Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агроэкологические аспекты использования осадка коммунальных стоков в качестве мелиоранта почв

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Агроэкологические аспекты использования осадка коммунальных стоков в качестве мелиоранта почв"

Российская Академия Сельскохозяйственных Наук Агрофизический научно-исследовательский институт

Р Г б ОД Ио правах рукоппгп

Бардинз Тамара Ваяторовна

АГРОЭКСЯОгаЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСАДКА КОИОТАЛЬНЫХ СТОКОВ В КАЧЕСТВЕ МЕЛИОРАНТА ПОЧВ

Специальность: 05.01.03-"Лгропочво-ведение и агрофизика"

АВТОРЕФЕРАТ ыюсортэши на соясканиэ ученой стэпэня кандидата биологически* наук

Санкт-Петерйург 1994 год

Диссертационная работа выполнена в научно-исследовательском институте торфяной прошлпленности и в Санкт-Петербургской научно-исследовательской центре екологичаской безопасности Российской Академии Наук

Научные руководители - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ц.А.Неычино^. кандидат сельскохозяйственных наук Б.В.Алексеев

Официальные оппоненты- доктор химических наук, профессор О.Г.Усьяров, кандидат биологических наук, доцент О.Г.Растворова

Ведущая организация - Лесотехническая академия

Защита состоится сМ-УШ'Ь^' 1995 г. в час.

.....шш. на заседании Специализированного совета Д 020.2J.OI

в Агрофизической научно-исследовательской институте по адресу: 195280, Санкт-Петер5урр, Гражданокий проспект, 14.

С диссертацией иожно ознакомиться в библиотеке Агрофиеического научно-исследовательского института.

Автореферат рааослан "Р " CC./c fXJ b'JL 1994 г>

Ученый секретарь Специализированного совета

U.B.Архипов

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОТЫ

Актуальность теин. Использование осадков коммунальных стоков в качестве органического мелиоранта почв низкого естественного плодородия является о дня:.; из путей их утилизации и способствует комплексному решению таких задач как рациональное использование вторичных ресурсов (отходов) для повышения почвенного плодородия, уменьшение дефицита дерновой земли для зеленого строительства в городской черте и охраны окружающей среды от загрязнения осадками, которые в больших объемах накапливаются в настоящее время на. очистных сооружениях С-Патербурга и поселков, либо складируются на иловых площадках в пригородах без обеззараживания.

По своей удобрительной ценности осадки не уступают навозу, но поступление в городскую канализацию промышленных стоков,обуславливает наличие в осадках сточных вод (ОСВ) тяжелых металлов. Поэтому применение их в качестве мелиоранта почв требует детального изучения влиянич осадка на окружающую среду.

Цель и задачи исследований. Цель исследований- изучение вопросов применения смесей из ОСВ Санкт-Петербурга и пригородов и торфа в качестве органического мелиоранта почв в зеленом строительстве я сельском хозяйстве и агроокологическая оценка их использования. Перед нами стояли следующие задачи:

-изучить особенности состава и свойств осадков СПб и выявить влияние разных видов торфа на уменьшение перехода тяжелых металлов из мелиоранта в растения;

-установить влияние ОСВ и торфосмесей с осадком на поступление и накопление различных тяжелых металлов в почвах и растительной продукции и определить значение торфа в этом процессе;

-определить по результатам полевых, вегетационных и модельных опытов влияние торфа на агроэкологические качества его ске-сей с осадками и псвиаение их эффективности;

-дать экологическую оценку использования мелиоранта из ОСВ

в зеленом строительстве города.

Диссертация написана по материалам исследований, выполненных соискателем в 1678-1992 годах в соответствии с планами научно-исследовательских и хоздоговорных работ.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное изучение влияния смесей из ОСВ СПб и торфа на агровкологическое состояние почв и растений. Выявлен характер изменений водно-физических и агрохимических свойств почв при применении смесей из ОСВ и торфа. Изучены процессы сорбции тяжелых металлов в смесях ОСВ с торфом в буртах промышленного производства в зависимости от времени взаимодействия компонентов. Рассмотренно влияние чистых торфов разного ботанического состава и их смесей с минеральными добавками на сорбцию тяжелых металлов из ОСВ.

Практическая ценность работы. Результаты работы использованы для получения грунтов в зеленом строительстве и органических удобрений, что решает проблему дефицитной дерновой земли и улучшает экологическую обстановку на станциях аэрации.

Реализация результатов исследований. Рекомендации по результатам исследований использованы ТЮ "Лензеленстрой" при озеленении транспортных магистралей, свалок, загородных объектов, а также в промышленном производстве при озеленении объектов СУ-5 в Красносельском районе СПб.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались ; на научной конференции молодых специалистов в научно-исследовательском институте торфяной промышленности (1979), на научно-производственной конференции "Почвенные ресурсы Ленинградской области. Проблемы оптимизации, использования, охраны" (музей почвоведения им. В.В.Докучаева,1990), на научно- практической конференции "Экологические проблемы сельскохозяйственного производства и пути их решения" (СПб, 1991.), на международной конференции "Освоение Севера и проблема рекультивации" (Сыктывкар, 1991).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству, приложения. Список использованной литературы включает 168 наименований, из них &9 иностранных работ. Содержание изложено на 107 страницах маши-

нописного текста, иллюстрировано 84 таблицами, 16 рпсуннтмч.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении излагается кратко актуальность работы , ее печь научная новизна, практическая ценность.

В главе ¡(литературный обзор) освещаются следующие вопросы: состав и свойства осадков, их биологическая и хк:мчеспая загрязценность,пути использования, ценность удобрений на их основе, накопление в почве и растениях тяжелых металлов при применении 00^, рассмотрено содержание основных удобрительных алиментов и тяжелых металлов в осадках СГЙ и др. городов.

В главе 2 "Комплекс исследований по использованию в качестве органических удобрений ОСВ" указывается, что работа была включена в обский комплекс исследований по использования на удо брение ОСВ СПб и его пригородов, и частьрчботы проводилячь совместно с другими участниками темы. Перечислен!! направляли«! работ по данной проблеме других научных и производственных организаций под управлением Координационного Совета. Сформулированы задачи диссертации.

В главе 3 "Объекты работы, методика и условияисследований приводятся описания объектов работы, которая проводилась в 1977-19Й7 годах и была продолжена в 1985-15^2 годах. Перечислены поставленные опыты и дается краткое обоснование необходимости их проведения.Детальное рассмотрение отагов с описанием технологии. у,х проведения изложено в посл^дуицях главах диссертации. Объекты полевых исследований были сосредоточены в пригородной зона СПб; Центральная, Красносельская, Иупгкичская и Петергофская станции аерации, урочищ р.Ьолхонка. Учло поставлено 3 модельных опыта. Проведены: вегетационный опыт в сосудах, '¿-т летний опыт в лмзииетрических ячейках,два мнкроделяночных опыта (2-х и 2-х летнмЛ), полевой опыт в зеленом строительстве. Исследования по учету накопления в почвах и растениях металлов проволились гякчЗ на 2-х летнем полово»/ опыте, заложенном СПб агрпрнкм университетом, }1зучетге влияния гмтостипогчнич 0'?Н

О торфои проводилось в производственных условиях. В 1090-1991 годах был произведен отбор проб на объектах города (Красносельский район), где при озеленении применялись компоста из ОСВ.

Математическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализе. Анализы почв и растений проводили общепринятыми методами.Общее содержание тяжелых металлов определяли спектральным, рентгеноспектральним и люминосцентным методами. Подвижные формы- атомно-абсорбционньа. методом.

Метеорологические условия в годы проведения полевых и ми-кроделяночных опытов в целом были благоприятными но температурным показателям, по количеству осадков они отличались от многолетней средней в сторону засушливости почв в 197?,и80 гг и их переувлажнения в 1978,1979гг.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЗДОБАНИЛ

Глава 4. Улучшение агроэкологических свойств ОСЬ при их смешении с торфом.

Торф обладает высокой влагоемкостыо, способностью к дезодорации ОСВ и сорбции тяжелых металлов, что делает его ценным материалом для получения органических удобрений.В експеримен-тах за все годы проведения работ использовано 12 видов торфа, из них 4 верхового типа, 0 переходного и 3 низинного типа, которые значительно отличались по ботаническому составу, степени разложения, кислотности и др. свойствам.

Изучение влияния торфа на изменение агроекологических свойств его смесей с ОСВ в динамике проводилось в штабеле (2.5 и высоты, 6 м ширины),приготовленном из центрифугированных 00В Красносельской СА и осоково-гипнового низинного торфа в соотношении 1:1 по массе. В точках различной удаленности от поверхности закладывались мешки с пробами (1300г) и стеклянные пластины с льняной тканью. Контрольные, образцы извлекались из штабеля черев 0.5, I, 3, 5 месяцев, минерализация льняной ткани (80-90?°) после месяца компостирования свидетельствовала о вы-

сокой биологической активности смесей. К концу I месяца наблюдалась самая высокая обеспеченность снеси подвижными формами питательных веществ кроме калия (Бардина, ieW,I&63,1984). Исходна* смесь была обогащена подвижными формами 1п, Ci, Pè, Мп, Cd.B результате компостирования с торгом ааютнаго снижения подвижности металлов не наблюдалось (табл.1).

Специальные исследования по изучению сорбции тяжелых металлов торфом проводились на модельных опытах. В первом опыте испнтнвалось поглощение металлов двумя видах™ тор^а разного ботанического состава (осоково-гипновым со степенью рылояотя R. 40Й и осоково-сфагновым Я 30%) по сравнению с суглинистой дерново-подзолистой почвой с Рн 5.5 при применении рчстворов тяжелых металлов, i'opf) закреплял больше меди (в 2-4 раза), никеля (в 6-17 раз), кадмия (в I.b-З раза), чем почва.[{аибольшей 0(Т«$ективнойтыо отличался осоково-гипновый торф. Составлен убывающий ряд по степени фиксации металлов торфом. Во втором опыте изучалась сорбция металлов торфом осоково-гипновым низинным d Ж m ОСЗ (Красносельская СА) после 2-х месяцев выдергивания смеси (1:1) без добавок минеральных сорбентов и с ними. Добавление торфа к осадкам сказалось на сорбции Си, M , 1Л.

ЛеПстпие добавок ( извести в}'., глины 20%, сульфоугля 175 и 10?4, мела (>%) было незначительным. В третьем опыте ОСЬ смешивали с торТами верховым и низиннын с добавле!шем мела 10',' от массы. Ъндзрживание ОСЗ з тор'.он , особенно Еерховнм, уменьшило содержание подвижных форм Си в 1.5-2 раза, 1п в 2 раза, Ыв 3 раза, M в 1.6 роза.

Глава 5. Влияние смесей из осадков на агроэкологическов

состояние почаы и качество растительной продукции

5.1. Материалы вегетационных опытов. В лабораторных условиях иа 2-х видов осадков Пэтродворцовэй СА были приготовлены смеси: I- осадок флокулировакннй +торф переходный 2-

осадок флонулированный+-торф верховой И 25;1, 3- осадок флокули-рованный+торф верховой к. 49'/.. Смеси выдерживали 2 недели и вносили в 5л сосуды из расчета 80 т/га.Осадки, зола осадков, торф-40 т/га.Почва- легкосуглинистая, опесчаненая с рН 7.2. Первая

Изменение содержания подвижных форм тяжелые металлов в ¡¡¡табеле смеси ТЬвмда I

S

I

Сроки ком-постирова--ШЯ-

Экстракция 1н tiCf

Содержание в мр/я»

Ж

исходная

СЬвСЬ

0.5 месяца

I месяц

3 месяца

5 месяцев

0.5 месяца

0.5 месяца

I месяц

3 шсяца

5 ыесяфв

"Ж <л гь аа ш -ие$4ая ЗоНй ( ГЛуМШИИГ

та-

2/5.0 5 70.0 28.0 88.0 123.0 13.0

275.0 275.0 2/5.0 275.0 275.0 275.0 262.5 275.0 300.0

62.0 25.0

61.0 -

56.0 24.0

50.0 28.0 Hie стая зона

61.0 25.0

67.0 30.0

61.0 25.0

61.0 25.0

¿1.0 10/.0

91.0 II3.0

88.0 ИЗ. О

88.0 100.0 (верхняя)

88.0 III.О

8V.0 126.0

vl.0 II3.0

Л. О II3.0

12.0 14.0 13.0 13.0

13.0 13.0 1-1.0 14.0

дкетракция адетатна-иммпюДнйа раствором с рй^.6

175.0 S

150.0 150.0 150.0 150.0

I3/-.0 I3/.0 137.5

G8 67 63 65.0

67 61

65

66

6.1

4.5

6.6 4.Й 4.3

6.1

5.5 Ь.8

5.6

культура в сосудах- горох,выращенный до стадии массового цветения. Вторая - ячмень, убранный в стадии колошения. В процесса роста растения подкармливали Ir KCl и 1г АТн4/Го3 на сосуд. Внесение смесея, чистого осадка и золи осадка способствовали высокой обеспеченности почвы подвижным фосфором(25-32 мг/ЮОг PjjOg). Анализ изменения водно-физических свойств почвы под влиянием мелиоранта из ОСВ показал, что происходит повышение доли доступной влаги (ДВ), уманьшение оо'ъеиной массы (табл.2). По данным веъви десорбции водяного пара от относительной влажности P/PQ при +25°С была расчитаиа аффективная удельна: поверхность по методу Кутилэка, которая доказала существенный сдвиг в.сторону гидрофилизации поверхности твердой фазы почвы со смесью. Все это свидетельствовало об улучшении структурного состояния и водных условий почвы со смесью.

• Таблица 2

Водно-физические свойства почв

Обра- Удель-зец нал поверх-

Объем- Полная

ная иас- влаго-

са,г-см^ емкрсть 1ПВ),К

от мас-

сы

:!аименъ- Макси-шая вла- шальная гоемкость| гигрос-(HB)si от 1пическая

Относительное содержание,*

массы

влажность при адсорт 5иии,> 25q (МПЗ)

доступ ная вот.

дя(даг

труд-нодо-ступ-ная вол (

W

Поч- 8.27S 1.63 29.71 25.09 0.677 I& 273

ва-контроль

поч- 10.010 1.50 31.61 24.75 0.S22 20 174

ва+ смесь <80т/га)

* дз-. — х 100« х ТВ= -X 100«

Осадки, используемые в опыте, были обогащены подвижннми формами (In HCl) меди-2600, цинка-2750,хрома-6500 иг/кг. Анализ

урожал первой культур« показал луадоз развитие растений со смесью 8.Растения в сосудах с чистыми осадками, их золой и торфами отставали в росте, желтели. Содержание металлов в зеленой массе гороха но превышало ЦДК, но содержание меди и цинка повысилось по сравнению с контролем в 1.4-2.4 и 1.2-1.6 раза соответственно (3.45-6.08, 47.50-61.57 мг/кг сух.в-ва). Меньше металлов поступало в растения при использовании осадка флокули-рованного, очевидно, реагентная обработка делает его более фи-тотоксичным для растений. Анализ содержания металлов в различных органах второй культуры (ячмень) выявил, что заметного увеличения их в корнях, как органах наиболее подверженных воздействию, не наблюдалось, за исключением кадмия в варианте с реагент щщ осадком и его золой (тайл.3). Поступления Сп. в растения не происходило.

С целью изучения действия и последействия смесей на дерново-подзолистой почве разного механического состава(легкого и тяжелого) проведен опит оо вкопанными бездонными сосудами 30x30 см )Бардина, 1582). Смеси готовились из 2-х видов тор[>а и ОСВ Красносельской СА в соотношении 1:1 по массе: смесь 1-0СВ+ торф переходный сосново-пушкцввый Р.33^, смесь 2- ОСВ+торф низинный осоково-гипновый /128!*. Доза вносимой сиеси- 60 т/га, влажность-60*. 11овторность опыта на каждой почве- четырехкратная. Высевались последовательно в I год горох и овес, на следующий год- гречиха. Осадки были существенно загрязнены медью, цинком, кадмием: Си 2500, Хп 2600, Сс1 130 мг/кг в 1н НС£ .После I месяца выдерживания смесей содержание подвижных форм ме -таллов снизилось (с учетом разбавления ОСВ торгом в 2 раза в смеси) и стало: Си 675-674, Ъ 410-450, 84-16, С(И0-20 мг/кг в смесях I и 2 соответственно. Влияние переходного торфа было несколько сильнее, чем низинного. Добавка извести (10#) способствовала большему закреплению меди (236 мг/кг).Почва для опыта использовалась хорошо окультуренная, наиболее распространенная в пригородных хозяйотвах: рН(КС£) 7.0-7.3,А/"- ЛГ0а1.2-2.4, Р-Р^д

26.5, К-К^ 36.6-32.8 ыг/100г (оупесчаная и оуглиниотал). ЕНе-сение смесей не изменило агрохимические показатели ^^риантов оцюеа. В супесчаной почве в вариантах со смесыо появляется Сс(

Содержание тяжелых металлов в растениях ячменя

.Заразят опыта Зольность,%

кор-сте-коло ни бли сья

Содержание металла, мг/кг сухого вещества Hit_______СУ._Тп.

■SC

СсГ

кор-сте-коло- кор-с~с-:;олз-ци Оли сья аа <5 jus ■ сья

коп-сте-коло-на бла сья

зор-сто-коло- корня на бла сья

Контроль 9.8 ?

почва

Почва+торф 10.0 7 переходный Почва+торф 4.4 верховой

Почва+осадок 4.8

блокулирован. Почва+оездок реагентний лочва+смесь!

5.5

6.6

Почва+смесь2. 5.2

Почва+смесьЗ 5.5

Почва+зола 7.7 фдок. осадка

Почва+зола 10.I

pear.осадка

4 3.8 8 3.5 I 3.4 О 3.7 .6 3.7

5 3.4 .1 З.б .7 3.5 .9 3.5 .4 3.8

14.3 13.9 13.2 3.0 1.5

- 17.2 10.8 3.9 2.3 II.8 16.0 12.4 З.Э 1.3 10.3 II.9 II.4 8.S 2.5

9.0 II.2 3.0 2.3 20.С II.9 12.5 3.0 5.4 18.6 14.6 15.I 3.1 G.0

- I3.F 13.6 3.0 4.0 9.8 II.О 12.4 3.7 4.3

13.5 10.9 14.6 5.1 3.7

2.8 25.0 28.3 23.3 ¿02.3 29.6 31.9

2.9 46,8 17.5 24,6 5-'.5.9 97.1 22.5 1.0 31.3 8.9 22.7 - 72.9 20.7 6.2 44.1 24.4 39.1 228.0 59.0 33.1 О 3.0 29.5 25.6 26.4 540.9115.9 20.1 4.0

4.5 45.1 28.0 31.7 335.4 67.4 20.8 О 5.7 34.0 26.3 35.5 261.7 41.7 41.5 О 5.4 26.9 25.5 31.8 339.4 69.9 19.3 О 4.7 24.6 22.0 38.2 366.3 69.7 21.2 О

6.6 23.7 21.2 32.6 223.0 87.9 51.5 4.2

* 3 стеблях, колосьях не обнаружен

(табл.4). В обоих почвах повысилось содержанке Си BI.5-J.9 раза на супесчаной почве и в 1.2-1.4 раза на суглинистой по сравнению с контролем, но содержание всех металлов не превышало ПДК. На урожай зеленой массы гороха значительное влияние оказала спесь из переходного торфа ! отклонение от средней 66.ЗЯ на супесчаной и на 37.7* на суглинистой почве). Самое большое накопление металлов наблюдалось при использовании чистого осадка: Си-17.64,2п-31.2, Cct-0.5S, i/i-I3.bO мг/кг сух.в-ва. Хром в растениях не обнаружен. Действие торфа на снижение перехода метал-лоь из ОСВ во вторую культуру (овес) и третью (гречиха) не было замечено.Положительного влияния извести на умегьшениэ подвижности металлов установить не удалось в связи с исходной нейтральной реакцией почвы.

6.2. Материалы полевых опытов. В полевон опыте, заложенном СПб аграрным университетом, использовались смеси из ОСБ Красносельской СА. Смеси содержали (в 1н l!C;t): Gd-I6.5; Си-766; î.n-625; Ci-240; i,i,Pb-80;Mn-500, Hj-2 кг/кг.В опыте на дерново-подзолистой почве (рН 4.6 в КСС, Р206-3.4, К20-7.4 мгЛООг,tf' 0.29*0 изучалось действие и последействие смесей в дозах 20,

40 и 60 т/га на поступление тяжелых металлов в растительную продукцию: картофель, однолетние и многолетние травы (Бардина, 1991). t'a второй год делянки опыта делили на 2 чаоти и на одной из них смеси вносили повторно. Внесение смеси в первый год существенно не изменяло фосфорно-каяийный режим в почве, но давало достоверную прибавку урожая однолетних и многолетних трав при дозах 40 и СО т/га. В клубнях картофеля происходило накопление Си и Cl при повторном внесении смесей в дозах 40 и ЬСгг/га: Си 9.45,11.72; Сг 15.39,18.03' мг/кг сух.в-ва соответственно дозам.Заметного поступления металлов в аеленую массу однолетних и многолетних трав при внесении смесей не обнаружено.

5.3. Опыты в зеленом строительстве. С целью изучения применения смесей в качестве твердого мелиоранта при капитальном строительстве газонов проведен трехлетний микроделянбчный опыт на пылевато-суглинистой почве со снятым гумусным горизонтом (Бардина,1964). Почва имела агрохимические показатели: pH(KCt) 6.1, 1К-2.4 мг-экв/100г,К20-10.5 мг/Ю0г,Р205-следы. Смеси го-

Содержание подвижных форм тязе.шх металлов в почве

" Варианты опыта Сод ер^ааге Е МГ/КГ , 1н НС1

(Лпесчавая почва суглинистая почва

Си (Я 2п Со Л Мп Си 1в Со М Мп

I Коатроль-пэ'жз 12 0 35 4 10 260 15 18 6 II 240

2-"—«орф иизивныЗ 15 0 37 4 7 260 16 18 6 7 240

3-"—юаесь из виз-ного торфа 13 1.0 37 4 II 260 21 23 9 13 250

4 то ха+известь 16 0.8 40 2 14 260 19 20 8 II 250

5 вочва+осадок 27 1.0 ЗВ в 14 260 23 24 10 II 250

¿-"-♦•торф переход. 19 0 32 4 П 260 10 15 4 II 240

7-п-+с,!есь из переходного торфа 23 0.8 37 4 12 260 20 18 4 16 250

8 то известь 18 0.7 40 Э 8 • 260 16 25 9 13 25С

В суглинистой почве 01 яе обнаружен

товили из 0СВ(1^-64Х,рНСОЛ1б.5,Р20Б.-025,К20-б8 мг/100г, Са-1200, Си-4000,1п-3000 мг/кг) и тор}а Лрезарной заготовки древесно-тра-впного соотава( W-60?í, рН-4.6) в соотношении I:I.Cxeun опыта: 1-емесь 200 т/га+К, 2- смесь 400 т/га+2К, 3- сиесь 600 т/га+ЭК, 4- осадки 100 т/га+К, 5- смесь 200 т/га+2К, 6- осадки 300 т/га+ ЗК, 7- смесь 200 т/га+к'РК,8- смесь 400 т/га+2КРК, 9- смесь 600+ 3 КРК, Ю- II- 2ffaC, 12- 3 f/PK, 13- К, 14- 2К, I5-3K, 16-контроль.Травы высевались в дозе 40 кг/га. Подкормка половиной дозой минеральных удобрений проведена на второй год. Внесение смесей способствовало образованию в 20- см слое почвы комковатой структуры. Токсичность загрязняющих веществ можно оценивать по снижению урожайности, В опыте на всех вариантах наблюдалось увеличение урожайности трав. Самая большая масса трав получена о вариантов со смесями с минеральными удобрениями, особенно при дозе 600 т/га. При использовании осадка в дозе 300 т/га в первый год в растениях содержание цинка и кадмия превышало норму содержания для кормов по Ковальскому(1974)/табл.5/.Череэ 2 года освоения в траве содержание металлов составило: осадок ЗООт/га-}п 25, Си I мг/кг; смесь 600 т/га-2п 14, Си 0.8 мг/кг; Р4,Сг, • hí- не обнаружены. Следовательно, добавление торфа позволяет использовать большие дозы осадков и способствует снижению накопления металлов в растениях, что также необходимо учитывать при рекультивации земель.

Таблица 5

Содержание металлов в траве первого года освоения

№ Вариант Зольность, Содержание в мг/кг

опыта J*

Ctl

№ *п Си Мп

I Контроль 12.98 1.10 23.78 0 16.21 149.15

2 Осадок 100+

11.74 1.50 34.35 0.60 14.94 95.59

3 Осадок 200+

11.75 1.0 53.55 - 7.21 98.66

4 Осадок 300+

10.83 0.70 67.96 1.06 9.90 99.70

5 Смесь 200+

«Ш II.72 1.10 56.28 0.77 12.14 155.60

6 Смесь400+

2 VPK 12.99 1.40 55.93 0.70 8.39 156.61

7 Смесь 600+

3 tfPK 12.0 3.0 57.14 о.ео 6.03 III.28

Для изучения влияния больших доз TopJiooiiJüjft совместно с и известью в зеленом строительстве проведен ишсроделяночный опыт о рекультивированной почвой (Бардина,1983). ¡1очаа-среднеподзо-листая, лекгосуглинистая: pH(ICCt) 4.2,hí-ft'Og 0.55,f<- Wí^ I.ü, Р2°Ь~°> Кг0"2-5 мг/IOOr, С-0.425<. Смесь характеризовалась:^ 51.1%, зольность-28.4%, рП(КСИ-7.4,1К-17-2 мг-якв/100г,/V-Л'03 400, Р-Р^О^ 320, К-К^О 68 мг/100г. Схема опыта: I- почва(контроль), 2- почва+//РК, 3- то же+известь, 4- почва+смесь 100 т/га, 5- "-"+/VPK, б- то же+известь, 7- почва+смесь 200 т/га, 8-"-"+ УРК, 9- то же+известь, Ю- почва+смесь 400 т/га, II- "-"+Л'РК, 12-то же+известь. Известь добавлялась в дозе Ь т/га. Высевали травы 120 кг/га: мятлик луговой, овсяница красная, рейграс пастбищный. иовторность опыта- пятикратная! одна без трав). Внесение мелиоранта в дозе 400 т/га улучшило структуру и агрохимическую характеристику почвы, признаков угнетения растений с внесением смесей не наблюдалось. Самыми урожайными были делянки о дозой 400 т/га+кШ. На делянках о дозами 100,200 и 400 т/га увеличилось по оравнению о контролем содержание металлов(табл.б)

Таблица 6

Содержание подвижных форм металлов в почие опыта

Вариант, опыта

Содержание металлов в 1н HCÍ

Мп Си

1п

Cd

Ci

1 Контроль

2 WPK

3 WPK+известь

4 Смесь 100т/га

5 "-"+tfPK

6 то же+известь

7 Смесь ЗООт/га b -"-+ КРК

9 то же+известь

10 Смеоь 400т/га

11 -"-+ YPK

12 то же+известь

46.0 36.075.0 40.0 53.0 100.0 113.0 45.0 68.0 54.0 60.0

4.0 5.0 4.0 12.0 8.0 7.0 16.0 16.0 20.0 37.0 32.0 32.0

5.0 5.0 7.0 17.0 17.0 16.0 17.0 17.0 17.0 32.0 40.0 32.0

0.5 0.6 0.5 0.9 0.7

1.3 1.0 1.0

1.1

2.4

2.2 2.2

28.0 21.0 25.0 43.0 39.0 22.0 56.0 30.0 ЗЬ.О 39.0 35.0 35.0

16.5 16.0 20.0 33.0 25.0 21.5 43.0 26.5 25.0 29.0 26.0 20.5

Поступление металлов в вариантах о ОСВ в растениях двух укосов было незначительным по сравненню с контролем, за исключением Ccl: I.12 мг/кг -I укос, 0.44 мг/кг- 2 укос. В зеленой массе содержание металлов было в норме (Ковальский,1974; Vníoo ,1982). На полевом опыте, расположенном рядом, при сравнении уралал зеленой массы многолетних трав за 2 укоса и накоплению мочковатых корней их была установлена высокая эффективность смесей в дозах 100 т/га и особенно 200 т/га(сухая масса 37.7 и 71.7 ц/га, масса корней 4.5 и 4.0 т/га), при меньшей еффективности осадка в дозах 50 и 100 т/га (масса травы 7.4 и 29.4 ц/га, касса корней 3.0 и 4.7 т/га) и дерновой земли (ы&ооа травы 7.5 ц/га, маооа корней 5.2 т/га).

Ьыло проведено комплексное вкологическое обследование городских почв Красносельского района СПб, где при озеленении применялись смеси га ОСВ и торфа (Бардина,1991,1992). Бактериоло-ческий и гельминтологический анализ не выявил загрязнений, связанных с ОСВ. Ciieси, вносимые в почву, содержали: Pfc-740, Си.-425, in-I00, Í/1-95, Сг-553, А9-З.6, jt-I93, И-0.96 мг/кг. Определялось содержание в почве 28 металлов, а также A¿. Содержание их hj превышало ГЩК, принятые у нас и в Германии (табл.7). Исключение составил свинец, что объясняется влиянием транспорта. Почвы всех объектов (8 адресов) по суммарному показателю загрязнения металлами (16 металлов) относятся х категории почв с допустимым, уровнем загрязнения (í.c«I6), рассчитанным по методическим указаниям Минздрава (1967) и Министерства охраны окружающей среды( 1992).

В главе 6 "Социально-экологическая значимость применения осадка сточных род" указывается, что основной целью использования ОСВ в качестве молиоранта является улучшение вкологичео-кой обстановки в района расположения СА. Смеси служат дополнительным ресурсом к дерновой земле и удобрениям в зеленом строительстве.

Таблшш ?

Содераание хишческшс элементов £ городских почвах

¡Лесто отбора цроб

Глубина отбора,см

Содержание в шу'г,г

ii

Си

ъ

Ai

н9

JA in

Ь

Ct

Объекты 03ô-лзнондя со сивсью

0-5 5-20

заг-ш зо-5о 127 42

50-150 12-15 0.1)5-0.56 20-50 2-10 150-400 20-50 69 U .24 34 4.7 331 42.5

28-268 30-100 70-300 13-19 0.04-0,61 ЗО-оО 3-20 150-300 20-50 IE ш i¿ü u.kL TI 7ПсГ "7Й 3577

Сродное содераание в почве С по Вансградону)

10

20-

ЦДК, принятые в Германии 100 I0U ПЖ, принятые в России(1992) з2 23

50

300

5 20

0.01 40 10

2.0 _ Ь0 ЬО

S5 15,10 1.0, 1.0 ЗЬ

¿00 200

300 100 100

Примечание: I. В числпхле- кинппальное и иасситльное содержание, в знаиевателе-среднее содержание. 2. х- для суглинистых и песчгшл почв.

швода

1. Проведенные исследования и анализ литературы показывают эффективность использования осадков в качестве мелиоранта почв, и органического удобрения. Выяокое содержание в ОСВ крупных городов тяжелых металлов является главным лимитирующим фактором в использовании их в качестве органического удобрения в сельском хозяйстве.

2. Добавление торфа к осадкам (1:1 по массе) с последующим компостированием смесей устраняет неприятный запах осадка, снижает подвижность тяжелых металлов в готовом удобрении,повышает агроз кологичесную эффективность их, упрощает технологию «я применения и резко снижает или полностью устраняет биологическую загрязненность( патогенная микрофлора, жизнеспособные яйца гельминтов).

3. Выявлена способность разных видов торфов к частичному необменному поглощению тяжелых металлов, содержащихся в ОСЫ, что позволяет применять торфосмеси особенно совместно с известью без нарушения норм ПДК содержания тяжелых металлов в растениеводческой продукции.

4. По степени прочности поглощения торфом металлов-нами получен следующий убывающий рад: "Са*-Со-*-Мл.

Ь. В вегетационных, полевых недельных и полевых опытах установлена высокая агрономическая эффективность смесей из СЮВ и торфа, превосходящая е^фективность чистых осадков. При атом загрязнение почв и возделываемых культур подвижными формами тяжелых металлов сокращалось по сравнению с применением чистых осадкор.

6. Установлено, что внесение смесей из ОСВ о торфом в соотношении 1:1 по массе, содержащих С<1 16.5; 1п 825; Си 7Ь6", VI, 80; Сг 240; Ып 500 мг/кг (в 1н НСО.в количестве до 80 т/га при однократном внесении * до 160 т/га при повторном внесении на дерново-подволистых почвах среднего механического состава не вызывает заметного загрязнения растительной массы ( клубней картофеля, однолетних и многолетних трав). Между

нормой внесения cuece;! и содержанием металлов в растениеводческой продукции нет прямой зависимости.

7. Применение смесей ОСВ с торфом улучшает водно-физические свойства почв: увеличивается эффективная поверхность, доля доступной влаги, уменьшается объемная масса. Использование ОСВ обогащает почву органическим веществом, азотом, фосфором, уЕэличивает емкость натионного поглощения.

8. Применение высоких доз смесей ( от 100 до 400 т/га), содержащих тяжелые металлы Са 1200, Pé 300, Си 4000, in 3000 мг/кг в зеленом строительстве не вызывает угнетения растений. Оптимальной является доза 200 т/га. Эта дозировка может быть рекомендована для коренного улучшения деградированных почв новостроек, если она не »:аи-вает увеличения тяжелых металлов в почвах сверх ЦЦК.

9. Использование смесей из ОСВ СПб и торфа в соответствии с "Рекомендациями по использованию осадков городских сточных вод в зеленом строительстве я сельском хоэяйстве"(1987) на вызывает накопления тяжелых металлов в почвах сверх допустимых количеств.

10.Из металлов, представляющих вероятность загрязнения продукции сверх ЦЦК при использовании ОСВ в качестве удобрения, следует указать кадмий,цинк, никель.

ПРВДОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Осадки коммунальных стоков с небольших СА города и пригородов в смеси с торгом 1:1 по массе, содержащие тяжелые металлы в количествах не представляющих опасного загрязнения почв сверх существующих ГЩК, могут быть использованы в зеленом строительстве для озеленения транспортных магистралей,территорий вдоль ЛЗП, в лесном хозяйстве в лесопитомниках, а также в севооборотах с преобладанием технических культур, кормовых трав.

2. Согласно данным полевых опытов, разовые дозы смеси ОСВ с торфом ( содержание тяжелых металлов в смеси в 1н НС£: Gel 16.Ь; Си 766; Сх 270; A/i, Н ЙО; Мп 500; Пу 2 мг/кг) под

сельскэхозяйственные культуры (кормовые травы, картофель, технические культуры) могут быть не более 80т/га.

3. Для приготовления счесеК из ОСЗ и торфа рекомендуется использовать торф низкой степени разложения, так как последний лучше удерживает металлы, сн»жая их доступность растениям.

4. Для приготовления удобрения (мелиорантов)из ОСВ необходимо использовать осадки слабо загрязненные тяжелыми металлами. действующие региональные ТУ 10 Кб 66-5-93 на компосты из ОСВ допускают содержание тяжелых металлов в них не более: СЛ-Б, Со-60, Нд-2, /Л - 150, Р6-50, Ал-2, Си- 150,Ь-500, С1-500, Мп-1000 ,Г-100 мг/кг сухого вещества.

5. Применение ОСВ должно сопровождаться периодическим контролем оа содержанием тяжелых металлов в почвах и растениях. При достижении уровня ПДК хотя бы по одному ркологическому показатели, применение мелиоранта на основа ОСВ прекращается.

6. При расчете экономической эффективности применения мелиорантов на основе ОСВ необходимо учитывать природоохранное значение данного мероприятия. Осадки должны вывозиться на поля за счет основной деятельности коммунальных служб, если поля находятся от очистных сооружений на расстоянии меньшем,чем места официально отведенные для длительного складирования нлов. Хозяйства возмещают "Водоканалу" стоимость торфа, используемого для приготовления смесей, затраты на их приготовление и перовоэку торфа в состаЕв смесей от места приготовления смеси дп тля. Утилизация ОСВ в качестве мелиоранта почвы позволяет

в опрелепенной мэре решить проблему дефицита органического удо-Чркчпт в зеленом строительстве и сельском хозяйстве и несколько у.ч-у»ичт!, пкологичлсяуи обстановку в городах.

Список работ опублиновашшх по тог/о дносортации

1. Очистка городских сточних вод и обоснованно возмоаюоти использования осадков п качество удоброния.-В кн.:Опит очистки стоков и вибросов проиишлошшх и яилищних комплексов и охрана окружающей среди Л. ,1977.-С. 49-52(в соавторства).

2. О содержании тпашк моталлоп в удобрениях из осадков городских сточних сод и факторах сниюшл их токсичности в почв о. -II. тр. ШИИТП. 'Ж .,1278., Л.-С. 114-110.

3.0.приготовлении удобрений на осново торХ^ и осадков городских сточных вод.-II.тр. ,К43.,Л,1979.-С.15-22(в соавторстве).

4. Вдияниа торфа и мпюралышх добавок на уменьшение под- . пиашости тякслих металлов в торфосмссях.Н.тр.В1ШТ11Д>18, ,Л., 1902.-С.160-160(в соавторство).

5. Об опыте использования торфоилових'удобрений на объектах зелоиого строительства.-Тр.БНИИТИ. ,1:61.,Л., 1983,-С.1-37-143 (в соавторство).

0. Загрязнение почв тяаелими металлами.-В кн.¡Проблемы охрани ирнродц в почорноземной зопо в связи с интансифштцией сельскохозяйственного производства.-1'озиси докладов научной коп-форопции.Вып .2,Брянск, 1903.-С. 170-100(в соавторство).

7. Использовалио осадков сточних вод для рекультивации за-моль //Зс[лледо;ша.-1904.,;Я.-С.42^13( п соавторство).

0. О половом компоотировапии торцоиловых удоброний //Торфяная иромшлвшюсть .-1981 ,-)'б .-С.9-11 (в ооавторотве).

9. Исследовапио производства и способы применения удобрений но осново торфа ¡1 осадков сточных вод Ленинграда /Деорпя действия физиологически аитивннх веществ.-Днепропетровск.-Т.0.-19 -О,146-151{в соавторство).

10. Эффективность торфоиловых удобрений //Торфяная пропышла-1ШОСть.-198С.-Ш.-0.13-15(п соавторство).

11.Мотодико контроля антропогенного загрязнения городски:: почв //Совромен.шо методы околого-геогршГ'Ичооких исследований.-Л.,1990.-С.21-23(в соавторство).

12.Влияние удобрений из осадков сточних вод на урожайность и лачсотЕО оольстохозлНотвонной продукции //Почвешшо ресурсы

Ленинградской области. Проблемы оптимизации использования, охрани. Научно-производственная конференция.-JI.,1991.-С. 18-20. (в соавторство)

13. Особенности озеленения городов и посалков в КОШ ССР //Освоение Севера и проблема рекультивации.-Сыктывкар,1991,-С.20-21.

14. Экологическая оценка почв сельскохозяйственных угодий и качество растениеводческой'продукции //Эхологичоскио проблемы сельскохозяйственного производства и пути их решения.-Л.,1991;-С.10-12(в соавторстве).

15. Агрохимическая и экологическая характеристика почв садов и парков Ленинграда/УЛесоводство, Лесные культуры и почвоведение.-Л. ,I99I.-C.H2-II7( в соавторстве).

IG. Методические аспекты оценки загрязнения городских пота // Система мотодов изучения почвенного покрова, деградации под влиянием химзогрязпения. Почв, институт,М.,1992.-С.49-53(в соавторстве).

17. Special charocterietit« of greener*. in the towns and villa_ gos in the Comi Republic //The revelopmont of the Hoth end problem of reoultivatin. International conference Sylctyv-car JulI 8-14 ,1991. By the polar research center. The Ohio State Univereltl Columbue Ш.О.- 1991.- P. 120-129.

10. Влияние твердых смесеЯ вз ооацксв сточных вод на повы-шание плодородия городских пота//Вопросы агрофизики при воспроизводстве плодородия пота/Тезисы докладов.-СПб, IS94.-C. 4-5(в соавторстЕо).