г.

Анионы.

Катионы.

HCO3;

Cl;

SO42;

Ca2+.

Mg2+.

K+ + Na+.

3,30.

9,72.

12,40.

8,10.

2,04.

17,30.

Також було визначено іони важких металів у грунті, дані яких в табл.3.

Таблиця 3.

На малюнках 18−22 показано зміст іонів важких металів в зеленої масі кукурузы.

КАДМИЙ.

Рис. 18. Зміст іонів кадмію в зеленої масі кукурудзи за варіантами досвіду: 1 — контроль, 2 — 20 т/га ОСО, 3 — 20 т/га ОСО + N30P30K30, 4 — 20 т/га ОСО + N60P60K60, 5 — 20 т/га ОСО + 5 т/га винищити, 6 — N60P60K60.

СВИНЕЦ

Рис. 19. Зміст іонів свинцю в зеленої масі кукурудзи за варіантами досвіду: 1 — контроль, 2 — 20 т/га ОСО, 3 — 20 т/га ОСО + N30P30K30, 4 — 20 т/га ОСО + N60P60K60, 5 — 20 т/га ОСО + 5 т/га винищити, 6 — N60P60K60.

ЦИНК.

Рис. 20. Зміст іонів цинку в зеленої масі кукурудзи за варіантами досвіду: 1 — контроль, 2 — 20 т/га ОСО, 3 — 20 т/га ОСО + N30P30K30, 4 — 20 т/га ОСО + N60P60K60, 5 — 20 т/га ОСО + 5 т/га вапна, 6 — N60P60K60.

МЕДЬ.

Рис. 21. Зміст іонів міді в зеленої масі кукурудзи за варіантами досвіду: 1 — контроль, 2 — 20 т/га ОСО, 3 — 20 т/га ОСО + N30P30K30, 4 — 20 т/га ОСО + N60P60K60, 5 — 20 т/га ОСО + 5 т/га винищити, 6 — N60P60K60.

МЫШЬЯК.

Рис. 22. Зміст іонів миш’яку в зеленої масі кукурудзи за варіантами досвіду: 1 — контроль, 2 — 20 т/га ОСО, 3 — 20 т/га ОСО + N30P30K30, 4 — 20 т/га ОСО + N60P60K60, 5 — 20 т/га ОСО + 5 т/га винищити, 6 — N60P60K60.

Наступного року внесення осаду стічних вод мовби зміст іонів важких металів в соломі й зерні озимої пшениці зменшилося, проти їхніми змістами перший рік внесення ОСО під конюшину. На третій рік, загалом зазначено ще більше низький вміст іонів важких металів в зеленої масі кукурудзи. Але, слід звернути увагу, що у всіх варіантах досвіду спостерігалося значне підвищення урожайності озимих та озимої пшениці, і кукурузы.

У другий і рік післядії осаду стічні води немає накопичення важких металів в аналізованої продукції. Характерно, те, що внесення ОСО відразу ж післядії позначилося на концентрації солей важких металів в зерні і соломі озимої пшеницы.

Отже, можна назвати сприятливе післядія осаду стічних вод мовби на сільськогосподарські культури. Концентрації металів, що у ОСО, не порушують захисні механізми рослин, особливо репродуктивних частей.

Математична обробка даних із змісту іонів важких металів в рослинницької продукції приведено в додатках 8−11.

4.5 Вплив ОСО на технологічні якості зерна.

Опади стічні води надали дуже суттєва вплив та на технологічні якості зерна озимої пшениці. Вплив післядії осаду стічних вод мовби на технологічні якості зерна відбито у табл.18.

При аналізі технологічних властивостей зерна озимої пшениці слід звернути увагу до нормативні дані про показниками, наведеним у табл. 18 (масова частка вологи — трохи більше 14,5%, стекловидность — щонайменше 60,0%, натура зерна — щонайменше 710,0 г/л, шкідливі домішки — трохи більше 1,0%).

Вологість одна із найважливіших показників технологічних якостей зерна. Під вологістю зерна слід розуміти зміст фізико-хімічної і механічної що з тканинами зерна води. Масова частка вологи зерна озимої пшениці, у межах нормы.

Таблиця 18.

18. Вплив післядії ОСО на технологічні якості зерна.

озимої пшеницы, 1997 г.

Варіанти опыта.

Зміст білка в зерні, %.

Загальна стекловидность, %.

Зміст сирої клейковини в борошні, %.

Група клейковины.

Натура зерна, г/л.

Масова частка вологи, %.

Шкідливі домішки, %.

Безліч збіжжя у певному об'ємі називають натурою. З усіх варіантів досвіду найнижче значення натури зерна отримано під контролем, тут і найвища зміст шкідливих домішок — 1,5%. Досить зменшена натура зерна під контролем пояснюється помітним збільшенням домішок. Найбільш позитивні результати за натурою збіжжя і шкідливим домішкам отримані із таких варіантів досвіду 20 т/га ОСО + 5 т/га вапна і 20 т/га ОСО + N60P60K60, які склали 718,0 і 715,5 г/л, і навіть 1,0 и1,1% соответственно.

За наявністю сирої клейковини в борошні треба сказати все варіанти досвіду, крім N60P60K60 і місцевого контролю, де зазначено досить високе неї давав. За змістом сирої клейковини в борошні зерно озимої пшениці, у варіантах досвіду, крім N60P60K60 і функцію контролю, належать до першої групи клейковини, що характеризується хорошою пружністю, довгому і растяжимостью.

За змістом білка в зерні треба сказати такі варіанти досвіду 20 т/га ОСО і 20 т/га ОСО + 5 т/га винищити, у яких становило 15,0 і 14,2% відповідно, що у 2,0 і 1,2% вище значень під контролем. Для випічки дріжджового хліба необхідно, аби вміст білка в пшениці було менше 12%, тому зерно, озимої пшениці, отримане переважають у всіх варіантах досвіду, придатне для хлебопечения.

Стекловидность характеризує консистенцію зерна, з якою пов’язується особливості хімічного складу, фізико-хімічних, структурно-механических і технологічних свойств.

Найнижча стекловидность зерна отримана під контролем і за внесенні N60P60K60 і становить 47,5 і 48,0% відповідно, а максимальне значення у варіанті 20 т/га ОСО + 5 т/га винищити становило 71,0%.

На малюнках 23−26 показано вплив післядії осаду стічні води на технологічні якості зерна.

Рис. 23. Зміст білка в зерні озимої пшениці за варіантами досвіду: 1 — контроль, 2 — 20 т/га ОСО, 3 — 20 т/га ОСО + N30P30K30, 4 — 20 т/га ОСО + N60P60K60, 5 — 20 т/га ОСО + 5 т/га винищити, 6 — N60P60K60.

Рис. 24. Загальна стекловидность зерна озимої пшениці за варіантами досвіду: 1 — контроль, 2 — 20 т/га ОСО, 3 — 20 т/га ОСО + N30P30K30, 4 — 20 т/га ОСО + N60P60K60, 5 — 20 т/га ОСО + 5 т/га вапна, 6 — N60P60K60.

Рис. 25. Зміст сирої клейковини в борошні за варіантами досвіду: 1 — контроль, 2 — 20 т/га ОСО, 3 — 20 т/га ОСО + N30P30K30, 4 — 20 т/га ОСО + N60P60K60, 5 — 20 т/га ОСО + 5 т/га вапна, 6 — N60P60K60.

Рис. 26. Вплив післядії ОСО на натуру зерна озимої пшениці за варіантами досвіду: 1 — контроль, 2 — 20 т/га ОСО, 3 — 20 т/га ОСО + N30P30K30, 4 — 20 т/га ОСО + N60P60K60, 5 — 20 т/га ОСО + 5 т/га винищити, 6 — N60P60K60.

Отже, можна дійти невтішного висновку, що опади стічних вод мовби в які долають варіантах не змінюють убік погіршення якісний склад вирощеної продукції, а навіть у певної міри і улучшают.

4.6 Біоенергетична і еколого-економічна оцінка застосування ОСО як удобрений.

У разі інтенсифікації сільськогосподарського виробництва постає запитання кількісного обліку, і оцінки як розписування окремих агроприемов, і функціонування агросистемы загалом балансу енергії і його питомим затратам виробництва одиниці рослинницької продукції. А.Є. Ферсман (1958) зазначав, що «…енергетичний підхід до аналізу динамічно та розвитку процесів природи кінцевою метою наших пошуків. Ми повинні перейти на єдине мірило визначення процесу, причому таким може або калорія чи киловатт».

У зв’язку з ним багато хто вчені (Созинов А.А., Новиков Ю. Ф., 1985; Соколов В.Є., Пузаченко Ю. Г. 1988; Володін В.М., Єрьоміна Р.Ф., 1989, 1993; Корінець В.В., 1990,1991), провівши аналіз ступеня інтенсифікації сільськогосподарського виробництва, широко використовують енергетичну оцінку як найбільш узагальнений і об'єктивний показник у плані міжнародної системи одиниць измерения.

Поруч учених останніми роками розроблено методичні принципи і виробити конкретні методологічні рекомендації у здійсненні біоенергетичної оцінки як розписування окремих ланок систем землеробства — сівозмін (Корінець В.В. та інших., 1985), і у цілому систем землеробства, розроблених на адаптивно-ландшафтной основі (Володін В.М., Єрьоміна Р.Ф., 1993).

З іншого боку, є методологічні розробки з біоенергетичної оцінці технології виробництва рослинництва МСХ РСФРР та УСРР ВАСГНІЛ (1983), енергетичний аналіз сільському господарстві (Жученка А.А., Казанцев Э. Ф., Афанасьєв В.М., 1983), енергетична ефективність обробітку сільськогосподарських культур біоенергетичної оцінці технології виробництва плодів (Грязєв В.А., Овсянников К. С., Топилина Е. А., 1990).

При підрахунку акумуляції біоенергії выращиваемыми сільськогосподарськими культурами під впливом ОСО зазначені підрахунки показали (табл.19), що біоенергетична продуктивність досліджуваного сівозміни залежно від варіанта досвіду проти контролем лежить у межах 30 800 — 291 984 МДж.

ОСО істотно впливає на акумуляцію біоенергії рослинами сівозміни, свідчать коефіцієнти енергетичної эффективности.

Найбільше енергії вирощувані культури у сівозміні накопичують під час використання ОСО у розрахунку 20 т/га що з вапном з розрахунку 5 т/га. У цьому досягається найвищий енергетичний коефіцієнт -1,56.

Таблиця 19.

19. Біоенергетична ефективність сівозміни під впливом ОСО, МДж/га.

Варіанти опыта.

Чергування культур в севообороте.

Сума накопиченої енергії в сівозміні, МДж/га.

Витрати сукупної енергії, МДж/га.

Коефіцієнт енергетичної эффективности.

Навколишня середовища проживання і діяльність людини зв’язуються на єдину систему «природа — суспільство» і це, своєю чергою, вже призвело до переорієнтації економіки. Прогресивне людський розвиток виходить з стабільному виробництві продуктів, а головним елементом ресурсного потенціалу сільськогосподарського виробництва є грунт. Індустріальні методи роботи з землі сприяли різкого зниження родючості грунтів. Проблема у цьому, що у першу чергу гинуть найцінніші земли.

Значний негативний впливом геть грунт надають завищені дози мінеральних добрив. На 40−60% ріллі переважають кислі грунту, що зумовлює зниження корисних ґрунтових організмів. До мінімуму зменшується кількість безхребетних, припиняється біологічна активність азотофиксирующих мікроорганізмів, практично зникає з родючого шару індикатор родючості - бактерії роду азотобактер. І навпаки, інтенсивно розвиваються гриби, серед яких зустрічається багато паразитів і збудників різних хвороб культурних растений.

Одна з основних вимог еколого-економічної ефективності внесення осаду стічних вод мовби — облік коштів, необхідних як отримання найбільшої врожайності сільськогосподарських культур і підпорядкування економіки критеріям прибутковості, і екологічної обоснованности.

На думку, однією з найважливіших принципів раціонального впливу родючість грунтів є альтернативний підхід екологічного характеру з допомогою осаду стічних вод мовби. Їх мета полягає у вдосконаленні застосовуваних прийомів окультурення, сприяють відтворення родючості та поліпшенню екологічного стану грунтів Центрального Черноземья.

Економічна ефективність застосування осаду стічних вод мовби оцінювалася для озимої пшениці, що вирощується на зерно.

Ефективність застосовуваних нами прийомів характеризується наступній системою показателей:

— зростанням урожайності та розміром додаткової продукції (збільшенням врожаю) в натуральному і вартісному выражении;

— зниженням собівартості виробництва одиниці насіння сільськогосподарських культур і економією затрат;

— додатковим чистим доходом;

— рентабельністю і окупністю додаткових капіталовкладень у виробництво насіння сільськогосподарських культур.

За сучасних умов питання екології, охорони навколишнього середовища нерозривно пов’язані з економічними проблемами. Як відомо, протягом останніх 5−7 років катастрофічно знизилося внесення мінеральних і органічних добрив, коштів хімізації, мало проводиться вапнування кислих грунтів як наслідок цього, різке зниження врожайності сільськогосподарських культур та подальше зниження родючості почв.

Це було пов’язано, насамперед, із високим вартістю перелічених вище засобів і багатьма іншими економічними і господарськими проблемами.

Усі витрати з застосуванню ОСО бралися по фактичним недоліків. Розцінки на навантаження, транспортування, внесення ОСО використовувалися середньостатистичні, сформовані за умов Курської області для за 1996 р. Витрати, пов’язані із внесенням винищити і мінеральних добрив складалися з вартістю, їм придбання і витрат на внесение.

Окупність одного рубля витрат, що з застосуванням ОСО, визначалася шляхом розподілу вартості додаткової своєї продукції додаткові виробничі витрати. Вартість озимої пшениці бралася по середнім закупівельних цінами, сформованих 1996;го г.

Додатковий чистий прибуток визначався відніманням з вартості додаткової продукції додаткових виробничих затрат.

Рентабельність використання ОСО визначалася розподілом додаткового чистого доходу на додаткові виробничі витрати й виявляється у процентах.

Результати підрахунків економічну ефективність внесення ОСО надані в таблиці 20.

Таблиця 20.

20. Економічна ефективність внесення ОСО за варіантами досвіду,.

тыс.руб/га (у цінах 1996 г.).

Варіанти опыта.

Виробничі додаткові затраты.

Вартість додаткової продукции.

Окупність 1 рубля витрат, руб.

Додатковий чистий прибуток на 1 га.

Рентабельність, %.

Економічний ефект, як випливає з таблиці 20, високий. В усіх життєвих варіантах, крім N60P60K60, рівень рентабельності становив від 147,3 до 216,3%. Найбільший економічний ефект отримано привнесенні 20 т/га ОСО і 20 т/га ОСО + 5 т/га вапна. Саме з цих варіантів досвіду отримана найвища окупність 1 рубля витрат — 3,16 і 3,04 рубля соответственно.

Проте визначити найраціональнішу економічну ефективність використання ОСО неможливо через відсутність економічних показників щодо екологічної оцінці цього мероприятия.