Экологические аспекты использования осадка сточных вод в качестве удобрения в условиях Новосибирской области

Кусакина, Наталья Алексеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологические аспекты использования осадка сточных вод в качестве удобрения в условиях Новосибирской области
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологические аспекты использования осадка сточных вод в качестве удобрения в условиях Новосибирской области"

На правах рукописи

КУСАКИНА НАТАЛЬЯ АЛЕКСЕЕВНА

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД

В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ В УСЛОВИЯХ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

03.00.16- Экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Новосибирск 2004

Диссертация выполнена на кафедре агроэкологии и микробиологии Новосибирского государственного аграрного университета

Научный руководитель: кандидат химических наук, доцент

Чемерис Марина Сергеевна

Официальные оппоненты доктор биологических наук

Назарюк Владимир Митрофанович

доктор биологических наук Харитонов Анатолий Юрьевич

Ведущая организация: Институт водных и экологических проблем

СО РАН (г. Барнаул)

Защита состоится « <7 » М-^&сси.. 2004 г. в ^^ часов на заседании диссертационного совета Д 220.048.03 в Новосибирском государственном аграрном университете по адресу: 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан « ^ » г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кочнев Н.Н.

?-\ЪЧЧЪ1

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема оптимизации взаимодействия человека и природы является актуальной, и решение ее имеет большое значение в улучшении окружающей среды Одним из побочных продуктов антропогенной деятельности являются сточные воды, в процессе очистки которых образуется осадок Подсчитано, что в расчете на одного человека в год в Европейских странах образуется 25-30 кг сухого осадка (Овцов Л. П., 2000). В настоящее время единой рациональной и экологически безопасной технологии утилизации осадка не существует. Обработка, утилизация и размещение осадка является серьезной экологической проблемой. Наиболее перспективным направлением считается использование его в качестве ор-ганоминерального удобрения, т к другие методы утилизации требуют значительных затрат. В России перерабатывается около 10% осадка сточных вод, а в качестве удобрений используется 5%. За рубежом удельный вес подобных удобрений составляет 38%.

За последние годы в сельском хозяйстве России сложилась критическая ситуация в обеспечении удобрениями, мелиорантами и другими средствами химизации. Остродефицитный баланс питательных веществ в земледелии неизбежно приводит к дальнейшему истощению почвенного плодородия и снижению продуктивности пашни (Воробьева Р.П., Додолина В.П. 2000). Применение осадка сточных вод в качестве удобрения направлено на возврат органического вещества в почву и может значительно снизить дополнительное использование минеральных удобрений.

Для безопасности экосистемы важным является совершенствование применения различных видов удобрений Основным видом органических удобрений, применяемых в Новосибирской области, является навоз и ком-посты на его основе. Однако стоимость и дефицит этих удобрений в последнее время возросли в связи со снижением поголовья скота. Поэтому необходима разработка экологически безопасных нетрадиционных органических удобрений, в т.ч. осадка сточных вод.

В России расчетный объем выхода сухого осадка сточных вод (ОСВ) оценивается ориентировочно в 2,6 млн т в год (Овцов Л .П., 2000). Правильное применение ОСВ позволит улучшить качество почв и получать экологически безопасные сельскохозяйственные культуры. Химический состав ОСВ индивидуален и в настоящее время мало изучен (Касатиков В.А.1996). Таким образом, для использования его в качестве удобрения необходима всесторонняя экологическая оценка.

Цель исследований. Научно обосновать возможность и эффективность использования осадка сточных вод в качестве удобрения в Новосибирской области для получения экологически безопасной продукции.

РОС. Н ' чЛЬНАЯ • ККА

' .»г

ИМ !' *

Задачи исследований:

1. Исследовать влияние осадка сточных вод на агрохимические, биологические свойства почв и состав почвенных растворов.

2 Установить характер изменения микроэлементного состава почвы под влиянием осадка сточных вод.

3. Исследовать влияние осадка сточных вод совместно с микробиологическим препаратом «БакСиб» на продуктивность сельскохозяйственных культур.

4. Изучить влияние осадка сточных вод отдельно и совместно с микробиологическим препаратом «БакСиб» на характер изменения микроэлементного состава растений.

5. Исследовать влияние осадка сточных вод отдельно и совместно с микробиологическим препаратом «БакСиб» на устойчивость растений к заболеваниям.

Научная новизна. Установлено, что применение осадка сточных вод улучшает агрохимические показатели серой лесной почвы (рН, минеральный состав, гумус и др.).

Применение осадка сточных вод оказывает положительное влияние на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур

Впервые показано, что одновременное внесение осадка сточных вод с микробиологическим препаратом «БакСиб» приводит к снижению содержания тяжелых металлов в различных органах растений и повышает устойчивость растений к некоторым заболеваниям

Показана экологическая безопасность применения осадка сточных вод в качестве удобрения.

Практическая значимость работы. Разработаны оптимальные дозы внесения в почву осадка сточных вод (до 20-40 т/га сухого вещества), обеспечивающие повышение урожайности культур при сохранении их экологической безопасности. Рекомендации по применению осадка сточных вод в качестве удобрения с учетом природоохранных требований могут быть использованы в хозяйствах Новосибирской области Рекомендовано совместное внесение осадка сточных вод с микробиологическим препаратом «БакСиб» для снижения содержания тяжелых металлов в органах и тканях растений.

Материалы диссертации используются в учебном процессе при чтении лекций по курсам: «Экологическая химия», «Неорганическая и аналитическая химия», «Органическая химия» для студентов биологических специальностей Новосибирского государственного аграрного университета, Томского сельскохозяйственного института — филиала НГАУ

Апробация работы. Основные результаты исследований представлены на международной практической конференции в Приволжском Доме

знаний (Пенза, 2001), международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России» (Уфа, 2002), семинаре «Социально-экономические и технические проблемы Сибирского региона» (Новосибирск, 2002), 2-м Российско-Украинском симпозиуме «Новые информационные технологии в решении проблем производства, строительства, коммунального хозяйства, экологии, образования, управления и права» (Пенза, 2002), 6-ой международной научно-технической конференции, симпозиум КОЯиБ 2002 (Новосибирск 2002), международной конференции «Экология и жизнь» (Великий Новгород, 2002), юбилейной международной научно-практической конференции (Барнаул, 2003), 3-й международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» (Новосибирск, 2003), межрегиональной научно-практической конференции «Повышение устойчивости и эффективности агропромышленного производства в Сибири: наука, техника, практика» (Кемерово, 2003).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Осадок сточных вод улучшает агрохимические, биологические свойства серой лесной почвы.

2. Осадок сточных вод повышает продуктивность сельскохозяйственных культур и их качественные характеристики.

3. Микробиологический препарат «БакСиб» совместно с осадком сточных вод улучшает качественные характеристики почвы и не влияет на содержание тяжелых металлов в растениеводческой продукции.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 139 страницах, включает введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты и их обсуждение, выводы, предложения, список литературы. Содержит 42 таблицы, 25 рисунков Библиографический список включает 212 наименований, в том числе 53 на иностранных языках.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа выполнена в 2000-2004 гг. Объектом исследований являлась серая лесная почва опытного поля Новосибирского государственного аграрного университета.

Содержание гумуса в пахотном слое до начала эксперимента составляло 3-5%, легкогидролизуемого азота 0,5-1,0%, подвижного фосфора 5-10, обменного калия 10—20 мг на 100 г почвы Реакция почвенного раствора слабокислая, гидролитическая кислотность 3,55 мг-экв. на 100 гпочвы, сумма поглощенных оснований 36,7 мг-экв. на 100 г почвы.

Район проведения опытов расположен в зоне Западно-Сибирской низменности. Климат Новосибирской области характеризуется резкой

континентальностью. Продолжительность периода активной вегетации сельскохозяйственных растений составляет от 110 до 134 дней. Сумма активных температур воздуха для Новосибирска 1920°С, годовое количество осадков 250-650 мм

Температура воздуха за время проведения опытов была различной. Так, средняя температура воздуха за 2000 г. ниже на 0,2°С или на 4,7%; за 2001 г. выше на 0,1°С или на 1,8%, за 2002 г уже выше на 0,7°С или на 12,9% по сравнению со средней многолетней соответственно. Вегетационный период 2002 г сложился более благоприятно, чем в 2000 и 2001 гг Сумма осадков за 2000-2002 гг составила 423, 322 и 288 мм соответственно, т.е. 2002 г. выдался более засушливым Повышенная температура воздуха и низкое увлажнение почвы в 2002 г. отразились на продуктивности сельскохозяйственных культур.

В земледелии сравнительно недавно появилось новое направление ЭМ-биотехнология. Оно пропагандирует разумное земледелие и щадящее отношение к природе, направленное на восстановление и увеличение гумусового слоя за счет поддержания жизнедеятельности ее обитателей, в частности микроорганизмов. Препараты серии ЭМ-эффективные микроорганизмы позволяют увеличить долю полезных микроорганизмов в почве и усилить их физиологическую активность, приводя к повышению продуктивности растений, оздоровлению почвы и получению экологически безопасной качественной продукции.

Полевые исследования проводили, используя варианты внесения осадка сточных вод в дозах 20 и 40 т/га отдельно и совместно с микробиологическим препаратом «БакСиб».

Дозы внесения ОСВ и минеральных удобрений были подобраны таким образом, чтобы не допустить загрязнения почвы тяжелыми металлами и из расчета поддержания бездефицитного баланса гумуса.

В полевых опытах учетная площадь делянки 10 м2, повторность четырехкратная, варианты в опытах размещались методом рендомизирован-ных повторений.

Возделывались следующие сельскохозяйственные культуры: редис, яровая пшеница (сорт Новосибирская 22), кукуруза (сорт Коллективный), гречиха (сорт Ирменка), свекла, фасоль, салат.

Осадок сточных вод вносили в дозах 20, 20+Ы^Р^К^, 40 и 40 т/га + «БакСиб», в зависимости от варианта опыта, весной вручную под перекопку лопатой на глубину до 30 см.

В опытах использовался твердый осадок сточных вод г Новосибирска, который характеризуется следующими показателями: влажность — 39%, зольность — 56%, рН 7,1, содержание общего азота — 2%, фосфора — 5,3%, калия — 1%, аммонийного азота — 0,2%, нитратного азота — 4,2%, подвижного фосфора — 1,3%

Количество тяжелых металлов в осадке сточных вод составляет: железа —

25807, кадмия — 6,4, кобальта -14,9, марганца — 347, меди — 211, никеля — 87, ртути — 0,021, свинца — 32, хрома (III) — 344, цинка — 859, мышьяка — 4,4 мг/кг осадка, что в 3 раза ниже ПДК (СанПин 2 1.7.573 — 96).

Анализ тяжелых металлов проводился инструментальными методами на измерительных системах: атомно-абсорбционных спектрофотометрах «AAS-3» (пламенный вариант) фирмы «Karlzeiss Jena», «Analist-600» фирмы «Perkin Elmer», снабженным электротермическим атомизатором; эмиссионном спектрометре с индуктивно связанной плазмой «Optima — 2000» фирмы «Perkin Elmer».

Математическая обработка результатов проведена методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985) на ПЭВМ с использованием пакетов прикладных программ для статистической обработки «Statistica 6.0».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Оценка влияния осадка сточных вод и микробиологического препарата «БакСиб» на экологическое состояние почвы

Проанализированы водные вытяжки серой лесной почвы. В ходе исследований определены катионы (Ca2t, Mg2+, К+, Na*) и анионы (НС03, CI, SO^2 ) до начала и после проведения опытов.

Как показали результаты исследований, в начальный период роста растений, когда в почвенной среде не активизировались биологические процессы и корневая система была маломощной, содержание НСОэ" в почве было невысоким. В последующем, к концу вегетации, когда развилась мощная корневая система и активизировались обменные процессы, количество НС03" возросло Установлено, что в целом внесение осадка сточных вод не оказывает довольно сильного влияния на концентрацию аниона НС03" в почвенной среде. Заметно увеличилась концентрация анионов CI" и S042" на 0,70 и 2,06 мг на 100 г абсолютно сухой почвыи в незначительной степени увеличилась концентрация катионов Mg2+, К+, Na+ в почвенном растворе Особенно заметно возрастало содержание катиона Са2+ — с 8,10 до 14,09 мг на 100 г абсолютно сухой почвы.

Внесение ОСВ увеличивает общее содержание катионов и анионов в водных вытяжках почвы, причем ведущее место занимает ион кальция. Увеличение количества кальция в почвенном растворе определяется увеличением анионов- чем больше в почве образуется Н2С03 и HN03, тем большее количество Са2+ вытесняется водородом из поглощенного состояния в раствор.

Содержание гумуса в почвах служит основным критерием оценки почвенного плодородия и рассматривается с точки зрения экологической устойчивости почв, как компонента биосферы. Как показывают результаты исследований, содержание гумуса в варианте без удобрений снизи-

лось на 0,18%. В варианте ОСВ 20 т/га содержание гумуса увеличилось на 0,02%, а при увеличении нормы осадка сточных вод до 40 т/га содержание гумуса увеличилось по сравнению с контролем на 0,31%. При этом, как правило, при внесении осадка сточных вод отмечалось под-щелачивание почвы, величина рН увеличилась с 6,5 в контроле до 7,0 при внесении ОСВ 20 т/га и до 7,1 — при внесении ОСВ 40 т/га. Содержание фосфора и азота увеличивается по сравнению с контролем с одновременным снижением содержания калия.

Анализ результатов исследований позволяет сделать вывод, что осадок сточных вод положительно влияет на агрохимические свойства серой лесной почвы: улучшает плодородие, способствует смещению реакции среды к слабощелочной, обеспечивает почву азотом и фосфором, но при этом требуется дополнительное внесение калия.

Изучено влияние осадка сточных вод на содержание тяжелых металлов в серой лесной почве (табл. 1).

Исследования показывают, что применение осадка сточных вод в дозах 20 и 40 т/га в качестве удобрения не приводит к увеличению содержания тяжелых металлов, их количество значительно ниже ПДК (Р<0,05).

В ходе исследований проводились опыты по изучению биологической активности почвы Были исследованы варианты совместного внесения высоких доз осадка сточных вод и микробиологического препарата «БакСиб».

Установлено положительное влияние совместного применения осадка сточных вод и микробиологического препарата «БакСиб» на экологические показатели почвы. Бактериальный препарат на основе сибирских штаммов микроорганизмов способствовал повышенной минерализации внесенного органического вещества.

Биологическая активность почвы изучалась в опыте с пшеницей. Если судить по общей численности микроорганизмов, она была максимальной в варианте 20 т/га ОСВ и 40 т/га ОСВ + «БакСиб».

Причем интенсивность процесса аммонификации белков желатина была во всех опытных вариантах выше, чем в контроле, и составляла 100%. Такая же картина наблюдается по интенсивности процесса разложения целлюлозы. Так как этот процесс в сильной степени зависит от наличия доступного азота, можно сделать вывод, что внесение осадка сточных вод улучшило азотное питание микроорганизмов почвы (табл. 2).

Определение содержания кишечной палочки в почве через месяц после внесения ОСВ показало, что санирующий эффект корневой системы пшеницы проявляется слабо. Содержание Escherichia coli в контрольной почве было в пределах нормы. В вариантах с ОСВ оно превышало ПДК в 20-25 раз, что создает опасность загрязнения растений непатогенной кишечной палочкой. Однако, внесение совместно с ОСВ микробиологического препарата «БакСиб» приводит к снижению числа кишечной палочки, что связано с наличием в препарате бактерий-антагонистов.

Таблица 1 Валовое содержание тяжелых металлов в серой

лесной почве после окончания полевых опытов, мг/кг

Вариант опыта РЬ Си Ъп С<А Со № Сг Мп Аб Ре общее

Контроль 3,23 17,2 65,9 0,405 20,9 35,2 44,0 811,4 3,71 22500,0

ОСВ 20 т/га 3,82 19,56 68,1 0,353 20,0 28,6 43,1 783,0 3,57 21833,3

ОСВ 40 т/га 3,96 20,67 73,9 0,388 19,2 38,0 48,9 777,1 3,42 2911,1

НСР05 0,8946 4,99 19,63 0.0679 3,09 12,12 5,886 79,595 0,678 1260,3

Таблица 2. Биологическая активность в почве под пшеницей

Вариант опыта Всего микроорганизмов, тыс/г ЕсоИ почвы Разложение,%

целлюлозы желатина

Контроль 763 6 67 72

ОСВ 20г/га 1416 74 84 100

ОСВ 40 т/га 903 82 100 100

ОСВ 40 т/га + «БакСиб» 1261 12 100 100

Изучение, проводимое по разложению желатина рентгенопленки в опыте с гречихой, также показало, что наиболее интенсивное разложение белков происходит во втором варианте с внесением ОСВ 20 т/га, внесение высокой дозы ОСВ — 40 т/га — повышает интенсивность аммонификации белков по сравнению с контролем на 5-14%, но не достигает уровня второго варианта.

Но в целом, судя по активности разложения желатина рентгенопленки, высокой во всех вариантах и даже в контроле, можно считать, что обеспеченность растений гречихи в опыте доступным азотом была достаточной.

3.2. Влияние осадка сточных вод и микробиологического препарата «БакСиб» на экологические показатели растений

Овощные культуры. В ходе исследований изучалось влияние ОСВ отдельно и совместно с микробиологическим препаратом «БакСиб» на экологические показатели овощных культур: редиса, свеклы, салата, фасоли.

В результате исследований выяснено, что интенсивность накопления тяжелых металлов в овощной продукции на фоне внесения ОСВ наблюдалась у салата — по меди, цинку, хрому и марганцу; у редиса — по свинцу,

цинку, кадмию, хрому; у фасоли овощной — по свинцу, кадмию и никелю; у свеклы — по свинцу, меди, цинку, хрому и марганцу Причем, по результатам исследования можно сделать вывод о том, что внесение осадка сточных вод в примененных дозах не вызвало резких изменений в химическом составе растений (Р < 0,05). Установлено, что уровень содержания тяжелых металлов по вариантам опытов имеет различные значения, в целом самое высокое содержание тяжелых металлов наблюдалось в варианте ОСВ 40 т/га. Но все эти показатели были ниже максимально допустимого уровня (МДУ) для овощной продукции (СанПин 2.1.7.573-96).

Применение микробиологического препарата «БакСиб» позволило увеличить долю полезных микроорганизмов в почве, усилить их физиологическую активность, снизить содержание тяжелых металлов в овощной продукции и стабилизировать эти показатели ниже уровня предельно-допустимых концентраций. Особенно следует отметить эффективное влияние микробиологического препарата «БакСиб» на уменьшение содержания кадмия в фасоли и салате.

Анализ данных, полученных в ходе исследований, позволяет считать, что использование осадка сточных вод не приводит к заметному превышению допустимых значений содержания тяжелых металлов в овощной продукции. Учитывая снижение содержания тяжелых металлов в овощной продукции путем возможного связывания их микроорганизмами в почве, целесообразно использование ОСВ совместно с экологически безвредным микробным препаратом «БакСиб».

Установлено, что овощные культуры обладают различной восприимчивостью к накоплению тяжелых металлов. Например, накопление кад-

Салат

Редис

Фасоль

Свекла

■ Контроль ЮСВ40т/га ООСВ 40 т/га + "БакСиб'

Рис.1. Содержание кадмия в различных овощных культурах

мия, как наиболее токсичного элемента, в большей степени наблюдалось у салата и фасоли, причем в варианте совместного внесения осадка сточных вол и микробиологического препарата «БакСиб» содержание кадмия в данных культурах резко снижается (рис. 1).

Зерновые культуры. В результате исследований была дана оценка влияния ОСВ отдельно и совместно с микробиологическим препаратом «БакСиб» на экологические показатели растений яровой пшеницы сорта Новосибирская 22.

В результате анализа данных установлено, что внесение ОСВ в дозе 40 т/га совместно с «БакСиб» при возделывании пшеницы способствует подщелачиванию как почвы, так и клеточного сока растений, содержание нитратов в почве и яровой пшенице уменьшается, что связано с потреблением их активно развивающимся микробиоценозом, внесенным в препарате, наряду с активацией развития микрофлоры почвы (табл. 3). Также установлено, что содержание хлорофилла увеличилось в листьях пшеницы во всех вариантах с внесением осадка сточных вод, максимальное увеличение — на 0,66% наблюдалось в варианте ОСВ 40 т/га + «БакСиб».

Таблица 3. Влияние осадка сточных вод на реакцию среды

и содержание нитратов в почве и растениях пшеницы

Вариант опыта рН водный Хлорофилл, мг% Нитраты, мг/100г

почва растение почва растение

Контроль 5,6 7,0 0,84 54 67

ОСВ 20т/га 6,0 7,2 1,0 41 52

ОСВ 40 т/га 6,1 7,4 1а 35 46

ОСВ 40 т/га + «БакСиб» 6,7 7,6 1,5 35 39

В ходе исследований проведен анализ на содержание тяжелых металлов в зерне и соломе яровой пшеницы (табл. 4,5).

Таблица 4. Влияние осадка сточных вод на содержание тяжелых металлов в зерне яровой пшеницы, мг/кг

Вариант опыта РЬ Си 2я са Со N1 Сг Мп Мо Ре общ АЕ

Контроль 0,22± 0,018 2,43* 1,4 10,3* 7,1 0,03± 0,013 0,09± 0,04 0,12± 0,01 0,14± 0,07 27,4± 9,4 0,34* 0,04 40,8* 11,25 0,03* 0,01

ОСВ 20 т/га 0,24* 0,012 2,36± 0,96 12,5± 4,3 0,03± 0,003 0,09* 0,035 0,09± 0,014 0,1 б± 0,064 22,\± 8,7 0,34* 0,08 29,8* 7,81 0,03* 0,012

ОСВ 40 т/га 0,22± 0,003 2,57± 1,01 17,2* 5,3 0,03± 0,017 0,09* 0,037 0,10* 0,02 0,15* 0,051 28,05* 7,9 0,34± 0,1 37,4* 9,86 0,03± 0,017

ОСВ 40 т/га + «БакСиб» 0,24± 0,026 2,27± 1,14 11,9± 4,26 0,03* 0,01 0,09± 0,024 0,16* 0,04 0,17* 0,078 28,9± 9,7 0,34* 0,12 30,6* 9,74 0,03* 0,015

Таблица 5. Влияние осадка сточных вод на содержание тяжелых металлов в соломе яровой пшеницы, мг/кг

Вариант опыта РЬ Си 7х\ са Со N1 Сг Мп Мо Ие АЕ

Контроль 034± 0,04 3,42± 0,9 17Д± 6,12 0,15± 0,09 1,32± 0,61 0,37± 0,039 0,44± 0,04 49,7± 11,12 1,47± 0,08 70,8± 11,25 0,15± 0,03

ОСВ 20г/га 0,34± 0,08 3,40± 0,02 23,8± 836 0,13± 0,086 1,32± 0,54 0,40± 0,041 0,491: 0,042 50,3± 13,4 1,24± 0,061 64Д± 10,18 0,13± 0,027

ОСВ 40 т/га 034± 0,65 3,47± 0,87 24Д± 8,51 0,15± 0,055 1,3 2± 0,58 озз± 0,037 0,40± 0,031 51,1± 13,9 1ДЗ± 0,06 67,8± 11,96 0,12± 0,025

ОСВ 40 т/га+ «БакСиб» 0,34± 0,054 3,48± 1,12 23,4± 8,27 0,13± 0,071 1,32± 0,60 0,35± 0,040 0,41± 0,039 5\,9± 14,12 1,23± 0,06 61,1± 10,01 0,12± 0,023

Установлено, что при внесении ОСВ уровень концентрации тяжелых металлов в растениях не повышается (Р < 0,05), предельно-допустимые концентрации, предусмотренные для сельскохозяйственных культур не превышены. Причем, что особенно важно, накопление тяжелых металлов в большей степени наблюдается в соломе, нежели в зерне. Например, накопление хрома в зерне в 3 раза меньше, чем в соломе, а накопление кадмия (наиболее токсичного элемента) в зерне в 5 раз меньше, чем в соломе. Содержание кадмия в зерне и соломе яровой пшеницы приведено на рис. 2.

0,18-, 0,16£ 0,14 -5 0,12 а)" 0,1

£ 0,08 Н пз

Ц 0,06 -

СГ 0,04 -О 0,02

0,15

0,13

0,035

0,13

0,031

12 3 4

Вариант опыта

□ зерно Ш солома

Рис.2. Содержание кадмия в соломе и зерне яровой пшеницы по вариантам опыта- 1 — контроль, 2 — 20 т/га ОСВ, 3 — 40 т/га ОСВ, 4-40 т/га ОСВ + «БакСиб»

Гречиха. В ходе проводимых исследований было изучено влияние осадка сточных вод отдельно и совместно с микробиологическим препаратом «БакСиб» на экологические показатели растений гречихи. Анализ данных по изучению химического состава плодов гречихи, полученных в разных вариантах опыта, позволяет сделать вывод о том, что химический состав плодов гречихи, удобренной осадком сточных вод в дозах 20 и 40 т/га, не ухудшился (Р <0,05) (табл. 6).

^ Таблица 6. Влияние осадка сточных вод на содержание тяжелых

металлов в плодах гречихи, мг/кг

Вариант опыта РЬ Си Zn Cd Со № Сг Мв As Fe общ

Контроль 0,050± 0,02 5,50* 0,7 1,80± 0,5 0,015± 0,006 0,05± 0,02 2,70± 0,9 0,8± 0,19 19,5± 1,11 0,025± 0,03 200,0± 10,1

ОСВ 20 т/га 0,083± 0,03 5,83± 0,8 1,804 0,5 0,017± 0,0073 0,13± 0,1 1,44± 0,87 0,97± 0,21 20,0± 1,15 0,054± 0,051 102,0± 9,6

ОСВ 40 т/га 0,045± 0,021 9,40± 1,4 1,80* 0,57 0,018± 0,008 0,12± 0,11 1,78± 0,85 0,65± 0,15 20,0± 1,14 0,076± 0,067 86,0± 8,4

ОСВ 40 т/га + «БакСиб» 0,083± 0,037 5,85± 0,86 1,7± 0,53 0,014± 0,0057 0,02± 0,02 U4± 0,79 0,46± 0,13 18,0± 1,18 0,090± 0,03 110,0± 9,95

Содержание ряда элементов: никеля, хрома и железа — уменьшилось, цинка не изменилось, а меди, кобальта, марганца увеличилось.

Сравнивая варианты с внесением высокой дозы ОСВ 40 т/га отдельно и совместно с «БакСиб», следует отметить, что дополнительное обогащение почвы микроорганизмами незначительно влияет на содержание в плодах гречихи большинства элементов: меди, цинка, кадмия, кобальта, никеля, хрома, марганца (Р < 0,05).

В ходе проводимых исследований было изучено влияние ОСВ на заболеваемость гречихи. Изучались следующие болезни гречихи: бактериальная пятнистость, вызываемая Bacterium solanacerum и ложная мучнистая роса, или пероноспороз.

На листьях гречихи, зараженных бактериями, появляются единичные красно-бурые более или менее округлые пятна с блестящей пленкой эксу-дативного налета в центре. С нижней стороны пятна пораженный участок как бы вдавлен в листовую пластинку По мере развития заболевания пятно охватывает весь лист. Он коробится, засыхает и опадает. Инфицируются также стебли, формирующиеся семена, цветки Этот тип поражений в Новосибирской области встречается ежегодно.

Результаты определения болезней гречихи (табл 7) показывают, что более всего поражены бактериозом в разной форме (от 1 до 4 баллов) растения в варианте с внесением высокой дозы ОСВ — 40 т/га. Применение микробиологического препарата снижает пораженность растений бактериозом на 2% (Р < 0,05).

Таблица 7 Количество растений гречихи, пораженных бактериозом

Число Поражено растений, Всего

Вариант опыта растений в балл заболевших Р,%

системе 1 2 3 4 растений

Контроль 65 5 3 2 0 10 43

ОСВ 20 т/га 59 8 6 3 1 18 46

ОСВ 40 т/га 91 16 9 5 1 31 43

ОСВ 40 т/га + «БакСиб» 68 13 7 4 0 24 41

Кукуруза. Проведена экологическая оценка влияния осадка сточных вод и микробиологического препарата «БакСиб» на экологические показатели и развитие растений кукурузы сорта Коллективный. Учитывая то, что у кукурузы используется на кормовые цели вся надземная часть, содержание тяжелых металлов мы изучали в целом во всей зеленой массе (в листьях и стеблях в совокупности). По сравнению с яровой пшеницей, в зеленой массе кукурузы отмечено еще меньшее содержание ионов тяжелых металлов.

В ходе проведенных исследований установлено, что микроэлементный состав ОСВ способен усиливать энергетический потенциал растений, не повышая при этом содержание тяжелых металлов в самом растении. Проанализировано содержание тяжелых металлов в зеленой массе кукурузы, которое не превышает предельно допустимых концентраций (Р < 0,05), и зеленая масса кукурузы может быть использована в качестве корма для скота, являясь экологически безопасной продукцией (табл. 8).

Таблица 8. Влияние осадка а очных вод на содержание тяжелых металлов в зеленой массе кукурузы, мг/кг

Вариант опыта Сё РЬ 1п Си Ав Сг

Контроль 0,011±0,0,1 0,08±0,02 23 1,05 6,14±1,01 0,09±0,37 2,47±0,94

ОСВ 20т/га 0,03±0,012 ОД 1 ±0,09 26,5±1,37 6Д7±1,12 0,13±0Д1 3,02±1,12

ОСВ 20 т/га + К30Р30К30 0,033+0,014 0,23±0,1 28,42±1,51 6,9±1,51 0,16±0,15 3,32±1,17

ОСВ 40 т/га 0,036±0,019 0,24±0,12 19,03±1,12 7Д±1,8 0ДЗ±0,09 3,6±1,19

МзоРзоКю 0,032±0,017 0Д1±0,086 20,73±1,15 6,33±1,7 0,14±0,085 3,4±1,18

3.3. Влияние осадка сточных вод и микробиологического препарата «БакСиб» на продуктивность сельскохозяйственных культур

В ходе проводимых исследований изучалось влияние ОСВ отдельно и совместно с «БакСиб» на продуктивность сельскохозяйственных культур

На основании данных, полученных при проведении полевых опытов, можно сделать вывод, что ОСВ способствует росту и развитию растений яровой пшеницы, о чем свидетельствуют густота стеблестоя, и масса надземной части По густоте стеблестоя следует выделить такие варианты опыта, как 20 т/га ОСВ + Ы^Р^К^ и 40 т/га ОСВ, где она составила 440 и 458 шт/м2 соответственно, что на 256 и 274 шт/м2 выше результата в контроле. По количеству продуктивных стеблей наблюдается такая же зависимость.

Таким образом, ОСВ способствует увеличению густоты стеблестоя растений яровой пшеницы.

Если взять во внимание массу зерна, то и в этом случае, помимо варианта опыта 40 т/га ОСВ, показателен и вариант опыта 20 т/га ОСВ + М^Р^К^. В данных вариантах получены самые высокие значения — 455,12 и 434,75 г/м2, что на 326,45 и 306,08 г/м2 соответственно выше значения в контроле.

Из этого следует, что внесение больших доз ОСВ, а также минеральных удобрений способствует увеличению массы зерна, что в конечном итоге, обеспечивает довольно высокую урожайность яровой пшеницы, причем, увеличив дозу осадка сточных вод в два раза, можно обойтись без применения минеральных туков. Средняя урожайность яровой пшеницы представлена в табл. 9 и на рис. 3.

Таблица 9. Урожайность яровой пшеницы

Вариант опыта Урожайность, ц/га Прибавка, ц/га

Контроль 18,9 -

ОСВ 20 т/га 39,9 + 21,0

ОСВ20т/га + Ы30Р,оКзо 43,8* + 24,9

ОСВ 40 т/га 45,5* + 26,6

ИзоРзоКзо 42,7 + 23,8

НСР05 0,3 -

* разность с контролем достоверна (Р < 0,05)

Самая высокая урожайность яровой пшеницы отмечена в вариантах опыта 20 т/га ОСВ + Ы.^Р^К^ и 40 т/га ОСВ и составила 43,8 и 45,5 ц/га, что на 24,9 и 26,6 ц/га соответственно выше, чем в контроле На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что внесение осадка сточных вод действует как удобрение лучше, чем внесение только минеральных удобрений 1\Г30Р30К30 (Р < 0,05).

60 л

2.20 -

о 30 -

10 -

50 -

опыта

Рис. 3. Урожайность яровой пшеницы по вариантам опыта: 1 — контроль, 2-20 т/га ОСВ, 3-20 т/га ОСВ + 1Ч30Р30К30,4- 40 т/га, 5 - ¡Ч30Р30К,0.

В ходе исследований проведена оценка влияния ОСВ отдельно и совместно с микробиологическим препаратом «БакСиб» на развитие растений гречихи сорта Ирменка.

Анализ данных, полученных в результате исследований, позволяет считать, что наиболее удовлетворительные результаты по большинству показателей (число растений на делянках, число всех плодов, количество плодов на одном растении и масса плодов на одном растении) наблюдаются в варианте опыта с внесением ОСВ 20 т/га. Однако, биологическая урожайность и урожайность с гектара была наиболее высокой в третьем варианте с внесением ОСВ 40 т/га (Р < 0,05). Применение микробиологического препарата «БакСиб» на фоне осадка сточных вод привело к увеличению массы всех плодов с делянки, массы 1000 семян, количества плодов на 1 растении, но так как всхожих растений на делянках этого варианта было значительно меньше, чем в варианте с ОСВ 40 т/га, то биологический урожай и урожайность с гектара в этом варианте были меньше, чем в варианте ОСВ 40 т/га, хотя выше, чем в контроле и в варианте ОСВ 20 т/га.

В ходе исследований изучалось влияние различных доз осадка сточных вод на рост и развитие овощных культур на примере редиса.

В результате проведенных исследований по данной культуре установлено, что наиболее оптимальная доза внесения осадка сточных вод для редиса — 20 т/га При внесении осадка сточных вод в дозе 40 т/га наблюдалось угнетающее действие на рост и развитие растений данной культуры. А совместное внесение осадка сточных вод в дозе 40 т/га с микробиологическим препаратом «БакСиб» оказывало положительное влияние на урожайность и качество продукции редиса (Р < 0,05)

ВЫВОДЫ

1. Установлено благоприятное влияние осадка сточных вод на экологические показатели серой лесной почвы. Повышается содержание гумуса. Осадок сточных вод способствует увеличению емкости катионного обмена Внесение осадка сточных вод влияет на органоминеральный состав почвы так же, как и традиционные органические удобрения Повышается концентрация ионов С1, Са2+, НС03, К+ в почве.

2. Внесение осадка сточных вод способствует повышению содержания легкогидролизуемого азота и увеличивает количество общего азота в почве. Существенно увеличивается эффективное плодородие почвы.

3. Определена биологическая активность почвы по разложению желатина рентгенопленки, которая показала, что наиболее интенсивное разложение белков наблюдается при внесении осадка сточных вод в дозах 20 т/га.

4. Одновременное применение осадка сточных вод и микробиологического препарата «БакСиб» повышает биологическую активность почвы по интенсивности процесса аммонификации белков и разложению целлюлозы, что улучшает питание растений и положительно отражается на величине урожая.

5 Использование осадка сточных вод в качестве удобрения не приводит к повышению содержания в почве как валовых, так и подвижных форм тяжелых металлов. Содержание их в почве не превышает предельно-допустимых концентраций (Р < 0,05).

6 Нормированное внесение осадка сточных вод в почву отдельно и совместно с микробиологическим препаратом «БакСиб» не влияет на увеличение уровня содержания тяжелых металлов в растениях. Предельно-допустимые концентрации, предусмотренные для сельскохозяйственных культур, не превышены (Р < 0,05)

7. Осадок сточных вод в прямом действии значительно повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Урожайность яровой пшеницы по сравнению с контролем увеличилось при внесении ОСВ 20 т/га на 24,9 ц/га, а при внесении ОСВ 40 т/га - на 26,6 ц/га то есть урожайность увеличивается больше чем в 2 раза (Р < 0,05).

8 Внесение осадка сточных вод в применяемых дозах может увеличивать бактериальное и переноспорозное заболевания растений. Применение одновременно с осадком сточных вод микробиологического препарата «БакСиб» снижает пораженность растений этими заболеваниями на 2% (Р < 0,05).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1 Осадок сточных вод г. Новосибирска можно использовать в качестве удобрения в дозах от 20 до 40 т/га при влажности 50%

2 Дозы осадка сточных вод устанавливаются дифференцированно, в зависимости от типа почв, степени их окультуренности и обеспечения элементами питания возделываемых сельскохозяйственных культур. В каждом конкретном случае необходимо учитывать содержание тяжелых металлов в почве и в используемом осадке сточных вод с тем, чтобы количество особо контролируемых элементов не превышало предельно-допустимых концентраций, как в почве, так и в выращиваемых растениях.

3 При использовании осадка сточных вод рекомендуется совместное с ним применение экологически безвредного микробиологического препарата «БакСиб».

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Кусакина H.A. Исследование влияния осадков сточных вод на почву / H.A. Кусакина, О.Н. Исакова // Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий: — Томск, 2000. — С. 38.

2 Кусакина H.A.. Токсикологическое влияние и анализ удобрительной ценности осадков сточных вод г. Новосибирска на урожайность и качество сельскохозяйственных культур. / НА. Кусакина, М.С. Чемерис // Материалы междунар науч.-практ конф / Приволжский Дом знаний — Пенза, 2001.-С. 76-77.

3. Чемерис M С. Токсикологическое влияние и анализ удобрительной ценности осадков сточных вод на урожайность и качество сельскохозяйственных культур / М.С. Чемерис, Н.А Кусакина // Материалы междунар. науч.-практ. конф «Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России». — Уфа, 2002. — С 39-40.

4. Чемерис M С Влияние осадков сточных вод на макро- и микроэлементный состав почвы и сельскохозяйственных культур. / М.С. Чемерис, H А. Кусакина, О Н. Исакова // Повосиб. гос акад. вод транспорта Семинар «Социально-экономические и технические проблемы Сибирского региона». — Новосибирск, 2002. — С. 55-56.

5. Чемерис М.С. Исследование влияния осадков сточных вод на качественные показатели и урожайность полевых культур / М.С. Чемерис, H.A. Кусакина // Материалы второго Рос.-Укр. симпоз. «Новые информационные технологии в решении проблем производства, строительства, коммунального хозяйства, экологии, образования, управления и права». — Пенза, 2002. — С. 210-211.

6. Чемерис М.С. Токсикологическое влияние и анализ удобрительной ценности осадков сточных вод на урожайность и качество сельскохозяйственных культур / М.С Чемерис, H.A. Кусакина // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России». — Уфа, 2002, — С. 375376.

7. Чемерис М.С. Экологическая оценка осадков сточных вод с целью использования в рекультивации земель / М.С. Чемерис, H.A. Кусакина // Материалы VI междунар. науч.-техн. конф. Симпозиум KORUS 2002 / НГТУ. - Новосибирск, 2002. - С. 93-94.

8. Чемерис М.С. Эколого-химическая оценка влияния осадков сточных вод / М.С. Чемерис, H.A. Кусакина // Междунар. сб. ст. «Экология и жизнь» (наука, образование, культура) / Новгород, гос. ун-т им. Ярослава Мудрого и Экологический союз ЭКВИС. — Великий Новгород, 2002. — Вып. 7. - С. 85-86.

9. Chemeris M.S. Ecological chemical evaluation of sewage sediments influence / MS. Chemeris, N.A. Kusakina //The 6th Russian-Korean international symposium on science and technology. June 24-30.2002 /NSTU — Novosibirsk, 2002.-P. 217-218.

10. Кусакина H.A. Влияние ОСВ и микробиологического препарата «БакСиб» на качественные показатели гречихи / H.A. Кусакина, Н Н. Наплекова, М.С. Чемерис // Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве: Юбил. Междунар. науч.-практ. конф,- Барнаул: Изд-во АГАУ, 2003. - С. 44-48.

11. Наплекова Н.Н Влияние ОСВ на качество овощной продукции / H.H. Наплекова, М.С. Чемерис, H.A. Кусакина//III Междунар.науч.-практ. конф. «Пища. Экология. Качество» / ВАСХНИЛ, СибНИИБТИП - Новосибирск, 2003. - С. 100-103.

12. Кусакина НА Влияние осадков сточных вод на качественные показатели сельскохозяйственных культур (на примере кукурузы) / H.A. Кусакина, Н.Н.Наплекова, М.С. Чемерис // Материалы межрегион, науч.-практ конф. «Повышение устойчивости и эффективности агропромышленного производства в Сибири: наука, техника, практика». — Кемерово, 2003. — С. 71-73.

РНБ Русский фонд

2006-4 4413

Кусакина Наталья Алексеевна

Экологические аспекты использования осадка сточных вод в качестве удобрения в условиях Новосибирской области

Автореферат

Редактор Н.К. Крупина Компьютерная верстка А.А. Ребров

Подписано в печать 12 апреля 2004 г. Формат 60x84 '/16. Объем 1,0 уч.-изд. л. Бумага офсетная. Гарнитура «Petersburg». Заказ № 88. Тираж 100 экз.

Издательский центр «АГРО-СИБИРЬ* г. Новосибйрск, ул Никитина, 155, тел : (3832) 67-19^90,64-00-72

e-mail: agroprint@online.sinor.ru \ * '

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Кусакина, Наталья Алексеевна

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Утилизация осадка городских сточных вод.И

1.2. Удобрительная ценность осадка сточных вод.

1.3. Содержание подвижных форм микроэлементов в почве и значение их для растений.

1.4. Влияние осадка сточных вод на почву.

1.5. Сведения по поведению химических элементов в системе почва-растение.

2. Материалы и методы исследования.

2.1. Методика исследования.

2.2. Условия проведения опытов.

2.2.1. Краткая характеристика почвенных условий.

2.2.2. Агроклиматические ресурсы и метеоусловия в годы проведения опытов.

2.2.3. Агрохимическая характеристика осадка сточных вод, используемого в исследованиях.

2.2.4.Применение осадка и компостов под основные сельскохозяйственные культуры.

2.3. Расчет максимально допустимой дозы внесения в почву осадка сточных вод в качестве удобрения.

2.3.1. Определение ориентировочной стоимости осадка сточных вод, используемого в исследованиях.

3. Результаты исследований и их обсуждение.

3.1. Оценка фонового состояния серой лесной почвы.

3.2. Влияние осадка сточных вод на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур.

3.2.1. Рост и развитие редиса.

3.2.2. Рост, развитие и урожайность яровой пшеницы.

3.2.3. Рост, развитие и урожайность кукурузы.

3.2.4. Рост, развитие и урожайность гречихи. ф 3.3. Влияние осадка сточных вод на содержание ионов тяжелых металлов в растениях.

3.4. Влияние осадка сточных вод отдельно и совместно с микробиологическим препаратом «БакСиб» на качество овощной продукции.

3.5. Экономическая эффективность применения осадка сточных вод г. Новосибирска.

Выводы.

Предложения.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологические аспекты использования осадка сточных вод в качестве удобрения в условиях Новосибирской области"

Актуальность темы. С увеличением численности населения: возрастают масштабы производственной деятельности, поэтому проблема оптимизации взаимодействия человека и природы является актуальной, и решение ее имеет большое значение в улучшении окружающей среды. Одним из побочных продуктов; антропогенной деятельности являются сточные воды, в процессе очистки которых образуется осадок. С ростом городов, интенсификацией промышленного производства, безусловно, увеличиваются и объемы, и токсичность образующегося осадка. Подсчитано, что в расчете на одного человека в год в европейских странах образуется 25-30 кг сухого осадка [82]. Единой рациональной и экологически, безопасной; отработанной технологии утилизации осадка в настоящее время не существует. И вряд ли возможно ее появление в ближайшее время,, поскольку осадки с разных очистных сооружений обладают неодинаковыми физическими, физико-химическими и биологическими свойствами, а также абсолютно различным качественным и количественным элементным составом. Обработка, утилиза-: ция и размещение осадка является серьезной экологической5 проблемой. Основными принципами ее решения являются:

- сочетание экологических и экономических интересов общества;:

- экологически безопасная утилизация * и использование осадка, вовлечение его в хозяйственный оборот;

- экологический мониторинг в системе почва - растение - животное.

Проблема использования отходов на удобрения носит разноплановые аспекты и неотделима от проблемы плодородия почв и экологии. За последние годы в сельском хозяйстве России сложилась критическая ситуация; в обеспечении удобрениями, мелиорантами и другими средствами химизации. По сравнению с 1988 г., когда в стране наблюдался наивысший уровень производства и - применения удобрений; и сельское хозяйство получило их 14,2 млн. т., в 1994 г. поставки минеральных удобрений сократились более чем в 10 раз и составили 1,3 млн. т. Применение органических удобрений за это время снизилось в 3 раза, извести-в 5 раз. Таким образом, при среднегодовом выносе питательных веществ (КзоРзоКзо) с урожаем свыше 13 млн. т., возвращается в почву только 2,7 млн. т., что составляет 20% от выноса. И это в то время, когда 41 млн. га. сельхозугодий имеют низкую обеспеченность фосфором, 11 млн. га. - калием, а 43 млн. га нуждаются в известковании. Остродефицитный баланс: питательных веществ в земледелии в ближайшие годы неизбежно приведет к дальнейшему истощению почвенного плодородия и снижению продуктивности пашнш с 18-20 ц/га зерновых единиц до 9-10* ц/га [13].

Ежегодно в нашей стране только в животноводстве накапливается около 1,0 куб. км сточных вод. В них содержится 4,5 млн. т. азота, 100 тыс. .т. фосфора, 700 тыс. т. калия. Используя лишь животноводческие сточные воды для улучшения условий ; возделывания сельскохозяйственных культур, можно получить в пересчете на зерно дополнительный урожай свыше 7 млн. т. [141].

Наряду с применением в качестве удобрений навоза, навозной; жижи, птичьего помета, компостов, соломы, опилок, зеленых растений,, сапропеля, большой интерес представляет использование в качестве местного ! удобрения канализационного ила - осадка сточных вод (OGB) городских очистных сооружений (FOC). В России с численностью населения 142 млн. человек, в томfчисле городского 101 млн. человек (по состоянию на 1 января! 1993г.), расчетный: объем выхода сухого осадка сточных вод (OGB) оценивается ориентировочно в 2,6 млн. т. в год (в 1994г. численность населения РФ определялась примерно в 148 млн человек) [13]. Из существующих методов утилизации осадка наиболее надежным и экологически целесообразным- является^ метод почвенного удаления. G учетом международного опыта можно считать реальным использование на удобрение не менее одной трети образующегося осадка сточных вод, т.е. до 1 млн. т. в пересчете на сухое вещество [25] : Выявлено,* что 10 млн. т. осадка сточных вод по содержанию сухого вещества;. основных элементов питания и удобрительной ценности равноценны примерно 50 млнт минеральных туков. В связи с.резким падением производства минеральных (более чем в 10 раз по сравнению с 1988 г.) и органических (более чем в 3 раза) удобрений ресурсы питательных веществ для. растений; содержащиеся'в осадке сточных вод, могут в известной i мере восполнить остродефицитный баланс по азоту, фосфору, органическим веществам и ряду других ингредиентов, включая? микроэлементы; [25]. В России перерабатывают примерно 10% осадка. Его использование: в качестве удобрения сдерживается из-за неразработанных технологий; нехватки оборудования, отсутствия приемлемой? системы санитарного контроля? и экономического механизма передачи переработанного осадка потребителям, а также из-за отсутствия у потребителя сведений об удобрительной^ ценности^ ОСВ и особенностях его применения [137]: Основным? возражением« против? использования; осадка сточных вод, поступающих с; очистных сооружений 5 на удобрения; служит повышенное' содержание тяжелых металлов; представляющих определенную опасность для здоровья • животных и человека, потребляющих продукцию? с удобренных ОСВ земель. Многочисленные исследования по сельскохозяйственной утилизации ОСВ; проведенные в России и за; рубежом; показывают, что требуется дифференцированный подход к применению его на удобрения, вызванный химическим составом конкретных видов * (партий) осадка, обусловливающих как его удобрительную; ценность, так и токсикологическую опасность последнего для окружающей среды.

Из литературных данных следует,.что в большинстве случаев по удобрительной ценности ОСВ не уступают подстилочному навозу. Основные технические и технологические проблемы использования остаточных илов прямо связаны с сельскимг хозяйством. Правильное применение ОСВ позволит повысить плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур;, обеспечит охрану окружающей? среды. Осадок сточных вод индивидуален:по своему химическому составу. На настоящий;момент это новые и пока малоизученные.удобрения; что нередко создает весьма подозрительное к ним отношение.

В сточных водах возможен спонтанный процесс образования?новых, неизвестных соединений; механизм формирования > которых существующими методами? установить чрезвычайно трудно; Илы некоторых очистных сооружений обладают выраженной фитотоксичностью, которая может быть обусловлена загрязнением этих осадков органическими соединениями, обладающими гербицидными свойствами [176].

Однако основным фактором, сдерживающим применение ОСВ в растениеводстве, является наличие в нем солей тяжелых металлов, влияние которых на почву, растения и безвредность продуктов мало изучено. Следовательно, для оптимального решения данного вопроса имеется ряд трудностей и много еще неразрешенных задач [1,199].

Для правильного использования осадка городских сточных вод в качестве удобрений необходимо в каждом конкретном регионе организовать всестороннее их исследование, определить влияние ОСВ на плодородие почв, продуктивность и качество сельскохозяйственных культур.

2. Установить характер изменения микроэлементного состава почвы под влиянием осадка сточных вод.

4. Изучить влияние осадка сточных вод отдельно и совместно с микробиологическим препаратом «БакСиб» на характер изменения; микроэлементного состава растений.

Применение осадка сточных вод оказывает положительное влияние на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур.

Показана экологическая безопасность применения осадка сточных вод в качестве удобрения.

Практическая значимость работы. Разработаны оптимальные дозы внесения в почву осадка сточных вод (до 20-40 т/га сухого вещества), обеспечивающие повышение урожайности культур при сохранении их экологической безопасности. Рекомендации по применению осадка сточных вод в качестве удобрения с учетом природоохранных требований могут быть использованы в хозяйствах Новосибирской г области. Рекомендовано совместное внесение осадка сточных вод с микробиологическим препаратом; «БакСиб» для снижения, содержания тяжелых металлов в органах и тканях растений.

Материалы диссертации используются в учебном процессе при чтении лекций по курсам: «Неорганическая и аналитическая химия», «Органическая химия», «Экологическая химия» дшь студентов биологических специальностей Новосибирского государственного аграрного университета, Томского сельскохозяйственного института - филиала НГЛУ.

Апробация работы. Основные результаты исследований представлены на международной практической г конференции в Приволжском Доме знаний (Пенза, 2001), международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России» (Уфа, 2002), семинаре «Социально-экономические и технические проблемы Сибирского региона» (Новосибирск, 2002); 2-м Российско-Украинском симпозиуме «Новые информационные технологии в решении проблем производства, строительства, коммунального хозяйства, экологии, образования, управления; и ? права» (Пенза, - 2002), международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов • России» (Уфа, 2002), VI международной научно-технической конференции, симпозиум К01Ш8 2002 (Новосибирск 2002), международной конференции «Экология и жизнь» (Великий Новгород, 2002) , the 6th Russian-Korean international symposium on science and technology (Novosibirsk, 2002), юбилейной международной научно-практической конференции (Барнаул, 2003), III международной научно практической конференции «Пища. Экология. Качество» (Новосибирск, 2003), межрегиональной научно практической конференции «Повышение устойчивости и эффективности агропромышленного производства в Сибири: наука, техника, практика» (Кемерово, 2003).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Осадок сточных вод улучшает агрохимические, биологические свойства серой лесной почвы.

3. Микробиологический препарат «БакСиб» совместно с осадком сточных вод улучшает качественные характеристики почвы и снижает содержание тяжелых металлов в растениеводческой продукции.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 139 страницах, включает введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты и обсуждение, выводы, предложения, список литературы. Содержит 42 таблицы, 25 рисунков. Библиографический список включает 212 наименований, в том числе 53 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Кусакина, Наталья Алексеевна

103 Выводы

1. Установлено благоприятное влияние осадка сточных вод на экологические показатели серой лесной почвы. Повышается содержание гумуса. Осадок сточных вод способствовует увеличению емкости катионного обмена. Внесение осадка сточных вод влияет на органоминеральный состав почвы так же, как и традиционные органические удобрения. Повышается концентрация ионов СГ, Б042', Са2+, НС03", Иа+, К+ в почве.

2., Внесение осадка сточных вод способствует повышению содержания легко-гидролизуемого азота и увеличивает количество общего азота в почве. Существенно увеличивается эффективное плодородие почвы.

3. Определена биологическая активность почвы по разложению желатины рент-генопленки, которая показала, что наиболее интенсивное разложение; белков наблюдается при внесении осадка сточных вод в дозах 20 т/га.

5. Использование осадка сточных вод в качестве удобрения приводит к незначительному повышению содержания в почве как валовых, так и подвижных форм тяжелых металлов. Однако содержание их в< почве; не превышает предельно* допустимых концентраций.

6. Нормированное внесение осадка сточных вод в почву не влияет на увеличение уровня содержания тяжелых металлов: в растениях выше предельно-допустимых концентраций, предусмотренных для сельскохозяйственных культур.

7. Осадок сточных вод в прямом действии значительно повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Урожайность яровой пшеницы по сравнению с контролем увеличилась при внесении ОСВ 20 т/га на 24,9 ц/га, а при внесении ОСВ 40 т/га - на 26,6 ц/га, то есть урожайность увеличивается больше чем: в 2 раза.

8. Внесение осадка сточных вод в применяемых дозах может увеличивать бактериальное и переноспорозное заболевания растений. Применение одновременно с осадком сточных вод микробиологического препарата «БакСиб» снижает пораженность растений этими заболеваниями.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кусакина, Наталья Алексеевна, Новосибирск

1. Алексеев Ю.В. Загрязнение почвы и продукции растениеводства ТМ при использовании органических удобрений из ОСВ. / Ю.В Алексеев, Т.М. Аллилуева. // Влияние химизации земледелия на содержание ТМ в почвах сельхозугодий. Агропромиздат. 1989. - 28 с.

2. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях Агропромиздат., JI.: Ленингр. отд-ние, 1987. 142 с.

3. Алексеев A.A. Поведение кадмия в системе почва — растение.

4. А.А.Алексеев, Н.Г. Зырин // Вести. МГУ. Почвоведение. 1982. № 3. 23 с.

5. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. — М.: Изд-во МГУ, 1970. 487 с.

6. Бердяева Е.В. Влияние осадков сточных вод на изменение химического состава дерновоподзолистой супесчаной почвы и содержание в ней тяжелых металлов. / Е.В. Бердяева, В.А Касатикова., Я.К. Садовникова // Агрохимия. 2001. -№ 10.-С.73-79.

7. Важенин И.Г. Химия почвы: Формы соединения макро и микроэлементов., // Науч. тр. / ВАСХНИЛ. Почв, ин-т им В.В. Докучаева; Отв.ред. И.Г. Важенин. М.: 1978. - 100 с.

8. Вернадский В.И. Живое вещество. М.: Наука, 1978; - 358 с.

9. Вернадский В.И. Очерки о геохимии // Избранные сочинения //- М.: Изд-во. АН СССР, 1954 т. 1. 46 с.

10. Вернадский В .И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука, 1987. - 38 с.

11. И . Вернадский В;И. Биохимические очерки. М.: Изд-во. АН СССР, 1940. - 240 с.

12. Виноградов А.П. Основные закономерности в распределении; микроэлементов между растениями и средой // Микроэлементы в жизни растений и животных. MI: Изд-во. АН СССР, 1952. - С. 20:

13. Р.П. Воробьева Экологически безопасные методы использования отходов: / Р.П.Воробьева, В.П.Додолина, Г.Е Мерзлая и др. // Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2000.- 554 с.

14. Гантимуров И.И; Агропочвенное районирование Новосибирской области. / И.И. Гантимуров, И.К Супряга // Новосибирск, 1967 - С.

15. Гараскина И.Д. Яды вчера и сегодня / И.Д.Гараскина, Н.А.Толоконцев //-Л.: Наука. 1988. 202 с.

16. Гармаш Г.А. Влияние тяжелых металлов, внесенных в почву с осадками сточных вод, на урожайность пшеницы и качество продукции 7 Г.А. Гармаш, Н.Ю. Гармаш // Агрохимия. 1989. - № 7. - С. 69 - 75.

17. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. Сан Пин 2.1.7.573 — 96 с.

18. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. / Всемирная организация здравоохранения. Женева, 1994. М.: Медицина. - 161 с.

19. Гольдфарб JI.A. Опыт утилизации осадков сточных вод в качестве удобрений. / JI.A. Гольдфарб, И.С Туровский., С.Д.Беляева // М.: Стройиздат, 1983.- 57 с.

20. Гостищев Д.П. Использование осадков сточных вод в Саратовской области // Агрохимический вестник. 2001.- №5; - С. 26-27.

21. Гришин Г.Е.Действие удобрений на урожайность зерновых культур и плодородие выщелоченного чернозема. / Г.Е. Гришин, М.К. Литвинова, А.Н. Арефьев, E.H. Кузин // Arpo XXI. 2001. - № 5. - С. 20-21.

22. Джанботаев Р.И. Влияние ОСВ на продуктивность хлопчатника и*плодородие почвы / Р.И. Джанботаев, М:Д. Хамидова // Агрохимия. 1993. - №12. -С. 37- 40.

23. Добровольский В.В. Тяжелые металлы в окружающей среде: Доклад конф. I / Под ред. В.В. Добровольского М:: Изд-во Моск. ун-та, 1980. - 132 с.

24. Добровольский Г.В. Почвы. Энциклопедия природы России.

25. Г.В.Добровольский, Б.В.Шеремет, Т.В Афанасьева, Я.А. Палечек М.: ABF, 1998.-368 е.; 32 цв. илл.

26. Додолина В.Т. Классификация сточных вод по степени пригодности их для орошения // IV Междунар. совещ. по с.-х. использ. Сточ. вод. Киев, 1970.

27. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985.351с.

28. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Колос, 1979 - 41с.

29. Дробков A.A. Микроэлементы и естественные радиоактивные элементы в жизни растений и животных. М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1958.

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

31. Жукова Л.А. Еще раз о применении ОСВ / Л.А.Жукова, А.Ф.Пехлецкая, А.Ф.Сулима, З.Д. Ихласова // Химизация сельского хозяйства. -1992.-№1-С. 10-15.

32. Закон ФРГ о технических шламах от 15.04.1992.

33. Зимаков И.Е. Определение содержания хрома в природных и сточных водах фотометрическими методом: Метод, указ. / ВАСХНИЛ. Отд. вет. М., 1984.-8 с.

34. Зырин Н.Г. Спектральный анализ почв, растений и других биологических объектов. / Н;Г Зырин, А.И.Обухов М.: Изд-во МГУ, 1977. - 334 с.

35. Зырин Н.Г. Миграция соединений кадмия в модельном агробиоценозе // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. — Л.: Гидро-метеоиздат, 1980. С. 170 - 183.

36. Зырин Н.Г. Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами. -М.: Гидрометеоиздат. Моск. отд-ние, 1981. 109 с.

37. Зырин Н.Г. Микроэлементы в почвах СССР: Сб. статей. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981. -250 с.

38. Ильин В. Б. Тяжелые металлы в системе почва растение. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. - 149 с.

39. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1985. - 129 с.

40. Ильин В.Б. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области / В.Б.Ильин, А.И. Сысо Новосибирск, 2001. - 228с.

41. Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях / А.Кабата-Пендиас, X. Пендиас. М.: Мир, 1989. - 439 с.

42. Капелькина JI.M. Экологические основы рекультивации техногенных и урбанизированных ландшафтов в лесной зоне: Автореф. дисс. д-ра биол. наук

43. Моск. гос. ун-т леса. М., 1994. - 40 с.

44. Каплунова Е.В. Трансформация соединений. Zn, Pb, и Cd в почвах: Автореф. дис. канд. с.-х. наук. М., 1983. - 23 с.

45. Касатиков В.А. Агроэкологические основы применения в качестве, удобрения осадков городских сточных вод: Автореф. дис. . д-ра с.-х. наук. М., 1990. - 46 с.

46. Касатиков В;А. Критерии загрязненности почвы и растений микроэлементами, тяжелыми металлами при использовании в качестве удобрения осадков городских сточных вод. Сообщение 1. Критерии загрязненности почвы // Агрохимия.- 1991.-№11.-С. 78-83.

47. Касатиков В.А. Критерии загрязненности почвы и растений микроэлементами, тяжелыми металлами при использовании в качестве удобрения осадков городских сточных вод. Сообщение 2. . Критерии загрязненности почвы.// Агрохимия -1992.-№5.- С.110 -115.

48. Касатиков В.А. Накопление тяжелых металлов в почве при внесении осадков городских сточных вод / В.А.Касатиков, С.М.Касатикова, С.В.Сабуров

49. Агрохимия. 1994. - №1.- С. 70-75.

50. Касатиков В.А. Агрогеохимические свойства осадков городских сточных вод и торфоиловых компостов. // Агрохимия. 1996. - №8-9. - С. 87-96.

51. Касатиков В.А. Влияние минеральных удобрений и осадков городских сточных вод на уровень концентрации в почве ряда микроэлементов

52. В.А.Касатиков, М.М.Овчаренко, С.М.Касатикова, Н.Н.Шабардина // Агрохимия. -1997.-№2-С. 81-85.

53. Касатиков В.А. Поведение тяжелых металлов в системе почва-растение при внесении осадков городских сточных вод / В.А. Касатиков, С.М. Касатикова, М.М.Султанов, В.И Усенко, Н.Н. Шабардина // Агрохимия 1999. - №3. — С. 5060.

54. Кебина В.Я: Санитарно-гельминтологическая оценка метода центрифугирования осадков сточных вод / В.Я.Кебина, Р.Я.Аграноник // Мед. паразитология и паразитарные болезни. -1970. №3.

55. Ковалев Р.В. Почвы Новосибирской области. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1966.-С. 331-350.

56. Ковда В.А. Биогеохимические циклы в природе и их нарушение человеком. М.: Наука, 1975.- 73 с.

57. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М:: Наука, 1985. - 263с.

58. Ковда В.А. Биохимический круговорот веществ в биосфере. М.: Наука, 1987- 142 с.

59. Козлова М.В. с соавт. Комплексные санитарно-гигиенические исследования городских сточных вод и осадков Курьяновской станции аэрации: Материалы конф. «Научно-технический прогресс и актуальные вопросы коммунальной гигиены». М., 1975.

60. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. Его природа, свойства и методы изучения. М., Изд-во АН СССР, 1963 - С. 263 - 304.

61. Кононова М.М. Органическое вещество почв. М.: Изд-во АН СССР, 1963.-С. 16-51.

62. Корте Ф.Экологическая химия / Ф. Корте, М. Бахадир, В. Клайм / Пер. с нем. М.: Мир, 1997. - 396 с.

63. Котти В.К. Изменение химического состава почвы в результате применения органоминерального удобрения на основе осадка городских сточных вод // Применение удобрений, микроэлементов и регуляторов роста в сельском хозяйстве. Ставрополь, 1989.- С.42-45.

64. Кочуров Б.И: География экологических ситуаций (экодиагностики территорий) / Ин-т геогр. РАН. М., 1997. - 131 с.

65. Кузьменкова A.M. Использование компостов из твердых бытовых отходов. М.: Россельхозиздат, 1976. - 60 с.

66. Ларионов Г.А. Миграция меди, кадмия, свинца в системе почва растение - животное: Автореф. дис. канд. бшш наук. - М., 1997. - 23 с.

67. Левченко М.Г. Использование осадков сточных вод в сельском хозяйстве. / М.Г. Левченко, М.С. Герасимчук, В.А. Руденко Киев, 1974. - 58 с.

68. Лепнев Д.А. Агрохимическая характеристика серых лесных почв и эффективность на них удобрений Курск, 1969. - 179 с.

69. Макаренко С.А. Влияние ОСВ на урожайность и качество продукции

70. С.А. Макаренко, В.П. Чеботарев, В.П. Корнеев, П.Л. Хохлова // Химизация сельского хозяйства. 1991. - Ж4 - С.39 - 42.

71. Макеев О.В. Микроэлементы в почвах Сибири и Дальнего Востока. — М.: Наука, 1973.- 151с.

72. Мерзлая Г.Е. Агроэкологическая оценка использования осадка сточных вод / Г.Е. Мерзлая, Г.А. Зябкина, И.А. Нестерович, Т.П.Фомкина // Агрохимия. -1995. №5; - С. 102 -108.

73. Мерзлая Г.Е. Экологическая оценка осадка сточных вод // Химия в сельском хозяйстве. 1995. - №4: - С. 38 - 42.

74. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами. М.: МЗ СССР, 1987.

75. Минеев В.Г. Воспроизводство почвенного плодородия агрохимическими средствами и охрана почв от технологического загрязнения // Вестн. с.-х. науки. 1988. - № 6. - С. 95 -101.

76. Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 1988.- 18 с.

77. Минеев В.Г. Агрохимия. М.: Изд-во МГУ, 1990.

78. Мных В.А. О возможности использования ОСВ Ростова на -Дону в качестве удобрения // Система удобрений полевых культур при интенсивной технологии возделывания на мицелярно-карбонатной почве в степной зоне земледелия. - Персияновка, 1990. - С.82 - 86.

79. Мониторинг фонового загрязнения природной среды. — Л., 1991. Вып. 7.-18 с.

80. Мохаммед A.T. Агроэкологическая оценка влияния осадков городских сточных вод и мелиорантов на биогеохимические показатели полевого агроцено-за: Автореф. дис. канд. с.-х. наук / Моск. с.-х. акад. им К.А. Тимирязева. М., 2001.-21с.

81. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. М.: Мир, 1993.366 с.

82. Овцов Л.П, Экологическая оценка осадков сточных вод и навозных стоков в агроценозе / Под ред. акад. РАСХН В .Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 2000. -318 с.

83. Овчинников A.C. Технологические основы и эффективность внутри-почвенного орошения животноводческими стоками, применение сапропелей и осадка сточных вод в орошаемом земледелии: Автореф. дис. д-ра с.-х. акад. -Волгоград, 2000. 52 с.

84. Органические удобрения: Справочник. М.: Агропромиздат, 1988.207 с.

85. Орлов Д.С. Органическое вещество почв Российской Федерации / Д.С. Орлов, О.Н. Бирюкова, Н.И. Суханова М., 1996. - 253 с.

86. Орлов Д.С. Экологические нормативы на нетрадиционные органические удобрения / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, Д.В. Ладонин // Химия в сельском хозяйстве. 1995. - №5. - С. 35-38.

87. Орлов Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении

88. Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова; И.Н; Лозаповская М.: Высшая школа, 2002.230 с.

89. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1987.

90. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах с различными физико-химическими свойствами (валовое содержание, мг/кг) / Госкомсанэпиднадзор России. М;, 1995.

91. Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков / Под ред. В.Н Соколова М.: Стройиздат, 1992.

92. Охрана окружающей среды в Нвосибирской области в 2001г.: Стат. сб. Новосибирск, 2002. -74 с.

93. Панин М.С. Аккумуляция тяжелых металлов растениями Семипалатинского Прииртышья Семипалатинск, 1999. - 308 с.

94. Пейве Я.В. Микроэлементы в сельском хозяйстве.- М.: Колос. 1978.

95. Пейве Я.В. Избранные труды: Агрохимия и биохимия микроэлементов -М.: Наука, 1980.-430 с.

96. Пейве Я.В. Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицыне: Сб. статей. М.: Наука, 1974. - 438 с.

97. Петербургский A.B. Питание растений и применение минеральных удобрений. М.: Колос, 1982.

98. Плеханова И.О. и др. Влияние осадков-сточных вод на содержание и фракционный состав тяжелых металлов в супесчаных дерново-подзолистых почвах // Почвоведение 2001.- №4. - G. 496-503.

99. Предельно-допустимые концентрации тяжелых металлов и мышьяка в продовольственном сырье и пищевых продуктах.- М.: Минздрав СССР, 1986.- 7с.

100. Покровская С.Ф. Использование осадка сточных вод в сельском хозяйстве / С.Ф. Покровская, Л.И. Гладкова М., 1977. - 44 с.

101. Покровская С.Ф. Использование осадка сточных вод в качестве удобрений (краткий обзор) // Сельское хозяйство за рубежом. -1978. №1. - С. 16-17.

102. Покровская С.Ф. Использование осадка городских сточных вод в сельском хозяйстве / С.Ф. Покровская, Б.А. Касатиков М., 1987.- 58 с.

103. Попов П.Д. Органические удобрения / П.Д. Попов, В.И. Хохлов,. A.A. Игоров и др.: Справочник. М.: Агропромиздат, 1988.

104. Пустаи А. О безвредном размещении ОСВ в Венгрии // Материалы II Международной конференции. М.: Изд-во МГУ, 1986. - С. 4-5.

105. Романенко H.A. Использование животноводческих стоков, сточных вод и их осадков для орошения и удобрения сельскохозяйственных культур. / H.A. Романенко, Р.П. Воробьева, З.М. Гафурова, В.В. Стучков М., 1995. - 271с.

106. Романенко H.A. Проблема санитарной охраны почвы от загрязнения сточными водами в аспекте профилактики гельминтов: Автореф. дис. д-ра. мед. наук. М., 1977.

107. Романенко H.A. Санитарная гельминтология. М;, 1982.

108. Руник В.Е. Агроэкологические аспекты использования термофильнос-броженных осадков сточных вод в качестве удобрения: Автореф. дис. канд. биол. наук.- М., 1989.-24 с.

109. Рэуце К. Борьба с загрязнением почвы / К. Рэуце, С. Кырстя // Пер. с рум. К.И; Станькова; Под ред. и с предисл. В.К. Штефана. М.: Агропромиздат, 1986.-221 с. 14

110. Савельев И.Б. Методика определения Cr, Mn, Ni, Си, РЬ и Sr в осадках городских сточных вод на основе рентгено-флуоресцентного анализа. М.,1990. — 19 с.

111. Садовникова Л.К. Влияние осадков сточных вод и извести на подвижность соединений тяжелых металлов в дерново- подзолистой почве / JI. К. Садовникова, М. В. Касатиков // Агрохимия. 1995. - №6.- С. 81-87.

112. Сает Ю.Е. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П.Янин и др. М.: Недра, 1990. - 335 с.

113. Санитарные правила и нормы. СанПиН 2.1.7.573-96. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. М., 1997.

114. Санитарные правила и нормы. СанПиН 3.2.569-96. Профилактика паразитных болезней на территории Росийской Федерации. М., 1997.

115. Свинец в окружающей среде / В.В. Добровольский и др. Отв. ред. В.В. Добров / АН СССР. Научн. совет по проблемам биосферы. М.: Наука, 1987. -181 с.

116. Сельскохозяйственное использование сточных вод: Справочник / Л.П. Овцов,В.В. Игнатова, Э.Е. Элик и др.; Составитель Э.Е. Элик. М.: Росагропром-издат, 1989.-223 е.:

117. Сеничкина М.Г. Микроэлементы в почвах Сибири 7 М.Г. Сеничкина, Н;Е. Абашеева Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, ,1986. - 176 с.

118. Сергиенко Л;И. и др. Экологические аспекты использования сточных вод на орошение. Волжский, 1993. —190 с:

119. Сергиенко Л.И. Содержание тяжелых металлов в экосистемах при использовании ; осадков сточных вод в качестве удобрений / Л.И. Сергиенко, Н:А. Мосиенко, В.П: Тян // Доклады ВАСХНИЛ. 1991. - №81 - С.56-58.

120. Сергиенко Л.И. Сточные воды химической и микробиологической? промышленности, их очистка и использование для орошения различных сельскохозяйственных, культур в нижнем Поволжье: Автореф. дисс. д-ра с.-х. наук

121. Симон М.А. Влияние избыточного. активного ила (отходы Сясьского ЦБК) на агрохимические свойства дерново подзолистой почвы \ и урожайность полевых культур в условия. Ленинградской обл.: Автореф. дис.канд. с.-х. наук. -Л:, Пушкин, 1978. -18 с.

122. Симон М.А. О возможности использования ила отхода Архангельского ЦБК в качестве удобрения / М.А. Симон, Г.И; Синщин, Г.А. Березка // Науч. тр. ЛСХИ.- Л.; Пушкин, 1979.- Т.383 - С. 65-71.

123. Соколов В.Е. Проблемы взаимодействия человека и биосферы: МГУ им. М.В. Ломоносова. М.: Изд-во МГУ, 1989.- 259 с.

124. Справочник агрохимика. М.: Россельхозиздат, 1976. - 350с.

125. Тинсли И.В. Поведение химических загрязнителей в окружающей среде. М.: Мир, 1982. - 280 с.

126. Тощев В.В. Изучение уровня загрязнения растительной продукции тяжелыми / В.В: Тощев, Н.Г. Загарская, В.Д. Коноплев // Агрохимический вестник. 2001.-№5; - С. 12-13.

127. Требования к качеству сточных вод и: их осадков, используемых для орошения и удобрения / Минсельхозпрод РФ.- М., 1995. 36 с.

128. Тришина Г.А. Сельскохозяйственное использование ОСВ / Г.А. Три-шина, В.Ф. Ульянов // Химизация сельского хозяйства. 1992. - №1. - С. 94-99.

129. Туровский В.А. Обработка осадков сточных вод. 2-е изд. - М., 1982.

130. Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. - 132

131. Тяжелые металлы в окружающей среде: Материалы междунар. симпоз. -Пущино, 1997.-321 с.

132. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение. М.: Пролетарский светоч, 1997. - 290 с.

133. Убугунов JI.JI: и? др. Экологоагрохимическая эффективность осадков городских сточных вод и цеолитсодержащих туфов / Ин-т. общей и эксперимент. Биологии. Бурят, гос. е.- х. акад. им В.Р. Филиппова. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ! СОРАН, 2001. 140 с.

134. Федоров A.A. Новый подход к определению реально доступных растениям элементов питания в почве // Агрохимия. 2002. - №7. - С.32-39.

135. Ферсман А.Е. Избранные труды. М.: Изд-во А Н СССР, 1952. - Т. 4,5; 1958 г, 1959. - С. 588. С. - 858.

136. Хижняк Н.И. Гигиеническое обоснование мероприятий по охране окружающей среды и здоровья населения при сельскохозяйственном использовании сточных вод. Киев,, 1985.

137. Хижняк Н.И., Эффективность дегельминтизации осадков сточных вод на иловых площадках в различных климатических зонах страны / Н.И; Хижняк,. H.A. Романенко // Медицинская паразитология и паразитарные болезни.,- 1982. -№1.-С. 60-63.

138. Химия тяжелых металлов, мышьяка и;молибдена в почвах // A.A. Алексеев, B.C. Горбатов, Б.А. Звонарев.и др.; Под. ред. H.T. Зырина, JI.K. Садовнико-вой. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985; -206 с.

139. Химическое загрязнение почв осадком сточных вод (после возделывания кукурузы, суданской травы и ячменя) / сост. Николаев В.М. // Наука сел. хоз-ву. - Оренбург, 2000. - С. 278-280.

140. Хомяков Д.М; Некоторые проблемы использования осадка сточных вод на удобрения // Земледелие. —1991. №8. - С. 62-65.

141. Цемко В.П., Процесс рассеяния микроэлементов в почвах / В.П. Цемко, И.К. Паламарчук, Г.М. Залуцкая // Микроэлементы в окружающей среде. Киев.: Наукова думка, 1980. - С. 31 - 34.

142. Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1992. - 197с.

143. Шелюг М.Я. Влияния атмосферных выбросов предприятий черной металлургии с коксохимическимг производством на санитарное состояние почвы: Автореф. дис. д-ра мед. наук. Днепропетровск, 19682 - 23 с.

144. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. Л.: Наука. Jle-нингр. отд. - 1974. - 324 с.

145. Шуравилин A.B. и др. Влияние осадка сточных вод (ОСВ) на орошаемую лугово-черноземную почву: Тез. докл. III съезда Докучаев, о-ва почвоведов. -М., 2000 г. -178 с.

146. Щербаков А.П., Использование сброженных осадков сточных вод городских очистительных сооружений на выщелоченных черноземах в: условиях Воронежской области / А.П. Щербаков, Х.А. Джувеликян // Агрохимия. 1989. -№ 6. - С. 85-89.

147. Чеботарев H.T. Осадки сточных вод на удобрение // Агрохимический вестник. -1999. №5. - С. 39-41.

148. Черных H.A. Закономерности поведения тяжелых металлов: в системе почва — растение при различной антропогенной нагрузке: Автореф., дис. д-ра биол. наук.-М., 1995.-39 с.

149. Badania nad wartoscia nawozawa wermikompostow. Cz. 1 Sklad chemiczny wermikompostow i ich wplyw na pion roslin // Folia Univ. Agriculturae Stetinensis. — Szczecin, 2000. N;211- P. 289-295.

150. Badania nad wartoscia nawozowa wermikompostow. Cz. 2. Wplyw nawoz-enia wermikompostami na sklad chemiczny kypkowki pospalitcj (dactylis glomerata i.) // Folia Univ Agriculturae. Stetinensis. Szczecin, 2000; - N 211. - P. 197-302

151. Badania nad wartoscia nawozowa wermikompostow. Wplyw nawozenia wermikompostami na zmiany wlasciwosci chemicznych gleby // Folia Univ. Agricultu zae Stetinenss Szczecin, 2000. - N 211; - P. 303-310.

152. Brookes P.G., McGrath S.P. effects of MetaliToxicity on the Size of theSoil Microbial Biomas III. Of soil Science. 1984. - Vol; 35. - N2. - P. 341 - 346.

153. Chang A.C. et al. Heavy metal absorption by winter wheat following termination of croplands sludge application // J. Environ. Qual. 1982. - Vol; 11. - N4. - P. 705-708.

154. Chassot G.M., Candinas T., Kappcr T., Pcsson I.M. Qualite des engrais a base de dechets et contamination! du soli due a leur utilisation II Rev suisse Agr., -2000.-Vol. 32. N; 2 P. 85-91.

155. Criteria and recomendation for land application of sludges in the North-eaast / Pennsylvania State University. Bull; -1985. N851. - P; 94;170; Cross M. Engineers lap up a diet of worms // New Scientist. 1984. -Vol.101 N1415.-P.40;

156. Czekala I., Iakubus M. Wplyw osadu sciekowedo na gromadzenie wielopier-scleniowych weglowodorow aromatycznych w glebie // Toksyczne substancje w glebie zrodla i wplyw na rosliny. - Warszawa, 2000. - Cz 1.- P. 167-172. c

157. Day A.D. Crop response to sludge loadings rates // Biocicle. 1989. - №8. -P. 72-75.

158. Elkins. The chemistry of industrial toxicology. N.Y., London. - 1990. - P. 256-257.

159. Grzywnowicz I., Strutynski I. Rolnicze zagospodarowanie osadaw sciekowych jako zrodlo zanieczyszczenia gleb metalamy ciezkimi // Toksyczne substancje w glebie-zrodle i wplyw na rostiny. Warszawa, 2000. — Cz. 1 . - P. 297304.I

160. Johansson M., Stenberg B., Torstensson I., Microbiological and chemical changes in two arable soils after lond-term Studge amendments // Biol/ Fertil Soils. -1999.-Vol. 30., N1/2 P. 160-167.

161. Kim L. Biological pesticides: present and future // World Biotech. Rept.1987.

162. Klarschlammverordnung-AbfKlarV (1989), Entwurf zur Novellierung derr

163. Klarschlammverordnung-AbfKlarV vom 25.6.1982, Stand 12.10.1989.

164. Köper I., Siwik A. Wplyw emisji zanreczyszczen na aktywnosc enzymatyczna gleby w rejonie zakladow azolowych we Wroclawku // Toksyczne substancje w glebie-zrodla i wplyw na rosliny. — Warszawa, 2000. Cz 2. - P. 413420.

165. Kutera J. Wykorzystanie sciekow w rolnictwie. Wydanie IL Warszawa,. 1988. - 509 P.

166. Khan M., Scullion I. Microbial activity in grassland soil; amended with sewage sludge containing vacying rates and combinations of Gu, Ni, and Zn // Biol. Fertil. Soils. 1999. - Vol 30. N 3. - P. 202-209.

167. Levine M.B: Heavy metal concentrations during ten years of sludgem.treatment to an old field community // J. Environ. Qual. 1989. - Vol. 18 - P. 411-418.

168. Marklund S., Rappe G., Tysklind M. (1987), Identification of PGDDs and^ PCDFs in exhausts from cars run on leaded gasoline, Ghemosphere 16, P. 29-36.

169. Mazur K., Filipek Mazur B., Gondek K. Reakcja roznych gatunkow roslin na navozenie osadami sciekov garbarskich // Toksyczne substancie w glebie - zrodla i: wplyw na rosliny. - Warszawa, 2000. - Cz 2. -P. 497-506.

170. Mc Grath S.P., Brookes P.C., Giller K.E. Long-term biological effects of ^ metals after application of sewage sludge.; J. Sc. Food Agr 1987; 404 P.

171. Moreno I.L, Hernandez T., Garcia C. Effects of a cadmium-contaminated sewage sludge compost on dynamics of organic matter and microbial activity in an arid soil // Biol fertil Soils. 1999.' - Vol. 28 N 3. P. 230-237.

172. Nguyen Thi Bich Loc Liczebnosc niktorych grup drobnous trojow w surowym osadzie i po jego Kompostowaniu // folia Univ. Agriculturae Stetinensis.■

173. Szczecin, 2000. N 211. - P. 335-340.

174. Nogales R., Elvira C., Benitez E., Thompson R., Gomez M. Feasibility of vermicomposting dairy biosolids using a modified system to avoid earthworm mortality //1, environm. Sc. Health. Pt. B.- 1999.-Vol. B 34. №1 P. 151-169.

175. Pisarek I. Wplyw nawozenic osadami sciekowymit na koncentracje metali ciezkich, niektore parametry chemiczne i wlasciwosci substancji // Folia Univ. Agriculturae Stetinensis. Szczecin, 2000; -N 211. - P. 399- 404:

176. Poelstra P., Frissel M.J. El-Bassam N. (1979),. Transport;and;accumulation of Cd Ions in Soils and Plants, Z. Pflanzenernahr. Bodenkd. 142, P. 848-864.

177. Processing and use of sewage sludge: Proceedings of the 3d» International Symposium. D. Reidel Publishing Company, 1984 - 486 P.

178. Ritter W.F., Eastburn R.P. The uptake of heavy metals from sewage studge applied to land by corn and sovbeans // Communic. in soil sei. And plant analysis. -1978. Vol. 9. - N9. - P.799-811.

179. Sauerbeck D.,Lubben S. (1988). Schwermetalle und ihre Verfügbarkeit'als Kriterium der landwirtschaftlichen Klarschlammverwertung. Klarschlamm-Symposium 21- 22.4.1988, WaBoLu, Berlin (Vortragsmanuskript als personliche Mitteilung).

180. Saviozzi A., Blasci A., Riffaldi R., Levi-Minzi RI Long-term effects of farmyard manure and sewage sludge on some soil biochemical characteristics // Biol; Fertil Soils. 1999.-Vol;30 N1/2. - P. 100-106.

181. Smilde K.W. Heavy-metali accumulation in crops grown on sewage sludge amended with metal solts // Plant and Soi. 1981. - Vol. 62. - N1. - P. 3-14.

182. Sposito G., Kenneth M., Baham J. Analytical properties of the soluble, metalcomplexing fractions in sludge-soil mixture: 2.Comparative structural chemistry of fulvic acid 7/ Soil Sei. Soc. Am. J. 1976. - Vol. 40. - P. 691-697.

183. Sposito G., Kenneth M; Holtzolaw. Copper (2) complexation by fulvic acid! extracted from sewage sludge as influenncccced by nitrate versus Perchlorate backgroud ionic media. Soil. Sei Soc. Am. J. 1979. Vol. 43; P. 47-51.

184. Strauss M. Wastewater use in Tunisia. Dubendorf, International Reference Center of Waste Disposal, 1986.

185. Strauss M. Wastewater and excreta use in India. Dubendorf, International Reference Center of Waste Disposal, 1986.

186. Thompson J.A. Balance between intake and output of lead un normal individuals // Brit I. Ind Med.-1971. v / 28- 189 P.

187. Thompson J. D. Heavy metals in the native oyster and mussel . // I. Mar. Fresh. Res. 1979. - v. 30.-.53.-P. 105 - 110.

188. TjeJl J.C., Hansen J.F., Christensen T. H., Houmand M.F., (1980), Prediction of Cadmium Concentrations in Danish Soils, Proceedings of the 2nd European Sym-posiym on Characterization, Treatment and Use of Sewage Sludge, Wien.

189. Tomaskin I., Klobusicky K., Zimkova M. Evaluation of heavy metal; cjncentrations in soil and biomass of grass swazds // Toksyczne substancje w glebie -zrodla i wplyw na rasliny. Warszawa, 2000. - Cz. 2 - P. 667-672.

190. Truesdale G. A. Organization of sewage and industrial sluge utilization II Agrochemia. 1983. - Vol. 27. - № 11 - P. 79-92.

191. Utilization of sewage sludge on land: rates of application and long-term effect of metals. D Reidel Publishing Company, 1984. - 229 P.

192. Wielgosz E. Dynamika rozwojuroznych grup drobnoustrojow w osadach sciekow komunalnych pod obsada niektorych roslin // Ann. Univ. Marial Curie Sklo-dowska. Sect. E. - 2000. - V. 55. - P. 169-184.

193. Вариант опыта Урожайность по повторно-стям ц/га Х-А; А=170 2(х-А) (Х-А)2 (Г/А)2

194. II III IV Ср. I II III IV I II III IV

195. Контроль 110 104 101 97 103 -60 -66 -69 -73 -268 3600 4356 4761 5329 7182

196. ОСВ 20т/га 176 170 160 162 167 6 0 -10 -8 -12 36 0 100 64 144

197. ОСВ 20т/га + ^оРзоКзо 215 212 200 189 204 45 42 30 19 136 2025 1764 900 361 18496

198. ОСВ 40т/га 247 240 235 226 237 77 70 65 56 268 5929 4900 4225 3136 71824

199. ИзоРзоКзо 164 162 150 160 159 -6 -8 -20 -10 -44 36 64 400 100 193662 38 -4 -16 80 11626 11084 10386 8990 1642243844 1444 16 256 6400 42086 55602(х А).2 64001. С = ^--= —— = 3201. Ах л 20

200. Х(2Л<)2 5560 Ср= А -С = ——-С = 792

201. Су = ^(х-А)2 С = 42086-320 = 41766

202. Су-----С = 164224 -г- 4 С = 40736

203. С* = Су Ср - Су = 41766 - 40736 - 792 = 238

204. Окончание приложения 1 Таблица дисперсионнго анализа по урожайности зеленой массы кукурузы

205. Вид варьирования Сумма квадратов Число степеней свободы Дисперсия Отношение дисперсий Бфактическое Бф теоретическое1. Общее Су 41766 19 10184 1. Повторений Су 40736 4 - 1. Вариантов Сс 792 3 -

206. Остаточное С2 238 12 19,83 509 5,9

207. Бф > Рь следовательно, различия между вариантами существенныа „тю.у п(е -1)(и -1) У4х4хЗ

208. НСР05 = Г05 х84 = 2,2 X 3,15 = 7,0

209. Вариант Урожайность по повторностям (Х-А) А=40 2(х-А) (Х-А)' (IV А)2п/п опыта I II III IV Ср. I II III IV I II III IV

210. Контроль 18,6 18,8 19,1 19,1 18,9 -21,4 -21,2 -20,9 20,9 -84„4 458 449 436,8 436,8 7123,4

211. ОСВ 20 т/га 39,6 39,7 40,0 40,8 39,9 -0,4 -0,3 0 0,8 од 0,16 0,09 0 0,64 0,01

212. ОСВ 20 т/га + ИзоРзоКзо 43,1 43,9 44,0 44,2 43,8 зд 3,9 4,0 4,2 15,2 9,6 15,2 16,0 17,6 231

213. ОСВ 40 т/га 44,8 45,7 45,0 46,5 45,5 4,8 5,7 5,0 6,5 22,0 23,0 32,5 25,0 42,3 484

214. ЫзоРзоКзо 42,1 42,7 42,3 43,7 42,7 2,1 2,7 4,3 3,7 10,8 4,41 7,9 5,29 13,69 116,6-11,8 -9,2 -9,6 -5,7 -36,3 4952 504 483 511 7955

215. ЕР)2 139,2 84,6 92,2 32,5 1317,7 1993348,5ьс=Е(*-л)Г=шг7 661. Хл 20

216. СУ = Е(Х-А)2 с = 1993 - 66 = 19273.С„ = = = 1^22,84>с £(^)2с = т5СЯ34*5 7е 5 5

217. С2 = Су Ср-Су = 1927 - 3,7 - 1922,8 = 0,5

218. Окончание приложения 2 Таблица дисперсионного анализа по урожайности яровой пшеницы

219. Вид варьирования Сумма квадратов Число степеней свободы Дисперсия Отношение дисперсий Рфактическое Рф теоретическое Р(1. Общее Су 1927 19 - 1. Повторений Ср 3,7 3 - 1. Вариантов Су 1922,8 4 480

220. Остаточное Сг 0,5 12 0,04 12000 3,26

221. Бф > следовательно, различия существенны1. 5 =0,040,0011(л-1)(С-1) V 4x3x42. = Д02 = 0,14

222. НСР05 = и>5* = 2,2 * 0,14 = 0,3п/п Вариант опыта Урожайность по повторностям (Х-А) А=18 2(х-А) ( Х-А)/ (2УА)2

223. II III IV Ср. I II III IV I II III IV

224. Контроль 12,9 13,3 13,6 13,0 13,2 -5Д -4,7 -4,4 -5,0 -19,2 26,01 22,09 19,36 25,0 368,64

225. ОСВ 20 т/га 16,4 17,2 17,6 16,8 17,0 -1,6 -0,8 -0,4 -1,2 -4,0 2,56 0,64 0,16 1,44 16,0

226. ОСВ 40 т/га 18,8 19,4 19,8 18,6 19,1 0,8 -1,4 1,8 0,6 1,8 0,64 1,96 3,24 0,36 19,36

227. ОСВ 40 т/га + «БакСиб» 24,1 25,0 25,3 24,4 24,6 6,1 7,0 7,3 6,4 26,8 37,21 49,0 53,29 40,96 718,242 (Х-А).2=283,64 0,2 од 4,3 0,8 5,4 66,42 73,69 76,05 67,76 (Х-А)' = =64,01. Уд)2=И 22,241С = №-Ж=м К 16

228. Су= £(Х-А )2-С = 283,64-С = 279,64п 41. Окончание приложения 3

Информация о работе

Кусакина, Наталья Алексеевна
кандидата биологических наук
Новосибирск, 2004
ВАК 03.00.16

Диссертация

Экологические аспекты использования осадка сточных вод в качестве удобрения в условиях Новосибирской области - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы