Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агроэкологические основы использования биотермически переработанных твердых бытовых отходов для повышения плодородия кислых почв

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Агроэкологические основы использования биотермически переработанных твердых бытовых отходов для повышения плодородия кислых почв"

На правах рукописи

ВИТКОВСКАЯ Светлана Г-шепьеина

АГРОЗКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПИОТЕРМИЧЕСКИ ПЕРЕРАБОТАННЫХ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ КИСЛЫХ ПОЧВ

Специальность 06.01.03 - агропочвоведелие, агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученом степени доктора биологических наук

Сан кт-Г 1етер5ург 2006

Работа выполнена и I IIУ ордена Трудового Красного Знамени Агрофизическом научно-исследовательском институте 1'оссельхозакадемнп

11 а у • 111 ы и кон су л ы ¡ип:

доктор бнОЛО!ичсских наук, профессор Дрпчко Владимир «Федорович

Официальные оппоненты: доктор биологических паук

Знсрспа Татьяна Симоновна

доктор сельскохозийс! веппых паук, профессор Воробейков Геннадии Александропич

доктор биологических наук Богданов Владимир Леонидович

Ведушаи организации: Государственное научное учреждение

Всероссийский научно-исследовательский, конструкторский и проектпо-технологический институт органических удобрении и торфа (ГНУ ВПИПТИОУ)

\

Чащта диссертации состои тся « 2006 года н ^ ^ ч. """"мин.

на заседании диссертационного совета Д 000.001.01 в Агрофизическом научно-исследовательском институте по адресу: 1У5220, Санкт-Петербург, Гражданский пр. д.М.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Агрофизического научно-исследовательского ипсти тута

Отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовом печатью учреждения, просим направлять по адресу:

195220, г. Санкт-Петербург, Гражданский пр., д.14, АФИ

Автореферат разослан «2Д »{Х^ 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного сове та

доктор биологических паук, профессор

Архипов М.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема управления твердыми битовыми отходами (ТБО) в последние десятилетия является глобальной экологической проблемой. Ежегодно на планете образуются миллионы тони ТБО, во вторичный оборот включается не более 4%. Подавляющее количество отходов продолжают вывозить на свалки (полигоны) (Шубов Л.Я. и др., 1998; Абрамов Н.Ф., Юдин АЛ"., 1999; Беньямовский Д.Н., 1994). На государственном и международном уровнях ведутся дискуссии о выборе экономически выгодных и экологически целесообразных стратегиях обращения с отходами.

Существующие технологии биотермической переработки ТБО позволяют получить компост, по физико-химическим свойствам и теплотворной способности близкий к традиционным органическим удобрениям. Исследования (Ду-депков С.И. и др., 1984.; .Цуркан М.А. и др., 1989; . 8епа\уШ1и^ С., Ноно1,4., Ватияо 11!. 1996) свидетельствуют, что использование компоста нз ТБО улучшает агрофизические и биологические свойства ночнм, почвенную структуру, уменьшает эрозию, увеличивает влатудерживающую способность.

За последние десятилетия в Нечерноземной зоне РФ резко сократилось количество вносимых органических удобрений, и темпы потерь гумуса в почвах составили 0,5-1,7 т/га в год. В связи с этим актуальна проблема поло-жительпот баланса органического вещества и почве и поддержания плодородия почв (Органические удобрения....,1984; Выполнение «Федеральной комплексной программы.....»,2000).

Паши исследования показывают, что компост из ТБО обладает длительным нейтрализующим действием на почвенную кислотность (Витковская СП., Дричко В.Ф., 2002).. В настоящее время это особенно актуально, так как в последние годы площади известкования в России сократились в 15-20 раз (')ко-лого-экопомические основы......2000).

Компост из ТБО не находит широкого применения в агросфере из-за повышенных концентраций некоторых тяжелых металлов и наличия балластных включений. Решение проблем улучшения качества компоста и снижения экологического риска при его использовании включает в себя следующие основные задачи: введение селективного сбора ТБО, усовершенствование технологии производства компоста, нормирование поступления примесных элементом в почву и контрольные мероприятия!

Включение максимально возможного количества ТБО и биологический круговорот путем использования в агросфере позволит регулировать антропогенные потоки веществ, снизить уровень негативного воздействия продуктов трансформации отходов на экосистемы и управлять плодородием кислых, почв.

Однако при включении отходов в биологический круговорот происходит комплексное воздействие на экосистему; изменяется элементный состав системы почва - почвенный раствор — растение. Изменение элементного состава происходит на протяжении всего периода минерализации отходов. В связи с этим актуальны исследования, направленные на прогнозирование экологических последс твий использования переработанных ТБО. >

Для оценки изменения состояния агроэкосистем в процессе изаимодейсг-ния биогермическн переработанных TRO с ночной необходимо получение кинетических характеристик трансформации органическою вещества обходов п распределения проду ктов их трансформации но компартментам агроценоза.

Цель работы. Лгроэкологическое обоснование использования биотер-мйчсски переработанных твердых бытовых отходов для повышения плодородия кислых ночи.

Задачи исследовании:

1. Выявить преимущества биотерм ичсской переработки ТБО по сравнению с другими широко используемыми методами обезвреживания отходов (вы. 'во-» на свалки, сжигание).

2. Дать агроэкологическую оценку компоста из твердых бытовых отходов.

.3. Обосновать подходы к нормированию и контролю содержания тяжёлых металлов в почве при использовании биотермически переработанных ТБО для повышения плодородия почв.

4. Оценить возможности использования компоста и» ТБО в качестве мелиоранта кислых почв.

5. Изучить влияние компоста из ТБО при использовании его в качестве органического удобрения на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы, рост, развитие и химический состав растений.

6. Изучить закономерности формирования урожая и изменения химического состава растений при использовании компоста из ТБО в качестве компонента питательных субстратов.

7. Изучить закономерности распределения тяжелых металлов в системе компост из ТБО — почва — растение.

8. Получить кинетические характеристики трансформации органического вещества компоста из ТБО.

У. Изучить динамику подвижных соединений химических элементов в процессе трансформации органического вещества компоста из Т)Ю. 10. Установить зависимость перехода тяжелых металлов, содержащихся в компосте из ТБО, в раствор от рП экстрагспта.

Паучнан новизна исслслиианим. Показано, ч то захоронение ТБО, а 'также уничтожение их при сжигании можно рассматривать как существенный фактор антропогенного воздействия на глобальные циклы элементов (углерод, азот, фосфор) п биосфере. Полученные в работе сведения и закономерности распределения химических элементов в системе компост из ТБО - почва -растение дополняют имеющуюся информацию о процессах трансформации ор-гапосодержащих веществ в почвах. Впервые получены кинетические характеристики экологического состояния агроценоза при использовании биотермически переработанных ТБО в качестве органического удобрения и мелиоранта кислых почв. Впервые установлено, что нейтрализующее действие компоста на почвенную кислотность более продолжительно, чем при использовании из-

вестняковой муки. Доказано, что свежий компост оказывает более продолжительное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур и вынос био-фильных элементов растениями, чем компост, прошедший стадию дозревания в штабелях или использованный в качестве биотоплива. Сформулированы возможные: причины фитотоксичности свежего компоста. Предложен коэффициент, позволяющий .исключить влияние видовых особенностей растений па оценку изменения биодоступпости химических элементов п процессе трансформации мелиорантов в почве. Выявлены причины низкого уровня.биодос-туппости тяжелых металлов н системе компост из ТБО — почва — растение. Ппсрмыс установлена зависимость перехода тяжелых металлов н системе компост из ТБО - раствор от р11 экстрагента.

11р;1К111'1сс1спи зиачнмосп. работы. Результаты исследований могут бы п. использованы: I. При выборе стратегии управления отходами на государе!венном и региональном уровнях. 2. Мри разработке технологий п.рекомендации по использованию компоста из ТБО в качестве органического удобрения и мелиоранта кислых почв, а также в качестве основного ингредиента при производстве оришо-минеральпых удобрений и питательных субстратов и грунтов. 3. .При оценке.экологического риска,.связанного с использованием компоста из ТБО.

На основании проведенных исследований разработаны «Технические условия» на компост из ТБО, вырабатываемый на Санкт-Петербургских заводах ГУН «Завод МГ1БО-2» и ЗЛО «Опытный завод М11БО».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Процесс трансформации орг анической фракции ТБО является одним из основных -факторов . опасности на свалках, полигонах и прилегающих к ним территориях. . , .

2. Иозират биотсрмически переработанных ТБО в сельскохозяйственные и городские земли является одним из активных элементов замыкания биологического круговорота веществ.

3. При использовании компоста из ТБО в качестве удобрения и мелиоранта кислых ночи улучшаются агрохимические и агрофизические свойства почв, возрастает урожайность сельскохозяйственных культур.

4. Тяжелые металлы, поступающие в почву с компосюм, длительное время находятся в труднодоступных для растений формах.

5. Нормированное использование компоста в качестве органического удобрения и мелиоранта пе приводит к загрязнению почв и урожая.тяжелыми металлами. Использование компоста из ТБО,. производимого на .Санкт-Петербургских заводах МПБО, должно быть ограничено в первую очередь из-за повышенных концентраций РЬ, 7м и Си.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены на: межвузовской научно-практической конференции "Биология и эколог ия » системе современного педагогического образования", Санкт-Петербург-Ставрополь,

1994; Всесоюзной научной конференции "Научные осноны ведения агронро-мышленного производства в условиях крупных радиационных аварий», Об-шшск, 1998; седьмой ежегодной научной конференции "XXI век: молодежь, образование, экология, ноосфера"; СПб, 1999; третьем международном коллоквиуме "Поленые эксперименты для устойчивого земледелия", СНГ», 1999; I'iHIi International Symposium ami Inhibition on linvironinental Contamination in Central and I'.astern liuiopc., Prague 2000; Международной научной конференции «Современные проблемы органической химии, экологии и биотехнологии», КГУ, Луга. 2001; международной научно-практической 'конференции «Лфофизика XXI века» (к 70-летию образования Агрофизического института) СПб, 2002; международном симпозиуме «Экологические и технологические вопросы производства и использования органических и органоминеральпых удобрений на основе осадков сточных вод и твердых бытовых отходов». Владимир, 2003; VI съезде Докучаевского общества почвоведов, Новосибирск, 2004; научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЛУ (1994, 1995, 1998, 2005 гг.).

По результатам исследований опубликовано 28 научных работ.

Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит нч введения, 8 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа изложена на 249 стр. компьютерного текста, содержит 66 таблиц и 34 рисунка. Список литературы включает 292 источника, из которых 57 принадлежат зарубежным авторам.

СОДЕРЖАНИЕ РАКОТЫ

ГЛАНД I. Решение проблемы управления твердыми бытовыми отходами как необходимое условие устойчивого развит ии

Представлен аналитический обзор литературы по проблеме обращения с TIJO и изменению качества окружающей среды при различных методах обезвреживания отходов.

1.1. Общемировая проблема управлении тпердмми бы товыми от ходами

Важным компонентом стратегии устойчивого разви тия является решение проблемы управления ТБО. К 2005 г. мировой годовой объем ТБО должен был возрасти до 520-617 млн. т (оценка проведена на основании данных (Минько О.И., Лифшиц А.В., 1992; Алексеев C.IO. и др., 1997; Саеки Юзо, 1996)). Следствием образования отходов является безвозвратное изъятие из естественного биологического круговорота огромного количества органических и минеральных веществ. Важным условием сохранения экосистем и устойчивом состоянии является изыскание возможностей уменьшения негативного воздействии отходов па окружающую среду и повышения степени их использования как сырьевого ресурса. Один из путей частичной рецнклнзации

органических отходов - использование их для поддержания плодородия ночи. Возврат переработанных ТБО в сельскохозяйственные и городские земли является одним из активных элементов замыкания круговорота веществ.

1.2. Оценка изменения качества окружающей среды при различных методах удалении твердых бытовых отходов 1.2.1. Изменение качест ва окружающей среды при захоронении Т1>0 на

полигонах и свалках

К 2005 году на Земле площадь, занимаемая свалками, должна была составить 940 тыс. га, а отчуждаемая ими территория - 9 млн. 400 тыс. га (оценка проведена па основании данных (Амосов Д.Л. и др., 2000; Мелкумов Ю.Л., 1998; Лстрецов U.M. и др., 1998)). 13 зону воздействия тела полигона (свалки) попадает геологическая среда, подземные воды, воздушная среда, а также поверхностные воды, донные отложения, почвенный и растительный покров прилегающих территорий. Складирование и захоронение отходов приводи!' к концентрированию химических веществ в окружающей среде и формированию мелкоконтурных полиэлементпых геохимических аномалий.

1.2.1.1. Свалки представляют собой источник загризнснии приземного слон

атмосферы

В разделе рассматривается процесс образования и состав биогаза на свалках (полигонах). Но оценке (Федоров М.П., Прохорова Л .Р., 1997) со свалок земного шара ежегодно выбрасывается в атмосферу 30 - 70 млн. т биогаза. Показано, что процесс анаэробного разложения органической фракции является основным фактором загрязнения атмосферного воздуха при захоронении ТБО.

1.2.1.2. Свалки воздействуют на геологическую среду

Обобщение имеющихся литературных данных позволяет предположить, что одним из основных факторов дестабилизации геоэкологической обстановки . на свалках, полигонах и прилегающих к ним территориях является процесс трансформации органической фракции ТБО и распределение продуктов трансформации по компартментам техногенной экосистемы. Захоронение оргпно-содержащих отходов приводит к следующим последствиям:

1. В теле свалки, по сравнению с естественными экосистемами в десятки раз увеличивается период полураспада .органического вещества. По оценке (Панцхава B.C. и др, 1998) он составляет 30 - 60 лет.

2. Трансформация органической фракции ТБО приводит к изменению окислительно-восстановительных условий в свалочных массах, при этом увеличивается подвижность химических элементов, т» том числе и токсичных. Высокое содержание водорастворимых веществ , в органических отходах и способность органических соединений к комплексообразованию является одной из основных причин силыюго загрязнения фильтрата.

.1. Разложение органических отходов сопровождается развитием патогенной микрофлоры. Известно, (ВПкеуу.чк! 1$. е! а1., 1990; Ллборон И.Д., Степанова С.П., 2002) 'по 'ПЮ могут являться источником инфекционного заражения (бактериальная эмиссия).

1.2.1.3. Захоронение ТБО как один из факторов антропогенном» воздействии на глобальные циклы элементов н биосфере

11о нашим оценкам, представленным ниже, захоронение твердых бытовых отходов, .а также уничтожение их при сжигании можно рассматривать как один из существенных факторов антропогенного воздействия на глобальные циклы элементов в биосфере. Для количественной оценки изъятия отдельных биофильных элементов из биологического круговорота при захоронении их па свалках (полигонах) мы использовали данные по химическому составу ТБО ■для средней климатической зоны, представленные в работе (Игнатович II.И., Рыбальскнй И.Г., 1998). Расчет проводили по следующей формуле:

М- т (100- У)Сп/ 10000,

где М "— количество биофильного элемента, поступающее-на свалки, млн. т /год; т - количество захораниваемых 'ГБО, млн. т /год; V - влажность ТБО, %; Сп - содержание биофильного элемента в ТБО, % па сухое вещество.

Для расчета использовали также данные о продукция органического вещества биосферы и содержании биофильных элементов в живом веществе (Акимова Т.Л., Хаскип В.В., 2000).

По нашим оценкам, в настоящее время на свалки поступает от 64 до 108 млн. т углерода. Количество захораниваемого углерода составляет до 0,3% от биопродукции биосферы (по углероду) и равно 2,6-4,3% от ежегодного поступления его в почву с растительными остатками. В работе (Минько О.И., Лифшиц А.Б., 1992) показано, что по порядку величины количество С, ежегодно поступающее на свалки, соответствует количеству, поступающему в донные океанические осадки или притекающему в биосферу из глубинных слоев планеты в виде СОг и углеводородных газов и составляющему 100-200 млн. т/год. |

На свалки но нашим оценкам ежегодно поступает 2,1-5,3 млн. т азота. Сравнение этих величии с данными (Орлов Д.С. и др., 2002) о размерах биогенного и техногенного связывания азота в биосфере показывает, ч то количество ежегодно поступающего па свалки азота составляет: до 0,8% от ежегодной биопродукции биосферы по азоту; до 10% от содержания азота в ежегодно производимых удобрениях; до 15 % от количества азота, ежегодно фиксируемого бобовыми в сельском хозяйстве; до 15 % от количества азота, ежегодно связываемого в мировом океане.

Таким образом, свалки (полигоны) ТБО можно рассматривать как антропогенные концентраторы азота и долговременный источник поступления его в окружающую среду.

Ежегодно в мире на свалках захоранивается 0,5 — 1 млн. т фосфора. Г>га величина в пределах погрешности оценок сопоставима с данными (Орлов Д.С. и др, 2002) о внесение фосфора с минеральными удобрениями. По нашим оценкам, количеством фосфора, ежегодно поступающее па свалки составляет до 2/1% от поступления этого элемента н биомассу биосферы.

1.2.2. Изменение качества окружающей среды при термическом обезвреживании твердых бытовых отходов (сжигании}

В разделе рассматриваются преимущества и недостатки термического метода обезвреживания ТБО. На основании литературных данных (Геохимия.......

1990; Абалкина И.Л., 1992; Крельман Э.Б., 1993; Современные методы...;.., 1995; Левииский Ю.В. и др., 1997; Игнатович П.И., Рыбальский 11.Г., 1998; Дубииская Ф. П., 1998;' Юфит С.С., 1999; Исидоров В.А., 1999; и др.) сформулированы экологические последствия сжигания отходов: ■

1. При сжигании I т ТБО образуется 25-50 кг летучей золы и 0,25-0,4 т Шлаков, концентрация ТМ в которых может в десятки раз превосходить концентрацию в исходных ТБО и в сотни раз — концентрацию в литосфере.

2. При сжигании 1 т ТБО в атмосферу выбрасывается от 0,6 до 0,75 т отходящих газов. ■.'■'■

3. При сжигании Гг ТБО в атмосферу выбрасывается до 0,3 т углерода.

4. Совместное сжигание оргапоеодержащих веществ и неорганических хлоридов приводи!' к синтезу полнхлорированных дибепзо-п-дпоксипов (11ХДД) и дибепзофурапов (ПХДФ).

5. Даже при самых современных системах газоочистки часть летучих' ТМ выбрасывается в атмосферу. Мусоросжигательные заводы (МСЗ) могут быть источником поступления в окружающую среду Ilg, Zn, Cd,' Sb,'à также значительных количеств As и Sn.

6. Вокруг МСЗ создается зона загрязнения в радиусе от 1,5 км, а при многолетней работе МСЗ - до 30 км.

1.2.3. Изменение качества окружающем среды при механизированной переработке твердых бытовых отходов

Показано, что па сегодняшний день из широко применяемых методов обезвреживания ТБО метод биотермической переработки является самым экологически чистым. Биотермические методы переработки Позволяют превращать самую реакционно-способную часть ТБО — органосодержащне вещества в компост, использование которого для повышения плодородия Почв решает следующие экологические проблемы: а) снижение негативного воздействия на окружающую среду продуктов трансформации па свалках и политопах пли сжигания органосодержащей фракции ТБО; б) возвращение органических и минеральных веществ в биологический круговорот; в) снижение эпидемиологической опасности ТБО. • : • '

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований

2.1. Мнкронолсион oui.гг I

Изучали динамику агрохимических свойств кислой дер ново-подзол нотой супесчаной почвы, рост, развитие и химический состав растении при использовании компоста из ТБО в качестве органического удобрения и мелиоранта. Опыт проводили в течение 1998-2001 гг. в полиэтиленовых сосудах без дна (масса почвы - 5,5 кг, высота сосуда 20 см). Сосуды были помещены в траншею и засыпаны почвой на высоту 19 см. Повторность 4-кратпая. Схема опыта: 1. Контроль (известкование по 0,25 Нг, известняковая мука, 93,2% д. в.); 2. Свежий компост из ТБО; 3. Компост из ТБО годичной выдержки; 4. Компост из ТБО после использования в качестве биотоплива для теплиц; 5. Компост из осадка сточных вод (ОСВ) (смесь годичной выдержки в соотношении торф: древесные отходы: ОСВ - 0,75:0,25:1). Дозы внесения ком постов (табл. I ) -30 г, сухой массы на кг почвы. Выращивали растения пекинской капусты lliassioa pekinesis, сорт "Хибинская" (1998 г - 2 урожая (1-й выращивали до фазы цветения; 2-й до фазы вилка); 1999 г —1 урожай), растения кормовых бобов сорт «Русский черный» до фазы цветения (2000 г), растения кукурузы сорт «Скороспелая Венгерская местная» (2001 г.). Почвенные образцы отбирали через 28, 51, 71, 109,362, 468, 732 и 1089 суток после внесения удобрений.

2.2. Микронолевой опыт 2

Наблюдали рост, развитие и химический состав растении при использовании компоста из ТБО в качестве компонента питательных субстратов ( 19972001 гг.). Опыт проводили на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве (pll|«i - 4,8; Нг- 2,9 мг-экв/100 г; N - 0,2%, Са - 1,6%) в 3-кратной повторноетп по схеме: I. Контроль (без удобрений); 2. Компост из ТБО (25% от объема сосуда); 3. Компост из ТБО (50% от объема сосуда); 4. Компост из ТБО (75% от объема сосуда). Примечание: (100%-й объем сосуда: для ночвы - 5,5 кг; для компоста - 2,8 кг).

Агрохимическая характеристика компоста из ТБО (при приготовлении смесей): рН 7,6; влажность 43,5%; содержание органического вещества 56,2 %; КгО -' 1,5%; P205 - 0,48%; C:N 30,5. Содержание ТМ в почве до закладки опы та и компосте представлено в табл.2. Смеси почвы со свежим компостом из ТБО компостировали в течение 14 суток. 13 первый год проведения опыта (1997) растения кормовых бобов сорт «Русский черный» выращивали в вегетационных сосудах. В последующий период (1998-2001 гг.) субстраты были помещены в траншею в полиэтиленовых сосудах без дна и исследования продолжили в условиях микрополевою опыта. Выращивали растения пекинской капусты (1998 г.— 2 урожая; 1999 г.) сорт «Хибинская»; растения кормовых бобов (2000 г.) сорт «Русский черный» и растения кукурузы, сорт скороспелая «Венгерская местная» (2001 г.). Почвенные образцы отбирали через 56, 412, 444, 735, 841, 1086, 1443, 1832 суток после приготовления смесей.

'Таблица I

Химический состав почвы и удобрений (на сухое вещество)

I Кжа штсль 11очва Компост Компост Ьиотоп- Компост

опыта из ТЬО ич ГКО лино ' И ( ОС»

свежий годичный

Содержание ТМ, мг/кг

Ми 865,0 149,0 503,0 305,0 522,0

М 7.0 80,0 206,0 75,0 . . 27,0

Си 40,0 206,0 298,0 271.0 140,0

7м 73,0 1048,0 2121,0 1907,0 396,0

1>Ь 19,0 479,0 1789,0 1524,0 35,0

1'С 15438,0 4844,0 .17552,0 17552,0 18812,0

Агрохимические показатели

рН 4.2 7,9 7,8 7,2 6.2

Са.% 0.8 5.5 11.8 9,9 1.3

Са, мг-жи/кг 20,0 не онр. не онр. не онр. но онр.

к,о,% 2,4 0,8 1,3 •0.5 2,0

К, мг/100 г 10,0 не онр. не опр. 110 онр. не опр.

Ы.% .0,12 1,2 0,6 0.8 2,1

N0.1, мг/100 г 0,19 2,9 ' 26,8 35,4 29,3

Р2О5, % не опр. 0,45 0,5 0,4 0,74

(Органическое

нсщество, % 1,99* 75,8 " 25,7 ' 28,6 51,7

* содержание оПщею углерода

. Таблица 2 Содержание тяжелых металлов в компосте из'ГКО и почве, мг/кг сухого вещества

")лсмснт Почва опыта Компост ич Т1;0

■ Ми 1492,0 503,0

1'с 19388,0 17552,0

N1 , 24,0 . 206,0

Си 45.0 298,0

/.п 191,0 , 2121,0

• 22,0 ; 1789,0

2.3. Полевой опыт

С целью изучения влияние компоста из ТБО на реакцию почвы, почвенный поглощающий комплекс и химический состав растений в течение 19992002 гг. проводили полевой опыт на дерново-подзолистой супесчаной почве. Повгорпоеть 4-кратная. Площадь делянки 16 м2. Почва опытного участка до закладки опыта имела разброс агрохимических показателей в следующих диапазонах: рНки 4,95-5,08; содержание обменного Са2+ 2,97 - 3,94 • мг-экв/100 г; подвижного Р2О5 121 — 143 мг/кг; подвижного К20 210-225 мг/кг. Схема опыта: 1. Контроль (без удобрений); 2. NyoPwKyo3. N90P90K90 + известняковая мука; 4. Ny»l\{>K.<j<> + компост из ТБО (2-кратное внесение); 5. Nyl)l\>i)Kw + компост из ТБО (1-кратное внесение).

Минеральные удобрения (экофоска) и известняковая мука (доза по 1 Пг) были внесены в мае 1999 года. В вариантах 2 и 3 п мае 2001 г. экофоска была внесена повторно в дозе N70P70K70. Компост из Т1Ю был внесен в ноябре

1999 г. в вариантах 4 и 5 (свежий) и повторно - в мае 2001 г. в варианте 4 (годичной выдержки). Дозы внесения компостов — 17 т сухой массы на га. В

2000 году выращивали ячмень сорта «Криничный», в 2001 г. — овес сорта «Бо-рус», в 2002 г. — вико-овсяную смесь. Отбор почвенных образцов проводили через 94; 388; 481; 732; 836 и 1120 суток после закладки опыта (в пересчете для вариантов с компостом из ТБО - через 208; 301; 552; 656 и 948 суток после внесения компоста).

2.4. Модельный лабораторный опыт I

Опыт проводили в фарфоровых стаканах объемом 1 л в 3-кратной но-вторности. Для закладки опыта использован кварцевый песок, просеянным через сито диаметром 1мм, и свежий компост из ТБО. Схема опыта: 1. Компост; 2. Кварцевый песок + компост (1:1); 3. Кварцевый песок г компост (3:1 ). Соотношение песок : компост определяли по объему. Плотность: песка - 1,72 г/ем1; компоста — 0,57 г/см'1. Массовая доля сухого вещества компоста на момент закладки опыта в вариантах 1-3 составляла 100, 13,4 и 4,9%. Компостирование проводили в термостате при постоянной температуре 28-30 "С п оптимальной влажности в течение 11 месяцев. Сроки отбора образцов: 10,30, 60,120,200 и 300 суток со дня закладки опыта. Скоростьтрансформации органического вещества компоста оценивали по динамике следующих показателей: массовая доля органического вещества; рНцго; содержание подвижных соединений Zn, Pb и Мп; содержание нитратного азота; содержание обмен-нога аммония; содержание обменного Са.

2.5. Модельный лабораторный опыт 2

Наблюдали зависимость перехода ТМ в системе компост-раствор от pl I экстрагепта. Образцы компоста из ТБО (с веже m н годичной выдержки) обрабатывали растворами с различной величиной рН. В качестве экстрагентов

использовали дистиллированную воду и растворы I ICI (0,01 ; 0,02; 0,05; 0,1 ; 0,2; 0,5 и 1 и.) со следующими значениями pli: 6,4; 2,1; 1,8; 1,4; 1,2; 0,8; 0,4; 0,1. Отношение компостов к раствору 1:25, время взаимодействия - I ч при взбалтывании на ротаторе (Методические указания....... 1977). В вытяжках определяли концентрации ТМ (Pb, Zn, Си, Ni, Со, Fe, Mn, Sb) и светопропускание.

2.6. Методы исследований

Анализ почвы, растений и удобрений проводили с использованием методов, принятых в агрохимии и почвоведении.

Обменную кислотность почвы (рНкст) определяли гютенциометрическим методом (Практикум..., 1986). Активность Н+"рассчитывали из величины

рНки (Физико-химические методы....... 1980). Массовую долю органического

вещества в компостах и субстратах определяли термогравиметрическим методом (Практикум..... 1986). Массовую долю общего углерода в почве устанавливали по методу Тюрина (Практикум...., 1989). Содержание общего азота и почве определяли колориметрическим методом (с реактивом Несслера) (Практикум...... 1989). Содержание обменного Са2' в почве и субстратах определяли согласно (ГОСТ 26487-85). Содержание подвижных соединений фосфора и калпя в почве устанавливали по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО (Практикум..., 1989). Содержание N03 в почве, компостах и субстратах определяли ионометричееким методом (Методические указания...... 1981).

Содержание обменного аммония в субстратах (модельный лабораторный опыт 1) определяли по методу Мачигина (Практикум..., 1986). Валовое содержание ТМ в почве и компостах (микрополевые опыты 1,2) определяли на репт-гепо-флуоресцептном спектрофотометре. Содержание кислоторастворимых соединений ТМ в почве (полевой опыт) определяли в вытяжке 1н. MCI методом атомной абсорбции (Методические указания..,., 1992). Содержание подвижных соединений ТМ (модельный лабораторный опыт 1) определяли в вытяжке ацетатно-аммоннйного буфера с рН 4,8 методом атомной абсорбции (Методические указания...., 1992). Светопропускание вытяжек (модельный лабораторный опыт 2) определяли колориметрическим методом (длина волны -440 им) (Русин Г.Г., 1990). Валовое содержание кальция, фосфора, азота и калия в компостах и растениях устанавливали после мокрого озолепия. Озолепие проводили по методу Гинзбург (H2SO,t + IICIO4 10:1) (Петербургский А.В., 1968). Содержание кальция определяли комплекеопометричеекпм методом; содержание фосфора - колориметрическим методом по Дениже; содержание азота - по Месслеру; содержание калия - фотометрическим методом (Практикум...., 1989). Валовое содержание ТМ в растениях (микрополевые опыты 1 и 2 (1889-1999 г.г.)) определяли на рентгено-флуоресцентпом спектрофотометре. Валовое содержание ТМ в растениях (микрополевые опыты 1 и 2 (2000-2001 гг.); полевой опыт) и компостах (полевой опыт) определяли методом атомной абсорбции после мокрого озолепия в концентрированной азотной кислоте с добавлением НСЮ4. Математическую обработку данных проводили в программе ORIGIN 6,0.

■ ГЛАВА 3. Влияние компоста из твердых бытовых отходов ни агрохимические свойства дерново-нодзолистой почвы, рост, развитие н • химический состав растений.(микронолевой опыт 1)

3.1. Динамика кислотности почвы, обменного кальция и подвижных соединений фосфора и калин при использовании компоста из ТЫ) в качеегве органического удобрении

•.: Почва опыта характеризовалась кислой реакцией рН - 4.2. Наиболее интенсивное влияние извести и компостов из ТБО па реакцию почвы проявляется в первые 20-50 суток после внесения их в почву (рис. I ).

Изменение активности ) Г во времени хорошо аппроксимируется экспоненциальной зависимостью:

HI _ ,j í . -1/т

~ Но е , -

где 11' - активность ионов водорода на момент времени t, мг-экв/л; Изначальная активность ионов водорода в почве опыта (рН 4,2); г - среднее время пребывания ионов водорода в почвенном растворе, сутки. Время уменьшения активности ионов водорода в 2 pitia (сутки) Т = 0,693' т.

■ KOfKfXWt.

• сисжийТЬО годичный TliO

▼ GHO'iohjihho

♦ компост mOC'll

р

боо too alio

Рис. I. Изменение концентрации Cazt и активности ионов И' в почве

Значение Т в вариантах с 1-го по 5-й в течение 732 суток составило: 17,2; 6,9; 6,9; 7,7 и 26 суток соответственно. Следовательно, активность ионов И + в почве при внесении компостов из ТБО (вар, 2-4) уменьшалась в 2,2-2,5 раза быстрее, чем под действием известняковой муки. ■,

Из полученных результатов следует: 1. Компост из ТБО обладает длительной нейтрализующей способностью. Использование компоста в качестве органических удобрений па кислых дерново-подзолистых почвах равноценно известкованию.

60 0.0?

55 1 1 o.oe

а а 50 ' IL 1 0.05

го 45 ' Л* _ —■ i 0.04

40- TTa!=:!S

и 35 ¡f 1 - — 0.03

. эо ft ' \ • 0.02

25- яг 0.01

20- 0.00

200 300 400 500 600 71)0 S00 CyiKll

100 200 300 400 су I КН

2. С 1 .тонной компоста (па сухое вещество) поступает от 55 до 118 кг Са. Значительная доля Са находится в соединениях, при взаимодействии с почвенным раствором способных к диссоциации с высвобождением ионов Са3'. . .

3. В компосте из ОС В кальций находится в неактивной форме и оказывает незначи тельное ней трализующее действия lia киелошость почвы.

4. Корреляционная зависимость между концентрацией обменного C'a" и реакцией почвы отсутствует.

В исходной почве содержание обменного Са2' составляло 20 мг-экв/кг. Исследования показали, что через 28 суток после внесения удобрений в почву, концентрация обменного Са24" в вариантах с 1-го но 5-й возросла в 1,3; 1,5; 2,1; 2,0 и 1,2 раза соответственно. Во всех вариантах опыта содержание Са"' увеличивается до 109-х суток взаимодействия мелиорантов с почвой. Кривые концентраций проходят через максимум и медленно уменьшаются (рис. I ).

Гхли период наблюдения . разделить на 2 ин тервала: 1)от0до 109 су кне; 2) от 109 до 732 суток, то изменение концентрации Са2' в течение каждого из указанных периодов можно условно описать линейными функциями:

Ca(t) = Са0 + b t,

где Ca(t) - концентрация обменного Са24 в почве на момент времени t, Са<>' ~ начальная концентрация обменного Са2+ в почве (для каждого из периодов), Ь — скорость увеличения (до 109 суток) или уменьшения (после 109 суток) концентрации кальция в почве, мг-экв/сутки " 1000 г почвы.

Скорости увеличения концентраций обменного Са2* (bj) в период от 0 до 109 суток взаимодействия мелиорантов с почвой в 13-30 раз превышали скорости уменьшения концентраций Са2+ в последующий период наблюдения (табл. 3). •

Таблица 3

Параметры линейной модели изменения концентрации Са2^ в почве (коэффициент, показывающий точность оценочной функции — г; скорости увеличения (Ь[) и уменьшения (Ьг) концентрации кальция в почве, мг-экв/сутки ' 1000 г почвы)

Вариант от 0 до 109 суток о т 109 до 732 суток

г ь, г ь2

1 .Контроль 0,94 0,22±0,05 -0,95 -0,015+0,004

2.Свежий ТБО 0,98 0,32±0,04 -0,95 -0,017±0,004

3. Годичный ТБО 0,84 0,24±0,09 -0,63 -0,008±0,007

4. Биотопливо 0,91 0,29±0,07 -0,82 -0,02+0,01

5. Компост из ОСВ 0,90 0,23+0,06 -0,69 -0,018±0,013

Опыт показал, что внесение компостов из ТБО и ОСВ в дозе 30 г сухой массы на кг почвы обеспечивало увеличение содержания подвижных форм Р2О5 на 3 вегетационных периода (рис. 2). Через 28 суток после внесения удобрений в вариантах со 2-го по 5-й концентрация Р2О5 увеличилась по отношению к контролю на. 18, 33, 41 и 61 % соответственно. На 1089 сутки разница составила, соответственно, 13, 16,29 и 45%.

CyiKH сутки

Рис.2. Динамика содержания подвижных соединений фосфора и калия в почве

Концентрация КгО через 28 суток в вариантах 2-4 увеличилась па 70, 50 и 15 %, соответственно, по сравнению с контролем. Через 2 года после внесения удобрений (732 суток) содержание подвижного калия в почве было на уровне концентрации в контрольном варианте. Компост из ОСВ па протяжении всего срока наблюдений практически не влиял на этот показатель (рис.2).

3.2. Динамика нитратного азота и почве н процессе минерализации

компоста из ТБО

В компосте из ТБО соотношение аммонийной и нитратной форм азота зависим от срока выдержки. Как показывают паши исследования (Вптковскаи C.B., 2005) в свежем компосте минеральный азот находится преимущественно в аммонийной форме. В процессе минерализации компоста происходит увеличение содержания нитратного азота.

В порядке увеличения содержания нитратного азота (мг/100 г сухого вещества) внесенные в почву опыта компосты из ТБО располагаются в ряд: Свежий (2,9) < < Годичный (26,8) < Биотопливо (35,4).

Изменение концентрации NO3 в почве опыта изучали в течение 1 года

(рис.3).

с 6 я

у;

2 О

Контроль -

Свежий ТБО Годичный II)<)

ли 25

I 20

К

О" 15 Я ' 10

- ЬИОТОНЛ НПО

-ОСИ

-50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 сутки

-50 0 50 100 150 200 250 300 350 100 ■сутки ' ■

Рис. 3. Динамика содержания нитратов в почве

В варианте со свежим компостом из ТБО в течение 51 суток наблюдали дефицит нитратного азота; однако на 71-е сутки концентрация N0} была выше, чем в контроле в 1,7 раза. Кривые концентраций N0/ в вариантах 1-3 (рис.3) проходят через максимум (71 сутки) и медленно уменьшаются. Возрастание концентрации N0, в период от 0 до 71 суток хорошо удовлетворяет экспоненциальной зависимости вида:

' " N - Ы(, ь Ы, • е' " , . ' ' .

где N - концентрация N0.1 (мг/кг) на момент времени (; N0 - независящая от времени концентрация нитратного азота; N1 .- начальная концентрация части нитратного азота, зависящей от времени; N0 + N1 - концентрация нитратного азота в момент 1=0; 1| - константа, характеризующая нарастание концентрации нитрат-иона (сутки), связанная с периодом удвоения соотношением Т 0,693 * I,.

Периоды (Т) увеличения концентрации N0.) в 2 раза практически совпадают с периодами полууменьшения концентрации Н* в почве, что подтверждает наличие зависимости между скоростью процесса ни фнфикации и реакцией рН почвы. . . . •

Кривые, концентраций N0.1 в вариантах с биотопливом и компостом из ОСВ (рис.3) проходят через максимум дважды: на 28-е и 71-с: сутки. Через 28 суток после внесения удобрений концентрация нитратного азота в 10,9 раза превышала концентрацию в контрольном варианте, затем снижалась. . , .

Через год после внесения удобрений концентрация N03 в вариантах с ком-посгами из ТБО превышала концентрацию в контроле в 1,7-2,7 раза, в варианте с ОСВ-в 3,9 раза. . . . >

Отношение С:Ы в вариантах с компостами из ТБО лишь незначительно отличалось от этого показателя в контроле. Во всех вариантах это отношение не превышало 17,6.

3.3. Влияние компоста из ТБО на рост и развитие растений

Установлено (1998 г.), что свежий компост из ТБО фитотоксичен: в варианте 2 развитие растений пекинской капусты 1-го урожая остановилось на фазе всходов. В вариантах 3,4 и 5 урожай сырой массы по отношению к контролю был выше в 3,3; 2,5 и 4,5 раза соответственно. Второй посев пекинской капусты проводили через 51 сутки после закладки опыта. Угнетающее действие свежего компоста из ТБО прекратилось: 2-й урожай пекинской капусты был выше, чем в контроле на 65%.

В 1999 году в варианте со свежим компостом был получен наиболее высокий урожай пекинской капусты - на 75,3% выше, чем в контроле. В других вариантах опыта различия по отношению к контролю были несущественны.

На 3-й год проведения опыта (2000 г., кормовые бобы) статистически значимые различия но урожайности выявлены только между вариантами 1 и 2. Последействие свежего компоста обеспечило прибавку урожая кормовых бобов по отношению к контролю на 20%.

3.4. Влияние компоста из ТБО на химический состав растений

3.4.1. Влияние компоста из ТКО на накопление тяжелых металлов

растениями

Минерализация органического вещества компоста из ТБО должна сопровождаться переходом тяжелых металлов в почвенный раствор в формах, доступность которых для растений хорошо иллюстрируют коэффициенты накопления. Коэффициент накопления (КМ), представляет собой отношение концентрации элемента в растениях (Ср) к концентрации в почве (Сп). 1<И рассчитывали для растений из почвы в целом, с учетом внесения элемента с удобрениями (КМ|), и из удобрений (КН2): отношение разности концен траций в растениях в варианте с удобрением и контрольном варианте (С - Ск) к количеству элемента, внесенного с удобрением на кг почвы, (табл. 4).

Опыт показал, что биодоступность ТМ, поступающих в почву с переработанными ТБО, существенно ниже, чем при внесении их с компостом из ОСВ.

В вариантах с компостами из ТБО (2-4) на протяжении всего срока наблюдений КН) пекинской капустой Zn, Си, Мп, N1 и 1?е были па уровне и ниже, чем в контроле. Только в 1998 г. (2-й урожай) в некоторых вариантах наблюдали увеличение накопления Си растениями. Однако в течение времени доступность элементов заметно изменялась, о чем свидетельствуют значения К11г (табл. 4).

11а 3-й год проведения опыта наблюдали накопление ТМ растениями кормовых бобов сорт "Русский черный". Наиболее высокие концентрации и К11 Си, 2п, Мп, РЬ и 17е рас тениями как и в предыдущие годы получены н варианте с компостом из ОСВ.

Таблица 4

Коэффициенты накопления тяжелых металлов растениями пекинской капусты (КН| - из почвы в целом, КН2 - из удобрений)

. Вариант гп Си Мд N1 1 Ре

КН, КН2 ! кн. [ кн2 кн, ; кн2 ■ кн, кн2 кн. КН:

1-Й урожай. 1998 год

1. Контроль 1.00 ±0.01 0.11±0.01 0.02+0.01 1.01+0.01 . ■ 0.11+0.01

2. Свежий ТБО - - - - - - - - -

3. Годичный ТБО 0,45±0,06 - 0,09±0.01 0.06+0,05 0.04±0.03 2.11 1.13±0.04 1,33 0.10±0.02 0,12

4. Биотопливо 0,6±0.1 0.31 0.11+0.02 0.18+0,1 0,03+0.02 1.94 0,62+0,15 - 0,08+0,03 -

5. Компост из ОСВ 2,27±0.01 10,1+0.03 0,11+0.03 0,32 0.09+0,01 4.2+0.6 2.9+1.0 20,7 0.12+0.02 0,52

2-й урожай. 1998 гол

1: Контроль 1,11+0,01 0,03±0,01 _ 0.34+0.01 0.05+0.01 _ .

2. Свежий ТБО . 0,80+0,12 0.38 0.05±0,02 0.18±0.18 0.01 .2.0 . 0,05+0,03 - 0,03+0,01

' 3. Годичный ТБО 0.62 0.04 0.07±0.06 0.3±0.3 0.02 1,11 0,06±0,01 0.04+0.01 ■ -,

4. Биотопливо 0.8±0.1 о.з±ол 0.09±0.01 0.40±0.08 .. - - 0.01±0.01 - 0,04+0,01 0,13

5. Компост из ОСВ 3,16 15.5 0.06+0.01 0.4+0.2 0.02 1,10 - 0,04+0,01

1999 гол

1. Контроль 2.0+0.4 0.10+0.01 _ 0.03+0.004 1.0+0.3 0.02+0.01 _

2. Свежий ТБО 1.2±0.2 - 0,10+0.04 0.4+0.1 0.03=0.004 0.5±0.1 0.4±0.2 - 0.02+0,01 -

3. Годичный ТБО 1,2±0.3 0.8 ±0.1 0.09+0.02 0.16+0.01 0.04+0.010 0,5+0.6 0.2+0.2 - 0.06+0,01 0,8±0.2

4. Биотопливо 1Д±0.2 0.10+0.01 0.09+0.03 0.15+0.08 0.03+0,004 0.5±0.1 - 0.01+0,01 -

5. Компост из ОСВ 4.4±0,7 18.7+4.7 0,13+0.04 0.6г0.2 0.04+0.01 0.9=0,4. 1.2+0.3 4,0±2.2 0,05+0.02 0,8+0,6

* Если концентрация элемента в растениях в опытном варианте была ниже, чем в контроле, принимаем что КН;=0 ((-) в таблице)

Показателем, косвенно характеризующим изменение биодоступности для растений химического элемента, может служить отношение: КНг/КН| = с1. Величина (1 показывает, во сколько раз КН элемента поглощенного из удобрения больше (или меньше, если «1 < 1), чем из почвы в целом. Использование коэффициента <1 позволяет исключить влияние видовых особенностей растений на оценку изменения биодоступности химических элементов (табл. 5). Если концентрация элемента в растениях опытного варианта была на уровне или ниже концентрации в растениях контрольного варианта — принимаем, что элемент в удобрениях находился в недоступной для растений форме (прочерк (-) в таблице 5).

Таблица 5

Значения коэффициентов с1 ] - пекинская капуста (1998 г. 1-й урожай); 2- пекинская капуста (1998 г. 2-й урожай); 3 — пекинская капуста (1999 I-.); 4 — кормовые бобы (2000 г.)

Парит гг с! (Хп) с! (Си) с1 (Мп) с! ( Ре)

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1. 2. 0,47 . 1,3 3.6 4,2 2,0 „ 200 16,6 . . 10,6

3. 0,06 0,66 0,5 0,66 4,7 1,8 1.9 52,7 55,5 12,5 - 1,2 - 13,3 5.7

4. 0,5 0,43 0,09 1.0 1,64 4,4 1,7 1.7 64,7 - - - 3,1 - 2,8

5. 4,4 4,9 4,25 '3,3 2,9 5,8 4,9 4,1 46,4 55,0 22,5 13,0 4,3 - 16,0 13,1

Кинетика коэффициентов с] (табл. 5) для Си, Мп и Ге представлена кривыми с максимумом. Си и Мп наиболее интенсивно поступали из компостов в растения в 1998 году (2-й урожай пекинской капусты). Рост растений приходился на период от 60 до 109 суток взаимодействия удобрения с почвой. Уменьшение перехода указанных элементов в растения из удобрений по отношению накопления их из почвы наблюдали о течение 2-го и 3-го вегетационных периодов во всех вариантах опыта.

3.4.2. Влияние компоста из ТБО на накопление азота, фосфора, калия н кальции растснинми

Опыт показал, что компосты из ТБО существенно увеличивают вынос азота, фосфора, калия и кальция растениями. В первый год взаимодействия мелиорантов с почвой вынос N и КгО пекинской капустой был выше, чем в контроле в 2-4 и 1,3-3,5 раза соответственно. На второй год взаимодействия удобрений с почвой (1999 г.) во всех вариантах с компостами из ТБО вынос СаО существенно превышал вынос в варианте с известняковой мукой (контроль). Установлено, что только при использовании свежего компоста из ТБО существенное влияние на выносы элементов питания (Ы, Р2О5, К2О, СаО) с урожаем

проявлялось в течение 3-х вегетационных периодов. Действие компоста из ОСИ на вынос указанных элементов наблюдали только в первый год после внесения. . •

ГЛАВА 4. Влияние компоста из твердых бытовых отходов на

агрохимические свойстиа дсрново-нодзолистой почвы, урожаи и химический состав зерновых культур (полевой опыт)

4.1. Влияние компоста из ТБО на урожаи зерновых культур

Исследования показали, что на кислой дерново-подзолистой почве влияние компоста из ТБО на урожай зерновых культур может быть равноценно влиянию минеральных удобрений в сочетании с известкованием. Полученные данные подтверждают результаты микрополевого опыта (гл.З): использование свежего компоста из ТБО в качестве органического удобрения на дерново-подзолистой почве более эффективно, чем компоста, прошедшего стадию дозревания в штабелях. При внесении свежего компоста с осени, фитотоксическпй эффект отсутствует.

4.2. Влияние компоста из ТБО на химический состав зерновых культур

4.2.1. Влияние компоста из ТБО на вынос азота, фосфора, калия н

кальция с урожаем зерновых; культур

В первый год взаимодействия компоста с почвой (2000 г.) вынос N. РгОч. К20 и СаО (кг/га) зерном ячменя в вар.4 и 5 был выше, чем в контроле в 1,7-2,5; 2,3-2,8; 2,4-2,7 и 2 раза соответственно. Через год после внесения компоста (вар.5, 2001 г.) вынос N. Р, К и Са растениями овса не имел существенных различий с контрольным вариантом и был существенно ниже, чем в вар.2 и 3. Повторное внесение компоста из ТБО годичной выдержки (вар.4) также не оказало влияния на вынос указанных элементов. В 2002 г. наблюдали последействие компоста на вынос питательных элементов с урожаем вико-овсяной смеси: в вар.4 вынос Ы, Р и Са был выше, чем в контроле в 1,7, 1,4 и 1,9 раза соответственно.

Вынос элементов существенно различался по вариантам опыта, но количество элемента, израсходованное на формирование 1 ц зерна или соломы практически не зависело от вида и количества вносимых удобрений.

4.2.2. Влияние компоста из ТБО на поступление тяжелых металлов

п растения

Результаты опыта подтверждают имеющуюся информацию (Скворцов Л.С. и др., 1999; Витковская С.Е., 2000 (1); Гринин А.С., Новиков В.П., 2002) о том, что использование компоста не приводит к загрязнению урожая тяжелыми металлами и согласуются с данными, полученными нами ранее (п. 3.4.). Концентрации 7л\, РЬ, Мп и 1-е в зерне и соломе опытных культур были па

уровне или ниже концентраций этих элементов в контрольном варианте опыта. В вариантах с компостом (4,5) концентрация Си в зерне ячменя и овса была выше, чем в контроле в 1,8 и 1,6 раза соответственно и составила 4,4-5 мг/кг. Возможно, с этим связана тенденция увеличения доли зерна а структура урожая опытных культур.

4.3. Динамика кислотности почвы и подвижных соединений кальцин, фосфора и калия в процессе трансформации компоста из Т1>0 ы условиях

полевого эксперимента

Установлено, что компост из ТБО обладает более продолжительным нейтрализующим действием на почвенную кислотность, чем известняковая мука. Динамику изменения рН почвы наблюдали в течение Трех вегетационных периодов (рис.4). В течение первых 3-х месяцев взаимодействия известняковой муки с почвой (вар. 3) наблюдали резкое уменьшение активности И\ но уже через год после внесения мелиоранта наметилась устойчивая тенденция к под-кислению почвы.

. 0.0120,010 1 0.008-к 0.000

т

^ 0.004 0,002 0.000

Ó 200 400 600 BÓ0 1000 1200 ó 200 400 6¿o еда moo

сутки су Iки

Рис. 4. Изменение активности Н* в процессе взаимодействия известняковой муки и компоста из ТБО с Почвой

Увеличение активности Н+ (вар.З) в период от 94 до 1120 су ток хорошо описывается экспоненциальной зависимостью (г=0.96):

Н'« JV0 " е"1),

где Hf - активность ионов водорода на момент времени I, мг-экв/л; 11» -начальная активность попов водорода (94-е сутки); х - среднее время пребывания ионов водорода в почвенном растворе, сутки. Период увеличения активности ионов водорода вдвое (сутки) Т = 0,693" т.

Расчеты показали, что при внесении известняковой муки по 1 Нг в условиях полевого опыта на почве легкого механического состава за 3 года наблюдения период увеличения активности ионов водорода вдвое (Т) составил 230 суток.

В вариантах с компостом (4-5) за весь период наблюдения не выявлено тенденции к подкислению почвы. Активность ионов Н+ уменьшалась в течение 940 суток после внесения компоста, что также хорошо описывается экспоненциальной, зависимостью:

Н+ = По + Н, 'е* , где Н' - активность ионов водорода, на момент времени 1, мг-экв/л; И« -активность ионов водорода не зависящая от времени; Н| - начальная активность ионов водорода, мг-экв/л; т - среднее время пребывания ионов водорода в почвенном растворе, сутки. .!, . .

Периоды (Т) уменьшения активности Н+. вдвое (Т = 0,693 .т) в вариантах 4 и 5 составили 54±28 суток. Повторное внесение компоста (вар.4) оказало влияние на значение Но: для вариантов 4 и 5 оно составило 0,0032 и 0,0068 мг-экв/л соответственно.

Изменение концентрации обменного Са в почве во времени представлено па рис.5.

О 200 400 600 800 1000 1200 Сутки ,

Сугки Сутки

Рис. 5. Изменение концентрации обменного кальция в почве

Изменение концентрации обменного Са во времени (рие.5) хорошо описывается функцией вида:

С2(<) = С„ + С01 —[ехр(-*,/) " ехр( ~к21)1, К2 л,

где Сг(/) - концентрация обменных ионов в почве (мг-экв/100 г) на момент времени формирующаяся в результате взаимодействия почвы и мелиоранта, Сщ — концентрации обменных ионов в почве в начальный момент времени после внесения мелиоранта; С<ц — концентрация элемента на момент 1=0; к\ и к2 - константы скоростей (сутки'1) накопления и выведения ионов, находящихся в подвижной форме. Величины Сг(/) определяются в эксперименте, а С01, С02, и кг вычисляются по экспериментальным значениям Сг(/). Периоды увеличения (Т|) и уменьшения (Т2) концентрации обменного Са вдвое характеризует отношение: Т1 = 0,693/к(. Параметры модели представлены в табл. 6.

Таблица 6

Параметры модели изменения концентрации обменного Са в почве

Параметры Вариант 3 Вариант 4 Вариант 5

Со, " 2,610,8 2,3±0,5 3+2 2,40+0,0 Г

С()2 3,00+0,01 2,40+0,01

Т], сутки 43±30 120±50 170±270

Тг, сутки 210 +70 866 ± 433 250±200

г' 0,96 0,99 0,99

Концентрация подвижных фосфатов в почве до закладки опыта оценивается как повышенная. Вероятно, именно с этим связано отсутствие существенного влияния удобрений на этот показательно временным точкам отбора.

Опыт показал, что а вариантах с компостом из Т1Ю, но сравнению с вариантом 3 (ЫРК+изпестиякойая мука), скорости уменьшения концентраций Р2О5 и КгО в почве была,, ниже » 2-2,3 и и 1,8-3,4 раза соответственно. Скорости уменьшения концентраций рассчитывали но линейной модели (табл. 7).

Таблица 7

Параметры линейной зависимости между концентрациями подвижного Р203 и обменного КгО и временем взаимодействия мелиорантов с почвой (г — коэффициент, показывающий точность оценочной функции; Ь — скорость уменьшения концентрации Р2О5 и К20 в почве

Вариант, элемент г Ь мг/кг в сутки

Вариант 3

Р2О5 -0,92 0,12±0,04

1С20 -0,87 0,37±0,15

Вариант 4

Р2О5 -0,92 0,05±0,01

к2о -0,76 0,21 ±0,09

Вариант 5

р2о5 -0,74 0,06+0,03

к2о -0,72 0,11+0,05

4.4. Динамика кислоторастворимых соединений цинка, меди и марганца в ночве в процессе трансформации компоста из ТСО

Отмечена тенденция увеличения концентрации кислоторастворимых соединений Zп в почве во времени (рис. 6). При повторном внесении компо-

16- 180-

14 175-

170

12- ■ / 165

10 С 160-

3- 8- • 7. 165-

1Ч| Л

6- Л 150

■ 145-

4- 140н

2 135

200

400 600 сутки

800 1000

Г'-

-ТЫ)(иар.'1) -ТЫ) (иар.5)

0 200

400 (Ю0 сутки

800 1000

Рис. 6. Динамика концентраций кислоторастворимых соединений цинка и марганца в почве

ста (вар.4) концентрация кислоторастворимого Zn возросла пропорционально внесенной дозе и составила 14,8 мг/кг (в контрольном варианте - 3,5 мг/кг). Отсутствовала корреляционная связь между концентрацией Zn в зерне и соломе ячменя и овса и концентрацией кислоторастворимого Ха в почве. Только в растениях вико-овсяной смеси концентрация Zn зависела от концентрации его кислоторастворимых соединений в почве (г=0,99).

Достоверное по отношению к контролю увеличение концентрации кислоторастворимых соединений Си наблюдали только в вар. 4 через 2-3 года после внесения компоста (суммарная за 2 года доза - 34 т сухого вещества/га). Концентрация Си в почве составила 2 мг/кг (в контроле — 1 мг/кг). Концентрации кислоторастворимого Мп в почве по вариантам не имели существенных различий. Можно говорить лишь о тенденции увеличения концентрации данного элемента во времени (рис. 6).

ГЛАВА 5. Урожайность и химический состав сельскохозяйственных культур при использовании компоста из твердых бытовых отходов в качестве компонента питательных субстратов (микрополевой опыт 2) 5.1. Урожайность сельскохозяйственных культур при использовании компоста из ТБО в качестве компонента субстратов

Установлено, что почво-компостные субстраты с различным соотношением дерново-подзолистая среднесуглинистая почва : компост из ТБО способны обеспечивать растения элементами питания до 5 лет (табл. 8). Опыт подтвердил, что свежий компост из ТБО замедляет прорастание семян растений. В ва-

Таблица 8

Влияние субстратов на основе компоста из ТБО на урожай растений пекинской капусты (сырая масса), кормовых бобов и кукурузы (воздушно-сухая масса), г/сосуд

Вариант Кормовые бобы, 1997 г. Пекинская капуста Кормовые бобы, 2000 г. Кукуруза, 2001 г.

1998 г. 1-й урожай 1998 г. 2-й урожай 1999 г.

1. Контроль 1512 , 30±15 11± 2 7+2 5,01-0,6 0,7±0,1

2. Компост ТБО (25%) 16±1 82+18 23+2 5+1 5,610,1 1,2+0,2

3. Компост ТБО (50%) 1211 791 10 17± 5 12+2 4,6+0,8 1,510,3

4. Компост ТБО (75%) 15±1 96+25 12+5 1312 4,7+0,8 1,0+0,2

риантах 3,4 прорастание семян кормовых бобов (1997 г.) задерживалось на 4-5 суток по сравнению с другими вариантами. Угнетающее действие свежего компоста наиболее заметно проявлялось в течение первых 25 суток.

5,2. Влияние субстратов на основе компоста из ТБО на накопление тяжелых металлов растениями

Установлено, что в процессе минерализации органического вещества компоста ТМ в течение длительного времени (не менее 5 лет) остаются в труднодоступных для растений формах. На протяжении всего срока наблюдений концентрации ТМ в растениях не превышали допустимых уровней (табл. 9). Повышенные концентрации ТМ могут наблюдаться в корневой системе растений. В процессе минерализации органического вещества компоста биодоступность Zn, Си, Pb, Ni, Мл и Fe снижается. Из всех протестированных ТМ цинк - наиболее биодоступен.

5.3. Динамика кислот ности субстратов. Зависимость содержании азота, углерода, подвижных соединений фосфора, калия и обменного кальция от объемной доли компоста в субстрате

pHKci дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы, использованной для приготовления субстратов составлял 4,8; свежего компоста из ТБО - 7,4. Опыт подтверждает результаты предыдущих исследований (гл.3;4): компост из ТБО оказывает длительное нейтрализующее действие на почвенную кислотность (табл. 10). Благоприятные кислотно-щелочные условия в субстратах наблюдали при соотношении почва:компост 3:1 (вар.2).

Субстраты па основе компоста из ТБО характеризуются благоприятным для развития растений отношением C:N — 13,9- 14,2.

Результаты опыта показали, что даже через 4-6 лег субстраты характеризовались высоким содержанием обменного кальция (вар.2 - 85; вар.З — 149; вар.4 - 180 мг-экв/кг), подвижного фосфора (вар.2 -302; вар.З - 521; вар. 4 -723 мг/кг) и подвижного калия (вар.2 - 108; вар.З - 153; вар.4 - 218 мг/кг). Данные приведены по содержанию элементов на 1089 сутки проведения опыта. Концентрации элементов линейно возрастали с увеличением объемной доли компоста в. субстрате: коэффициенты корреляции были , близки к единице. Только на 6-й год взаимодействия компоста с почвой (1832 сутки) концентрация К20 не зависела от соотношения почва:компост.

Установлено, что при увеличении объемной доли компоста в субстратах возрастают скорости убывания концентраций обменного Са и подвижных соединений Р2О5 и КгО. Концентрация КгО уменьшается значительно быстрее, чем концентрации Ca2t и Р2О5. Скорости уменьшения концентраций указанных элементов в вар. 3-4 оценивали по линейной модели:

С (t) = Co+b t ,

где C(t) — концентрация Са21", Р2О5 или К20 в субстрате на момент времени t. Со — начальная концентрация элемента в субстрате, b — скорость уменьшения концентрации элемента. Параметры модели представлены в табл. 11.

Таблица 9

Концентрация ТМ в растениях мг/кг сухого вещества, К — коэффициент, показывающий,' какая доля ТМ поступила в растения из удобрения

13ари 7м Си РЬ N1 Мп Ре

ант мг/кг К,% мг/кг К,% мг/кг 1С,% мг/кг К,% мг/кг К,% м г/кг. К,%

Пекинская капуста, 1998 г. I- й урожай *

1. 85,7 - 4,9 - НС опр. - 4,3 - - - 1144,1 -

2. 78,5 - - - не опр. - 19,0 77,3 11,9 100 1165,9 1,9

3. 97,3 11,9 0,2 - не опр. 10,6 59,4 - - 1088,6 -

4. 144,7 40,7 2,1 - не опр. - 10,9 60,6 20,9 100 1462.2 21,7

Пекинская капуста, 1998 г. 2-й урожай *

1. 89,9 - 3.4 - |!С опр. - 2.1 - - - 400,1 -

2. 95,6 6.0 - - но опр. - - - 12,3 100 410,4 2,5

3. 122,2 26,4 1,6 - не опр. - 0,2 - - -■ 382,1 -

4. 209,2 56,8 1.6 - не онр. - - - 0,1 100 692,2 42,2

Пекинская капуста, 1999 г

1. 251±33 - 6.7±0.8 - не онр. - 8.6+1.2 - 17±2 - 389+200 -

2. 178±1 - 4.9±0.1 - не опр. - 6.1 ±0.1 - 25±0,1 32 1011±1! 61.5

3. 268±57 - 4.9±2.1 - не опр. - 6.4±3.7 - 17±9 - 334±19| -

4. 297±101 - 6,1 ±1.2 - не опр. — 4.8+1.6 - 28+10 39,3 961±864 -

Ко рмовыс бобы, 2000 г.

1. 167±95 20+1 - 4,2± 1.4 - не опр. -- 61+3 - 1167+364 -

2. 142±38 - 22,5±2,5 - 6,7± 1.4 37,3 не онр. - 47±8 - 1308±454 -

3. 317±38 47,3 22,5 ±2,5 3,8±1.2 - не опр. -- 41±1 - 1058+354

4. 192±38 - 29±5 31,5 6,7±1.4 37,3 не опр. — 48+2 - 1542±351 24,3

Кукуруза, 2001 г.

1. 57+20 - 7,1+2,0 - 4,4+1,2 - не онр. - 41 + 11 - 207±47 -

2. 64+19 - 5,0+1,2 - 4,0+1,4 - не опр. - 25±7 . - 217+88

3. 78+16 26,9 5,2+0,3 - 5,1+0,1 - не опр. - 20+1 - 160+28 -

4. 80+17 28,8 7,1 + 1,4 - 3,4+0,9 - не онр. - 25±5 - 228+28 -

* средние по повторностям образцы

Таблица 10

Динамика рН субстратов •

Вариант Сутки

56 412 444 735 841 1086 1443 1832

1. 4,8±0,1 4,7±0,1 4,8±0,40 4,7±0,1 4.9±0.1 4,8.10,1 5,1±0.1 5,110.1

2. 6,9±0,2 6,7±0,1 6,7±0,05 6,6±0,1 6.9±0.0 6,610,05 6.6±0.03 6.7+0.2

3. 7,9±0,3 7,2±0,04 7,2±0,03 • 7,2±0,1 7.7±0.Г 7,4±0,2 7,3±0.02 7,210.1

4. 8,5±0,1 7,4±0,1 7,4±0,1 7,1 ±0,0 7.9+0.1 7,6+0,1 7,5+0.1 7,6±0.1.

Таблица I I

Параметры линейной модели изменения концентрации обменного Са7'1 и подвижных соединений Р2О5 и К20 в субстратах в период от 1086 до 1832 суток (г - коэффициент, показывающий точность оценочной функции; Ь - скорость уменьшения концентрации элемента)

Вариант Г с ** . Ь*

Сяг+

3. Компост'ТБО (50%) -0.6 151±67 0.03±0,04

4. Компост ТБО (75%); -0.8 227±74 0.06±0.04

1*205

3. Компост ТБО (50%) -0.5 535±110 0.03+0,06

4. Компост ТЬО (75%) -0.8 917±192 0.1 <>±0.15

к2о

3. Компост ТБО (50%) -0.99 255±18 0.09±0.01

4. Компост ТЬО (75%) -0.99 373+23 0.15+0.01

"* Са"" - мг-экв/сутки I ООО г; Р205 и К20 - мг/сутки ' 10007 ** Са2' - мг-экв/кг; Р205 и К20 - мг/кг

ГЛАВА 6. Изменение подвижности химических элементов в процессе ' трансформации органического вещества компоста из твердых бы товых отходов (модельный лабораторный опыт 1)

Изменение содержания органического вещества (ОВ), активности I I1, концентраций обменного кальция и подвижных соединений Тл\, РЬ, Мп во времени (табл.12) в компосте (вариант 1) и субстратах с различным соотношением кварцевый песок : компост (варианты 2,3) (табл.12) описываются экспоненциальными уравнениями различного вида.

Таблица 12

Изменение содержания органического вещества, концентраций подвижного кальция, нитратного и аммонийного азота и реакции рН в субстрате в процессе минерализации компоста из ТБО*

Вариант Сутки

0 31 59 113 190 301

Органическое вещество, %

I. 74,6 33,9+3,7 32,1±0,8 31,1 ±4,2 28,8±2,4 27,3+1,6 24,5+0,1

2. 11,5 7,4±0,4 3,8+0,4 3,2±0,2 2,7±0,2 2,8±0,2 2,6+0,3

3. 4,4 2,1 ±0,1 1,4±0,3 . 1,2±0,1 1,1+0,1 1,0+0,1 1,1 ±0,2

Са, мг-экв/кг

1. 688,5 274,0±78,5 224,4±51,4 189,3±21,6 166,2±2,1 212,7+9,5 212,0112,7

2. )07,4 69,1±1,7 66,0±6,9 61,9± 1,9 64,1 ±6,2 60,2±5,5 79,2+2.4

3. 41,4 15,9±1,7 16,7±0,4 14,7+1,3 17,6± 1,9 19,4+3,2 20,8±5,1

N0.5, мг/кг

1. 33,9 22,9±0,1 29,1+5,6 77,0±29,3 44,2±0,7 104,4+47,5 200,0+19,5

2. 6,2 5,7+0.9 4,8+0,9 7,4± 1,2 18,8+4,4 79,9+78,1 110,5+27,5

3. 3,0 1,9+0,4 1,6±0,3 2,1+0,1 58,2+18,9 58,6+5,2 110,7+19,5

N114, мг/кг

1. 354,2 296.2+10,4 231.819.1 360.6+0.1 161.0+0.1 173.9+36.4 154.5136.3

2. 94,6 92.7+23.6 65.3+14.9 69Л±2а7~ 69.2±20.3 68.7±8.6 62.7±9.3 61.8+24.9

3. 65,0 53.7+10.4 73.4+8,1 42.514.5 47.6113.6 50.71:7,5

рН

1. 6,78 7,84+0,03 7,86+0,05 8,30+0,01 X,2010,14 8,07+0,10 8,0110.04

2. 7,28 7,57+0,09 7,47.10,1 1 7,77^:0,06 7,63+0,06 7,83+0,08 7,8710.06

3. 7,41 7,82+0,04 7,79+0,06 7,92+0,04 7,72+0,10 7,53+0,04 7,50+0,05

* Органическое вещества, концентрации Са, N01, и N114 - на сухое вещество

Изменение содержания ОВ во времени во всех вариантах опыта хорошо описывается экспоненциальной зависимостью вида:

■С(1)= С„ + С| ' ехр(-1/х), (6.1)

где Со и С) - независимая и зависимая от времени доли органического вещества в субстрате, %, т - среднее время минерализации, характеризующая скорость распада органического вещества, сутки. Среднее время минерализации связано с периодом полураспада (7) соотношением: т = Т/0,693. Параметры модели представлены в табл. 13.

Таблица 13

I 1арамегры модели изменения содержания органическог о вещества в субстрате (г — коэффициент корреляции, Т - период уменьшения содержания органического вещества вдвое)

Вариант 2 г с». с,. 'Г, т.

% % сутки сутки

1. Ком МОСТ 0,99 24,9(0,4 (33) 49,6Ю,6 (67) 14,41-1,0 10.4 ±0,7

2. KiKipueiu.iii песок I компост (1:1) 0,98 2,81: 0.1 (25) 8,5:1-1,0 (75) 16,412,9 11,4±2.0

3. Кпярцспый песок + компост (3:1) 0,99 1,1:1-0,1 (25) 3,2-1 0,4 (75) 8.41 1,4 5.X+I.0

Примечание: н скобках укачаны доли (%) компомемшн от общей суммы

Изданных табл. 13 можно сделать следующие выводы:

1. Около 30% органического вещества компоста находится в трудно минерализуемой форме. Доля лабильной формы составляет 67-75%.

2. Среднее время минерализации органического вещества компоста (т) п вариантах 1 и 2 составило 15 суток. В третьем варианте меньшая величина с (почти в 2 раза), м.ожег объясняться неоднородностью состава компоста. Увеличение массовой доли песка в смеси в принципе так же можег оказать влияние на этот показатель.

3. Полученные величины среднего времени минерализации органического вещества компоста соответствуют наиболее быстрым скоростям разложения органического вещества наблюдаемым для лесного опада, почвы или торфа в составе удобрений (Гришина Л.А. и др., 1990; 'Гейт III Р., 1991; Chertov О. G., Komarov A.S., 1995; Дричко В.Ф., Мельников СЛ., 2000).

4. Влияние соотношения минеральной и органической компонент в субстрате па скорость трансформации ОВ характеризует период уменьшения содержания органического вещества вдвое (Т): при соотношении песокжомпост 3:1 полуразложение ОВ происходило в 1,8-2 раза быстрее, чем в других вариантах опыта. Вероятно, это связано с изменением водно-воздушного режима и, как следст вие, интенсивностью развития микрофлоры.

Изменения рН субстратов во времени зависело от соотношения кварцевый песок : компост (табл. 12). Уменьшение активности |Г и вариантах I и 2 па протяжении всего срока наблюдения и в вар 3 в период 0-59 су ток по форме аналогично уменьшению концентрации органического вещества и также аппроксимируется уравнением вида (6.1). Параметры модели представлены в табл. 14.

Таблица 14

Параметры модели изменения активности I Г

Вариант ' г2 Но. н,, Т,

мг-экв/л мг-эки/л сутки сутки

1. Компост 0,98 1,7* К)''±9,2* 10'' 4±1 2.8±0.7

2. Кварцевый песок + 0,95 1*кг-3 4*10"5 ±1,7* ИГ* 26±6 18+4

компост (1:1)

.1. Кварцевый песок т 0,99 1 * 105 3* КГ'+1.1* 10'' 5+1 3±()/>

компост' (Л: 1 )*

* период О! О до 54 суток

При соотношении нссок:комиост 3:1 (3-й вариант) в период от 59 до 301 суток активность П4 экспоненциально возрастала с периодом полуувеличення 76+34 суток (г2=0,98). .

Из данных табл. 14 следует, что наибольшая устойчивость к изменению кислотно-щелочных свойств субстратов наблюдалась при соотношении пе-сокжомпост 1:1 (период Т в 6 раз больше, чем в вар. I и 3). Полученные значения Т по порядку величин сравнимы с периодами полуумеиьшепия содержания органического вещества (табл. 13).

В течение первых 10-ти суток концентрация Са2' в вариантах 1-3 уменьшилась по сравнению с исходной на 60,2; 35,7 и 61,6% соответственно (табл. 12),. что практически совпадает с относительным уменьшением органического вещества за этот же период. Полученный результат позволяет предположить, что около 60% кальция в компосте связано с легкогидролизуемой частью органического вещества и при минерализации компоста частично переходит в труднорастворимые соединения. Если содержание органического вещества плавно уменьшалось в течение опыта, то концентрация обменного Са через 100-200 суток начинала возрастать.

Динамику концентрации обменного Са в субстрате можно аппроксимировать соотношением вида:

С(Са) = С1 схр(-^/г,) + СгехрС-//г2) + С311 -схр(-//г3)|, (6.2)

где СI , Сг и С) — концентрации обменного Са в субстрате, а Т|, т2 и Тч — соответствующие средние времена существования или образования этих лабильных форм. Параметры модели представлены в табл. 15.

Таблица 15

Параметры оценочной функции (6.2)

Вариант с, с2 с, ti х.ч г2

К'альцин

1. Компост 371+32 318±28 230132 0,2 45+15 103+57 0,99

2. Кварцевый песок 1 ком мне т (1:1) 37+7 71+5 74 ±4 0,2 70.1.27 1051.37 0.93

Kiwpueiu.iü песок i-компост (3:1) 24±2 17±2 22±3 0.2 55137 98160 0,99

Цинк

1. Компост ' 533±5К 426±51 571±20 0,2 39+9 44+7 0.98

2. Кварцевый песок t компост (1:1) 70±1 78±13 91+8 0,2 14+14 25+19 0.89

3. Кварцевый иссох компост (3:1) 26+3 29±3 32+2 0,2 43+19 77±32 0,99

Свинец

1. Компост 0 574±77 642±57 0,2 16,9+10 41 ±20 0,71

2. Кварцевый песок т компост (1:1) 0 92+10 71+7 0,2 I8±Í6 28±30 0.62

3. Кварцевый песок 1 ком nocí' (3:1) 10+4 25+3 22±1 I 27+11 52+19 0,98

Марганец

1. Компост 0 88+14 105+9 0,2 24 37 0.21

2. Кварцевый песок + компост (1:1) 2±3 12+3 11 ±0,3 0,2 17±I0 29+11 0.98

3. Кварцевый песок i компост (3:1) 0 6+0,2 5±0,1 0,2 22+5 35+10 0.93

Опыт показал, что в процессе минерализации компоста не происходит увеличения концентраций подвижных соединений 7лi, l'l> и Мп (экстраген г -ацетат-аммонийный буфер с рН 4,8), (табл. 16).

Таблица 16

Изменение концентраций подвижных соединений тяжелых металлов и субстратах в процессе минерализации компоста из ТБО, мг/кг сухого

вещества

Пари- Су тки

ив г ° ,0 31 59 1 13 190 301

7,11

1. <>60.0 446АО 491±21 490А37 588156 551+24 566114

2. 147.7 71 A4 68 ± 1 90А40 87121 106+47 7КН2

3. 55,5 27 A3 . 25 + 1 24 А 2 28 + 4 28 + 2 32 ! 3

l'b

1. 572.0 463 АН! 430A3 493A6I 654A4 2 531А 7 708+328

2. 89,2 82AI7 56+3 68+28 81 +9 65 + 8 68 А 9

3. 34,4 21 A4 18± 2 18А2 20 А 2 23 ±7 22 + 2

Mn

1. 88,0 84 ±34 82 А 8 90 + 3 133A2I 98.0 А 5,6 84 А 3

2. 14,3 10 А 1 9,3 А 0,6 9,7 А 0,6 11 А2 10,7 А 1,1 1 1 А 1

3. 5,<> 5 А 1 4,3 А 0,6 4,3 > (1,6 5.0 А 0,5 4.7 А 0.6 5,0 > 0.5

Кривые изменения концентраций тяжёлых металлов (Zn, l'b, Mn) п C'a оказались сходными h описывались уравнением аналогичным (6.2). Параметры модели представлены в табл. 15.

И течение компостирования наблюдалось два разнонаправленных процесса - увеличение концентрации NOj и уменьшение концентрации N1в субстратах (табл. 12). Однако эти процессы носят сложный волнообразный характер. Чтобы приблизительно оценить направление и скорости процессов можно воспользоваться приближением к линейной зависимости:

N(t) = No + b ' t,

где N(l)-.концентрация NOj или N11,, в компосте и субстратах па момент времени t, No - начальная концентрация NO.( или Nll4 в компосте и субстратах, b - скорость увеличения (для NOj) или уменьшения (для NM4) концентраций, мг/кг'сутки.

Скорость уменьшения концентрации N11^ в варианте 1 составила 0,61 мг/кг*сутки и была существенно выше, чем в вариантах 2 и 3 - в 6-8 раз. 13 отношении скоростей увеличения нитратного азота такого эффекта не наблюдали. Скорость увеличения NO3 составила 0,4-0,5 мг/кг*сутки"'. Корреляционная связь между концентрациями NOj и NH4 отсутствовала.

Уровень содержания аммония и варианте с компостом доспи высшей точки к 59 суткам (табл. 12). Как показывают наши исследования (Витковская С.II, 2000), свежий компост из ТГ>0 фитотоксичсн. Фитонжсическое действие компоста прекращается через 2 месяца после внесения компоста в почву. Возможно, что высокий уровень содержания аммонийного азота является причиним сто фнтотокспчпости.

ГЛАВА 7. Переход тяжелых металлов в системе компост из твердых бытовых огходов-раствор в зависимости от pli экстрагента

(модельный лабораторный опыт 2)

7.1. Причины низкого уровни биодоступностн тяжелых металлов II системе компост' из ТБО-почва-расгение

Обобщая ли тературные данные и результаты исследовании, изложенные в гл.6, низкий уровень биодоступностн ТМ, присутствующие в компосте, можно объяснить следующими причинами: 1. ТМ в компосте находятся преимущественно в составе органических соединений. ■ 2. В процессе трансформации OB компоста ТМ переходят в раствор в основном в составе растворимых органических комплексов. 3. Компост оказывает централизующее действие на почвенную кислотность. При высоких значениях рП катионы ТМ образую!' с анионами почвенного раствора малорастворимыс соединения (гидрокенды, карбонаты, фосфаты) н прочные комплексы с органическими лигппдами. 4. Металлы, освободившиеся в процессе биогеохимической трансформации органических соединений, фиксируются в ульграмикроскопическмх новообразованиях гидроксидов железа.

7.2. Зависимость перехода ТМ в системе компост' из TliO - раствор от |>П

экстрагспга

В качестве экстрагентов использовали дистиллированную воду с pli 0,4 и растворы MCI с pl I от 2,1 до 0,1.

Принимая максимальное содержание кнслоторасгнориммх. соединений металла за 100%, можно рассчитать экстрагируемую долю (%) для каждого значения рП (табл. 17).

В условиях нейтральной реакции среды (рП экстрагспта 6,4) наиболее интенсивно в раствор из комиостов (вар.1,2) переходили Sb н Ni — до 43 и 25% соответственно. Значительный переход (более 20%) Pl>, Zn, Си, Со н 1;е в раствор начинался при реакции рП 1,2, Mil - при pli 1,8.

Проведенные нами ранее исследования показывают (Витковская ( Mi., Дричко В.Ф., 1998; Витковская С.Е., Дрйчко В.Ф., 2001) что поступление Sb в растения зависит от концентрации фосфора в почве или растворе. Установлено также (Витковская С.В., Дричко В.Ф., 1997) наличие тесной корреляции между накоплением 33Р и l25Sb растениями. При внесении раствора Sb в дерпопо-

подзолистую средпссуглинистую почну через год в вытяжку Кирсанова переходило менее 5% от внесенного количества. С увеличением содержания подвижных фосфатов в почве количество десорбированной сурьмы снижалось.

Таблица 17

Экс трагируемая доля(%)ТМ в зависимости от р!1 раствора

Вариант pi I раст вора

6,4 2,1 1,8 1,4 1,2 0,8 0.4 0.1

Zn

1. Свежий ТБО 1.2 3,1 5,4 16,3 100 95,2 96,3 96.3

2. 1 одичный ТБО 0,8 1,6 2,5 16,7 100 95,3 97,3 96,4

Си

1. Снсжнй ТБО 16.1 9.7 9.7 12,9 54,8 87,1 100 97,4

2. 1 'одичный ТБО 1.7 1.7 1,7 1,7 16,9 67,8 91,5 . 100

Мп

1. Снсжнй ТЬО 5,4 13,5 20,2 44,5 79,5 99,7 100 92.9

2. Годичный ТБО 2,7 6,8 15,1 42,5 76,7 90,4 95,9 100

Ni

1. Свежий ТБО 25,0 25,0 25,0 50,0 75,0 87.5 100 87,5

2. 1 одичный ТБО 9,3 9,3 9,3 18,5 55,5 83.3 92.6 100

Со

1. Свежий ТБО - - - - 100 100 100

2. Годичный ТБО - ■ - - - 50,0 50,0 100 100

Fe

1. Свежий ТБО 0,5 0,8 5,3 8,2 34.2 70,6 100 96.1

2. Годичный ТБО 0,2 0,15 0,15 0,7 20.4 54,3 86,4 100

РЬ

1. Свежий ТБО 0,07 0.04 '0.04 0.09 27,1 55,1 93,9 101)

2. 1 '»личный ТБО 0,06 0.06 0.02 0,06 4.1 81,9 77,4 100

Sb

1. Свежий ТБО 43,4 47,2 52,8 66,0 43.4 56,6 62,3 100

2. Годичный ТБО 17,8 28,1 31,8 39,2 35,5 48,1 83,7 100

Вероятно, это связано с процессами хемосорбции (Витковская С.Б., 1996). Следовательно, можно предположить, что при внесении компоста из ТБО в почву Sb будет сорбироваться твердой фазой, и поступать в растения в ограниченных количествах.

Переход ТМ в раствор зависел от срока выдержки компоста. Экстрагируемая доля Znи Мп в интервале рН 6,4-1,8, Си, Ni, РЬ и Sb в интервале рН 6,4-1,2 и Ре в интервале pli 6,4-0,8 в вар. 2 была существенно ниже, чем вар. 1 (табл. 17). Вероятно, это связано с возрастанием количества комплек-

сов этих элементов с гумусовыми кислотами, которые образуются в процессе трансформации органического вещества компоста.

По экстрагируемости в интервале рН 6,4-1,8 металлы, содержащиеся в компосте можно расположить в ряд:

SI) > N¡ > Mn > Cu > Zn > 1'с> 1Ч> > Со. ;

Увеличение уровня кислотности экстрагента в интервале рП от 1,2 до (1,1 сопровождалось изменением интенсивности окраски фильтратов ог светло бурой до бурой. Именно в данном интервале рН наблюдали наиболее интенсивный переход Pb, Zn, Cu, Со и Fe в раствор. Вероятно, в компосте данные элементы в основном связаны с органическими соединениями и переходили в раствор в составе комплексных соединений. Это предположение подтверждается наличием тесной корреляции (г от - 0,8 до - 0,9) между светопропускапи-ем pac í воров и экстрагируемой долен ТМ.

Можно предполагать, что вероятность загрязнения растений тяжелыми металлами при использовании компоста из ТБО возрастает при подкислении почвы.

ГЛАВА 8. Агроэкологичсскаи характеристика компост» из твердых

бытовых отходов

В разделе приводятся данные литературы и результаты наших исследований о химическом составе компоста, изменении его свойств при хранении, влиянии па свойства почвы. Показано, что использование компоста из ТБО улучшает физические, химические и биологические свойства почвы, почвенную структуру, уменьшает эрозию, увеличивает влагоудерживающую способность (Дуденков С.В. и др., 1984; Жардип Д., 1999; Цуркап М.А. и др., 1989; Serrawittling С. et al., 1996; Рышкова J1. К. и др., 1979; Шершнев Е.С. и др.. 1999; Скворцов Л.С. и др., 1999; Арзамасова 3. А., Рышкова Л. К., 1979; Deportes I.. et al., 1998; Кузьменкова A. М., 1976; Попов А.В. и др., 1977). По содержанию углеводов, белков и лигнина бытовые отходы сравнимы с растительными остатками, поступающими в почву (оценку проводили по данным (Арзамасова 3. А., Рышкова Л. 1С., 1979; Орлов Д.С., 1990)).

Па основании результатов исследований, а также данных, предоставленных Санкт-Петербургскими заводами МПБО, нами разработаны «Технические условия» на компост из ТБО (ТУ 0392-001-25894576-2001; ТУ 2189-00503280885-2003). .

Согласно ТУ компост, производимый в Санкт-Петербурге, соответствует следующим нормам (на сухое вещество): 1. По химическим показателям: pll — не менее 6,5; массовая доля ОВ - не менее 50%; N - не менее 0,8%; Р2О5 - не менее 0,5%; 1С20 — не менее 0,3%; СаО — не менее 0,7%.

2. По содержанию микроэлемен тов, мг/кг: Си — не более 300; Zn — не более 1500; Со — не более 25; Cd — не более 5; РЬ - не более 1900; Ст - не более 250; Ni — не более 100; As — не более 5; Hg -не более 5.

Ограничивающим фактором применения компоста является повышенное содержание тяжелых металлов. По нашим данным (Витковская С.Н., 2002) использование компоста в качестве органического удобрения и мелиоранта должно быть ограничено в первую очередь из-за повышенных концентраций РЬ, Ъп, Си, которые в отдельных партиях могут достигать 1900, 1500, и 300 мг/кг соответственно. В настоящее время компост из ТЬО может использоваться для повышения плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур только при условии обоснованного нормирования и жесткого контроля доз и периодичности внесения в почву.

ТУ разработаны нами, исходя из положения, что после использования компоста в качестве удобрения (как разового, так и многократного), концентрация в почве любого из ТМ не должна превышать 0,8 предельно допустимой их концентрации (ПДК) в почве (ТУ 2189-005-03280885-2003).

I (риводигся алгоритм вычислений допустимой дозы внесения компоста.

ДД-ОМ,,. = (0.8 ПДК„ - Сфо„) М„ / (Ском„. - Сфо(1) Т,

где /V1ki.mii - допустимая доза внесения компоста, т/га сухой массы, 11ДК„ -предельно допустимая концентрация микроэлемента в почве, С,|Юи - концентрация микроэлемента в почве до внесения компоста, мг/кг сухой массы, М„ -масса пахотного слоя почвы, т/га; .С«„м|,. — валовое содержание микроэлемента в компосте, мг/кг сухой массы; Т - количество лет, в течение ко торых ежегодно планируется вноситься компост. Величина Г1ДК„ (ОДК) выбирается с учетом гранулометрического состава и кислотности почв (ГН 2.1.7.020-94).

Допустимая доза внесения компоста (ДД«>М„) рассчитывается для каждого из тяжелых металлов, концентрация которых в компосте выше, чем ПДК для почвы. Лимитирующей дозой считается наименьшая из полученных значений ДДшмм. Если компост из ТБО планируется вносить ежегодно в течение более 2-х лет, при расчете'^Шкомм за С„|м„ следует принимать максимально возможные концентрации, приведенные выше (ТУ).

ВЫВОДЫ

1. Важным компонентом стратегии устойчивого развития является решение, проблемы управления твёрдыми бытовыми отходами (ТБО). Из широко применяемых методов обезвреживания ТБО метод биотермической переработки является наиболее экологически чистым. Использование биотер-мически переработанных ТБО для повышения плодородия почв, при условии нормирования и контроля, экологически безопасно для окружающей среды в отличие от сжигания или создания техногенных геохимических образований (свалки, полигоны) с аномально высокими концентрациями органического вещества, макро- и микроэлементов.

2. Внесение ТБО в сельскохозяйственные и городские земли является одним из активных элементов замыкания биологического круговорота веществ, по-

зволяет снизить негативное воздействие на окружающую среду продуктов трансформации на свалках (полигонах) или сжигания органосодержащей фракции ТБО. Захоронение ТБО, а также уничтожение их при сжигании можно рассматривать как существенный фактор антропогенного воздействия па глобальные циклы элементов (углерод, азот, фосфор) в биосфере.

3. Для компостов полученных из ТБО характерно наличие всех элементов, необходимых для питания растений. Содержание органического вещества в свежем компосте составляет не менее 50% сухого вещества. По содержанию углеводов, белков и лигнина компост сравним с растительными остатками, поступающими в почву. Внесение компоста из ТБО в дерново-подзолистые почвы улучшает агрохимические и агрофизические свойства почв, обеспечивает увеличение содержания подвижных соединений био-фнльпых элементов.

4. Впервые изучена динамика агрохимических параметров дерпово-1юдзоллсгой почвы при использовании компоста из ТБО в качестве органического удобрения и мелиоранта. Результаты опытов показали, что за 3-летний период взаимодействия компостов с почвой скорости уменьшения концентраций подвижного калия в почве в 2-4 раза превышали скорости уменьшения концентраций подвижного фосфора. В нолевом опыте в вариантах с компостом из ТБО скорости уменьшения концентраций Р2О5 и К20 н почве были ниже в 2-2,3 и в 1,8-3,4 раза соответственно по сравнению с вариантом (NPK+известняковая мука).

5. Экспериментально показано, что компост из ТБО оказывает длительное нейтрализующее действие па почвенную кислотность. Использование сю на кислых дерново-подзолистых почвах равноценно известкованию. Впервые установлено, что нейтрализующее действие компоста более продолжительно, чем при использовании известняковой муки. С I т компоста (сухого вещества) в почву поступает от 55 до I 18 кг Са. 'Значительная доля Са находится в соединениях, способных к диссоциации с высвобождением ионов Са2' при взаимодействии с почвенным раствором. Скорости увеличения концентраций обменного Са2' в течение первых 3-4 месяцев взаимодействия мелиорантов с почвой в 5-30 раз превышали скорости уменьшения концентраций Са2+ в последующий период (2-2,5 года) наблюдения.

6. Установлено, что при использовании компоста из ТБО в качестве компонента субстратов (почво-компостпая смесь) необходимо учитывать cío нейтрализующую способность. Наиболее благоприятными для роста н развития растений агрохимическими свойствами характеризуются субстраты, приготовленные, при соотношении почважомпост 3:1. Дальнейшее увеличение объемной доли компоста в субстратах приводит к увеличению их щелочности.

7. С 1 г компоста из ТБО (сухого вещества) в почву поступает не менее 10 кг азота. Выявлено, что соотношение аммонийной и нитратной форм азота в компосте зависит от срока выдержки. В порядке увеличения содержания нитратного азота (мг/100 г сухого вещества) компосты располаг аются в ряд: свежий (2,9) < < годичный (26,8) < биотопливо (35,4). В свежем компосте

минеральный азот находится преимущественно в аммонийной форме. В процессе минерализации компоста происходит увеличение содержания ни тратного азота. При внесении свежего компоста в почву в течение первых 1,5-2 месяцев может наблюдаться дефицит нитратного азота.

8. На основании многолетних исследований установлено, что влияние компоста из ТБО на урожайность сельскохозяйственных культур зависит от срока выдержки компоста, продолжительности контакта компоста с почвой и видовых особенностей растений. Свежий компост фитотоксичеп. Впервые экспериментально показано, что через 2 месяца после внесения в почву фитогоксическое действие свежего компоста прекращается. При внесении свежего компоста с осени фитотоксический эффект отсутствует. После прекращения фиготоксического эффекта внесённого в почву свежего компоста его влияние на урожайность сельскохозяйственных культур и вынос био-фильных элементов растениями более продолжительно, чем влияние компоста, прошедшего стадию дозревания в штабелях или использованного в качестве биотоплива. Внесение свежего компоста в почну в условиях микрополевого опыта обеспечивало существенную прибавку урожая (пекинская капуста; кормовые бобы) в течение 3-х вегетационных периодов. На кислой дерново-подзолистой почве влияние компоста на урожай зерновых культур может быть равноценно влиянию минеральных удобрений в сочетании с известкованием (полевой опыт). Урожайность зерна ячменя при внесении свежего компоста из ТБО с осени (17 т/га сухого вещества) была в 2,2 — 2,4 раза достоверно выше, чем в контроле и превышала урожайность в варианте (ЫэдРчоКод) в 1,4-1,6 раза. Последействие свежей» компоста на урожай овса через год после внесения было равноценно повторному внесению минеральных удобрений: урожай зерна был выше, чем и контроле в 1,7-1,9 раза и не имел существенных различий с вариантами, в которых повторно были внесены минеральные удобрения (N7<1P7<1K7<1).

9. Нормированное использование компоста в качестве органического удобрения и мелиоранта не приводит к загрязнению почв и урожая тяжелыми металлами. Доступность ТМ зависит от скорости минерализации компоста и видовых особенностей растений. Концентрации ТМ в растениях, выращенных на субстра тах приготовленных из биотсрмически переработанных ТБО, соответствуют санитарным нормам. Повышенные концентрации ТМ могут наблюдаться в корневой системе растений. Тяжелые металлы, поступающие в почву при использовании компоста, длительное время (как минимум, 4-5 лет) находятся в труднодоступных для растений формах. Из всех присутствующих в компосте тяжелых металлов цинк наиболее биодоступен. В процессе минерализации органического вещества компоста в условиях нейтральной и слабо щелочной среды биодоступность /11, Си, РЬ, МпиНе снижается.

10. Низкий уровень биодоступности ТМ в системе компост-почва-растепие можно объяснить следующими причинами: а) ТМ в компосте находя тся преимущественно в составе органических соединений, б) В процессе трансформации органического вещества компоста тяжелые металлы передо

ходят в раствор в основном в составе растворимых органических комплексов. в) Компост оказывает нейтрализующее действие на почвенную кислотность. При высоких значениях рН катионы ТМ образуют с анионами почвенного . раствора малорастворимые соединения (гидроксиды, карбонаты, фосфаты) , и прочные комплексы с органическими лигандами. г) Металлы, освободившиеся в процессе трансформации органических соединений, фиксируются в ультрамикроскопических новообразованиях гидрокендов железа. Вероятно, динамика перераспределения ТМ в системе компост-почва-растения должна зависеть от скорости нодкисления почвы и окиели-тельпо-восстановительных условий.

I I. Впервые экспериментально установлено, что в оптимальных для разложения органического вещества условиях в течение , года компостирования компоста и субстратов с различным соотношением кварцевый песок : компост минерализации подвергается 67-75% органического вещества. Наиболее интенсивно минерализация органической компоненты происходит в течение первых 10 суток: относительное содержание ОВ уменьшается на 45-64%. Изменения содержания ОВ, активности Н', концентраций обменного Са2' и подвижных соединений ТМ (2п, РЬ, Мп) во времени описываются экспоненциальными уравнениями различной сложности. Процесс трансформации органического вещества сопровождается уменьшением концентраций обменного Са и ЫН4 и увеличением концентрации ЫОз. В процессе минерализации компоста не наблюдали увеличения содержания подвижных соединений тяжелых металлов (У.п, РЬ, Мп).

12. Впервые установлено, что переход ТМ в системе компост-раствор зависит от рП экстрагепта н свойств химических элементов. В условиях'нейтральной реакции среды (рН экстрагепта 6,4) наиболее интенсивно н раствор переходили БЬ и N1 - до 43 и 25% соответственно. Значительный переход (более 20%) 1'Ь, 7л\, Си, Со и 1-е в раствор начинался при реакции рП 1,2, Мп - при рН 1,8. В ин тервале рН экетрагента 6,4-1,8 подвижность металлов, содержащихся в компосте, уменьшалась в ряду: БЬ > № > Мп > Си > '¿п > Ге > РЬ > Со. Можно предполагать, что '.вероятность загрязнения растений ТМ возрастает при подкислепии почвы. Переход ТМ и раствор зависел также от срока выдержки компоста. Экстрагируемая доля /,п и Мп в интервале рН 6,4-1,8, Си, N1, РЬ и БЬ в интервале рП 6,4-1,2 и 1-е в интервале рП 6,4-0,8 из компоста годичной выдержки была существенно ниже, чем из свежего компоста. Вероятно, это связано с возрастанием количества комплексов этих элементов с гумусовыми кислотами.

13. Использование .компоста из ТБО, производимого на Санкт-Петербургских заводах МПБО, в качестве органического удобрения и мелиоранта должно быть ограничено в первую очередь из-за повышенных концентраций РЬ, Zn и Си которые в отдельных партиях могут достигать 1900, 1500, и 300 мг/кг соответственно. Систематическое, бесконтрольное использование компоста может привести к полиэлементному загрязнению почв. В настоящее время компост может использоваться для повышения плодородия почв и уро-

жайпости сельскохозяйственных культур только при условии обоснованных нами нормирования, контроля доз и периодичности внесения. '

14. Качество компоста, производимого на заводах по биотермической переработке ТБО, должно соответствовать требованиям «Технических условий». Мри использовании компоста необходимо соблюдать требования. охраны окружающей среды и указания по применению, регламентированные «Техническими условиями». На основании проведенных исследований нами разработаны «Технические условия» на компост из ТБО, вырабатываемый на Санкт-Петербургских заводах ГУН «Завод М11БО-2» и ЗЛО «Опытный завод МПБО».

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Компост из "П>0 рекомендуется применять в качестве органического удобрения и компонента питательных субстратов и грунтов в сельском хозяйстве, лесном и садово-парковых хозяйствах, а также для восстановления плодородия и первичного окультуривания мелиорированных земель, при эксплуатации и благоустройстве полигонов и свалок.

2. Компост обладает способностью нейтрализовать почвенную кислотность, поэтому рекомендуется его применять па почвах, нуждающихся в известковании.

3. В качестве биотоплива для обогрева теплиц рекомендуется использован, свежий компост, или компост, который хранился в штабелях не более 9 месяцев.

4. Оптимальный срок внесения компоста - осенью под основную обработку почвы. Компост вносят машинами для разбрасывания органических удобрений, агрегатируемыми с тракторами соответствующего класса. Допустимо весеннее внесение под перепашку или дискование компоста со сроком выдержки в штабелях не менее 6 месяцев. При внесении весной свежего компоста временной интервал между внесением компоста в почву и посевом (посадкой) должен составлять не менее 2-х месяцев. Допустимо летнее внесение компоста при капитальном ремонте паровых и других севооборотных площадей, свободных от рано убираемых культур.

5. При использовании компоста предварительный анализ почвы па содержание тяжелых металлов (Си, 7лл, Сс1, РЬ, Сг, N1, Со, 8Ь, 1Ая и р! I является обязательным. После внесения компоста из ТБО в почву (как разового, так и многократного), концентрация тяжелых металлов и мышьяка в почве пе должна превышать 0,8 ПДК.

6. При расчете допустимой дозы внесения (ДД,««,,.) следует использовать данные по валовому содержанию тяжелых металлов в компосте.

7. Разовая доза внесения компоста в зависимости от концентрации тяжелых металлов п почве (местный геохимический фон) и механического состава почвы может составлять в т/га сухого вещества:

■

♦ под пропашные и зерновые культуры для песчаных и супесчаных почв от 5 до 15; для суглинистых и глинистых — от 5 до 30;

♦ при закладке и ремонте сенокосов и пастбищ, рекультивации земель и создании газонов от 10 до 50.

8. Для приготовления субстратов и фунтов целесообразно использовать свежий компост или компост, прошедший стадию компостирования в штабелях (4-8 мес.). Смеси, приготовленные на основе свежего компоста должны выдерживаться в течение 2-3 мес. при положительной температуре. Для приготовления субстратов можно применять минеральную почву или песок. Возможно также использование торфа и некоторых промышленных отходов. Все компоненты субстрата должны легко и равномерно смешиваться.

9. 11ри выборе компонентов для смешивания с компостом следует учитывать: гранулометрический состав (нежелательно использовать тяжелые суглинки и глины); кислотность (рН); химический состав (содержание элементов питания и тяжелых металлов). В случае недостатка элементов питания в субстрате необходимо дополнительное внесение минеральных удобрений. Содержание тяжелых металлов в субстрате не должно превышать 11ДК (ОДК) для почвы. Следует учитывать кислотность компонентов: если все они имеют нейтральную реакцию рН, в процессе трансформации органического вещества компоста будет происходить подщелачива-пие субстрата. Избыточная щелочность может окачивать отрицательное влияние на рост и развитие растений.

Ю.Доля компоста в составе почво-компостпых смесей (в зависимости от назначения), но обьему не должна превышать 25-50%.

I 1.11ри использовании компоста из Т1>0 необходимо соблюдать требования охраны окружающей среды:

♦ Внесение компоста должно осуществляться но прямоточной технологической схеме.

Заделка компоста в почву является обязательным условием его использования. Нельзя разбрасывать компост по снегу шмон и по мерзлой земле весной и осенью.

♦ 'Запрещается использование компоста из TIJO в качестве органического удобрения: на территории первого пояса санитарной охраны источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения; во втором поясе санитарной охраны источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения; в сельском хозяйстве при залегании грунтовых вод менее 2,5 м от поверхности почвы.

♦ Запрещается использование компоста в качестве биотоплива для обогрева теплиц, если уровень залегания грунтовых вод под теплицей менее. 1,5 м.

♦ При многократном использовании компоста в качестве удобрения, через каждые 4 года необходимо проводить агрохимическое обследование полей с обязательным определением концентраций микроэлементов в почве.

Список основных т рудов но теме диссертации

I. Сафонов Л.П., Витковская C.IÍ. Влияние минеральных удобрении и условий увлажнения на трансформацию гумусовых веществ дерново-

подзолистых почв //Тезисы докладов международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Воронеж, 1991. Ч. 1. - С. 3839.

2. Витковская С.Е., Дричко В.Ф., Мирюгина Т.А. Поступление 33Р и ,25Sb в растения в условиях водной культуры 7/. Радиационная биология. Радиоэко-огия. 1997. Т.37. Вып.1.-С. I I Ы 16.

3. Витковская С.Н., Дричко В.Ф. Сурьма в окружающей среде // Агрохимия. 1998. №6.-С. 86-89.

4. Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Сравнение поступления 33Р и l25Sb в растения в условиях водной и почвенной культур // Радиационная биология. Радиоэкология, 1998. 'Г.38. Вып.З. - С. 456-461.

5. Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Влияние содержания подвижных фосфатов в почве на накопление, радиосурьмы растениями пшеницы//Научные основы ведения агропромышленного производства в условиях крупных радиационных аварий: Материалы Всесоюзной научной конференции. Обнинск, 1998. - С. 78-80.

6. Ви тковская C.B., Дричко В.Ф. Параметры доступности для растений фосфора и радиосурьмы // Гумус и почвообразование: Сборник научных трудов СПбГЛУ. СПб.: Изд-во СПбГАУ, 1998. - С. 136-139.

7. Витковская C.B. Изменение реакции почвы при использовании органических отходов в качестве нетрадиционных удобрений 1! XXI век: молодежь, образование, экология, ноосфера: Тезисы докладов. Седьмая ежегодная научная конференция. СПб.: Изд-во СГ16ГУ, 1999. - С.46-47.

8. Витковская С.Е. Особенности перехода тяжелых металлов в системе нетрадиционные органические удобрения-почва-растения // Полевые эксперименты для устойчивого земледелия: Труды третьего международного коллоквиума / Международная организация механизации полевых экспериментов и исследований. СПб., 1999. Т.1. - С. 150-153.

9. Витковская С.Е. Поступление тяжелых металлов в растения при использовании компоста из твердых бытовых отходов в качестве органической) удобрения // Агрохимия. 2000. №5. - С.78-82.

Ю.Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Поступление 125Sb в растения яровой пшеницы при различных уровнях обеспеченности фосфором (опыты с водной и почвенной культурами)//Агрохимия. 2001. №5.-С. 70-75.

11 .Витковская C'.E. Агроэкологическая оценка компоста из твердых бытовых отходов как удобрения и биотоплива для пленочных теплиц // Агрохимия па рубеже веков: Бюллетень ВИУА им. Д.И. Прянишникова. Москва, 2000. №113.- С. 117-1.19.

12.Бугаев В.В., Витковская С.Е. Экологические проблемы ресурсосберегающих технологий использования компостов из твердых бы товых отходов в овощеводстве защищенного грунта // Технологии и технологические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводс тва в Северо-западной зоне России: Сборник научных трудов СЭПИИМЭСХ. СПб., 2000. Вып. 71. - С. 82-88.

13.Vitkovskaya S., Drichko V. Decaying anthropogenic flows of materials as conili-

tion of stability for the agrosphere // Proceedings. Fifth International Symposium and Exhibition on Environmental Contamination in Central and Eastern Europe. 12-14 September 2000, Prague, Czech Republic. Prague, 2000. DOE Document number: DOE/EM-0584.

l4.1/.osimova, S. Vitkovskaya Distribution of Ni in the Plant-Soil System on Contaminated Lands // Proceedings. Filth International Symposium and Exhibition on Environmental Contamination in Central and Eastern Europe. 12-14 September 2000, Prague, Czech Republic. Prague, 2000. 1K)E Document number: D01i/EM-0584.

15.Вигковская С.Е, Экологический аспект включения переработанных твердых Си говых отходов в биологический круговорот веществ // Современные проблемы органической химии, экологии и биотехнологии: Материалы международной научной конференции. Луга: КГУ, 2001. Т.2.. - С.25-26.

1 б.Питковская С.Е., Дричко В.Ф. Влияние органических отходов на агрохимические свойства дерноьо-подзолистой почвы и поступление тяжелых металлов в растения // Агрохимия. 2002. №7. - С. 5-10.

17.Витковская С.Е. Использование органических отходов для повышения плодородия почв — необходимое условие замыкания биологического круговорота веществ // Агрофизика XXI века» (к 70-летию образования Агрофизического института): Труды международной научно-практической конференции. СПб., 2002,- С. 446-449. '

!8.Izossimova, S. Vitcovskaya The Influence of genetically caused plants peculiarities of accumulation of Ni // Полевые эксперименты для устойчивого развития сельской местности: Матералы четвертого международного коллоквиума, 9-12 сентября 2002. СПб., 2003. - С. 221-222.

19.Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Динамика кислотности почвы и подвижных долей кальция, калия и фосфора при использовании компоста из твердых бытовых отходов // Почвоведение. 2004. №5. - С. 596-603.

20.Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Влияние компоста из твердых бытовых отходов па урожай зерновых культур и агрохимические свойства дерпово-нодэолистой почвы // Агрохимия. 2004. №6. - С. 35-41.

21.Витковская С.Е. Агроэкологический аспект использования твердых бытовых отходов для мелиорации кислых почв // Экологические и технологические вопросы производства и использования органических и органомине-ральных удобрений па основе осадков сточных вод и твердых бытовых отходов: Материалы международного симпозиума (16-19 сентября 2003), Владимир. М.: РАСХН - ВНШ1ТИОУ, 2004. - С. 106-108.

22.Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Компост из твердых бытовых отходов. Технические условия // Экологические и технологические вопросы производства и использования органических и органоминеральных удобрений на основе осадков сточных вод и твердых бытовых отходов: Материалы международного симпозиума (16-19 сентября 2003), Владимир. М.: РАСХН -ВНИПТИОУ, 2004. - С. 108-111.

23.Витковская С.Е. Динамика подвижных форм химических элементов в процессе минерализации компоста из твердых бытовых отходов // Почва — на-

циональное достояние России: Материалы VI съезда Докучаевского общества почвоведов. Новосибирск, 2004. Книга 1. - С. 42.

24.Изосимова A.A., Дричко В.Ф., Витковская С.Е. Поступление никеля в растения рапса при возрастающих дозах извести'// Почва - национальное достояние России: Материалы VI съезда Докучаевского общества почвоведов.

. Новосибирск, 2004. Книга 2. - С. 57.

25.Витковская С.Е. Изменение содержания подвижных форм химических элементов в процессе трансформации органического вещества компоста из •твердых бы товых отходов // Агрохимия. 2005. №4. - С. 27-3 I.

26.Литвинович A.B., Павлова О.Ю., Лаврихцев A.B., Витковская С.Е. Экологические аспекты известкования почв конверсионным мелом // Плодородие, 2005. № 1.С. 23-26.

27.Витковская С.Е. Динамика подвижных соединений макро- и микроэлементов в процессе минерализации компоста из ТБО // Гумус и почвообразование: Сборник научных трудов СПбГАУ. СПб.: Изд-во СПбГАУ, 2005. - С. 222 - 226.

28.Витковская С.Е., Супсрнева OJI. Переход тяжелых металлов в системе компост из ТБО - раствор в зависимости от реакции pH экстрагеига // Гумус и почвообразование: Сборник научных трудов СПбГАУ. СПб.: Изд-во СПбГАУ, 2005. - С. 226 - 229.

29.ТУ 0392-001-25894576-2001. Компост из твердых бытовых отходов. Технические условия. - В вед. 15.05.2001 / Д.И. Осипов, С.Е. Витковская, С.С. Плева и др. - СПб., 2001. - 19 с. .

30.ТУ 2189-005-03280885-2003. Компост из твердых бытовых отходов. Технические условия. - Введ. 01.03.2003 / А.И. Осипов, С.Е. Витковская, С.С. Баева, В.Ф. Дричко. - СПб., 2003. - 24 с.

Подписано в печать 29.06.06. Формат 60x84 1/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. листов 2,56. Тираж 100 экз. Заказ № 20

ЦОП тшкмрафии Издательства СПбГУ 199061, С-Г1етербург, Средний пр., д.41.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Витковская, Светлана Евгеньевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТВЕРДЫМИ БЫТОВЫМИ ОТХОДАМИ КАК НЕОБХОДИМОЕ УСЛОВИЕ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ.

1.1. Перспективы использования биотермически переработанных твердых бытовых отходов для повышения плодородия кислых почв.

1.2. Общемировая проблема управления твердыми бытовыми отходами.

1.3. Оценка изменения качества окружающей среды при различных методах удаления твердых бытовых отходов.

1.3.1. Изменение качества окружающей среды при захоронении

ТБО на полигонах и свалках.

1.3.1.1. Свалки представляют собой источник загрязнения приземного слоя атмосферы.

1.3.1.2. Свалки воздействуют на геологическую среду.

1.3.1.3. Захоронение ТБО как один из факторов антропогенного воздействия на глобальные циклы элементов в биосфере.

1.3.2. Изменение качества окружающей среды при термическом обезвреживании твердых бытовых отходов (сжигании).

1.3.3. Изменение качества окружающей среды при механизированной переработке твердых бытовых отходов.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Микрополевой опыт 1. Влияние компоста из твердых бытовых отходов на агрохимические свойства дерново- подзолистой почвы, рост, развитие и химичесий состав растений.

2.2. Микрополевой опыт 2. Урожайность и химический состав растений при использовании компоста из твердых бытовых отходов в качестве компонента питательных субстратов.

2.3. Полевой опыт. Вличние компоста из твердых бытовых отходов на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы, урожай и химический состав зерновых культур.

2.4. Модельный лабораторный опыт 1. Изменение подвижности химических элементов в процессе трансформации органического вещества компоста из твердых бытовых отходов.

2.5. Модельный лабораторный опыт 2. Переход тяжелых металлов в системе компост из твердых бытовых отходов-раствор в зависимости от рН зкстрагента.

2.6. Методы исследований.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ КОМПОСТА ИЗ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ, РОСТ, РАЗВИТИЕ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РАСТЕНИЙ.

3.1. Динамика кислотности почвы, обменного кальция и подвижных соединений фосфора и калия при использовании компоста из ТБО в качестве органического удобрения.

3.2. Динамика нитратного азота в почве в процессе минерализации компоста из ТБО.

3.3. Влияние компоста из ТБО на рост и развитие растений.

3.4. Влияние компоста из ТБО на химический состав растений.

3.4.1. Влияние компоста из ТБО на накопление тяжелых металлов растениями.

3.4.2. Влияние компоста из ТБО на накопление азота, фосфора, калия и кальция растениями.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ КОМПОСТА ИЗ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ, УРОЖАЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР.

4.1. Влияние компоста из ТБО на урожай зерновых культур.

4.2. Влияние компоста из ТБО на химический состав зерновых культур.

4.2.1. Зависимость поступления химических элементов в растения от условий проведения эксперимента.

4.2.2. Влияние компоста из ТБО на вынос азота, фосфора, калия и кальция с урожаем зерновых культур.

4.2.3. Влияние компоста из ТБО на поступление тяжелых металлов в растения.

4.3. Динамика кислотности почвы и подвижных соединений кальция, фосфора и калия в процессе трансформации компоста из ТБО в условиях полевого эксперимента.

4.4. Динамика кислоторастворимых соединений цинка, меди и марганца в почве в процессе трансформации компоста из ТБО.

ГЛАВА 5. УРОЖАЙНОСТЬ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОМПОСТА ИЗ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ КОМПОНЕНТА ПИТАТЕЛЬНЫХ СУБСТРАТОВ.

5.1. Урожайность сельскохозяйственных культур при использовании компоста из ТБО в качестве компонента субстратов.

5.2. Влияние субстратов на основе компоста из ТБО на накопление тяжелых металлов растениями.

5.3. Динамика кислотности субстратов. Зависимость содержания азота, углерода, подвижных соединений фосфора, калия и обменного кальция от объемной доли компоста в субстрате.

ГЛАВА 6. ИЗМЕНЕНИЕ ПОДВИЖНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ ТРАНСФОРМАЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА КОМПОСТА ИЗ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ.

ГЛАВА 7. ПЕРЕХОД ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СИСТЕМЕ

КОМПОСТ ИЗ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ - РАСТВОР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ рН ЭКСТРАГЕНТА.

7.1. Причины низкого уровня биодоступности тяжелых металлов в системе компост из ТБО-почва-растение.

7.2. Зависимость перехода ТМ в системе компост из ТБО - раствор от рН экстрагента.

ГЛАВА 8. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

КОМПОСТА ИЗ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ.

ВЫВОДЫ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Агроэкологические основы использования биотермически переработанных твердых бытовых отходов для повышения плодородия кислых почв"

Актуальность темы. Проблема управления твердыми бытовыми отходами (ТБО) в последние десятилетия является глобальной экологической проблемой. Ежегодно на планете образуются миллионы тонн ТБО, во вторичный оборот включается не более 4%. Подавляющее количество ТБО продолжают вывозить на свалки (полигоны). В результате сотни тысяч гектаров почвы оказались погребены под антропогенными отложениями, представляющими собой геохимические аномалии полиэлементного состава. При этом, по некоторым оценкам, (Крельман Э.Б., 1993) теоретически около 90 % отходов можно вовлечь во вторичный хозяйственный оборот. На государственном и международном уровнях ведутся дискуссии о выборе экономически выгодных и экологически целесообразных стратегиях обращения с отходами.

Существующие технологии биотермической переработки ТБО позволяют получить компост, по физико-химическим свойствам и теплотворной способности близкий к традиционным органическим удобрениям. Данный продукт характеризуется высоким содержанием органического вещества и наличием всех элементов, необходимых для питания растений. По содержанию углеводов, белков и лигнина, компост из ТБО сравним с растительными остатками, поступающими в почву. Исследования (Дуденков С.В. и др., 1984.; Цуркан М.А. и др., 1989;. Serrawittling С., Houot S., Barriuso Е. 1996) свидетельствуют, что использование компоста из ТБО улучшает агрофизические и биологические свойства почвы, почвенную структуру, уменьшает эрозию, увеличивает влагоудерживающую способность.

За последние десятилетия в Нечерноземной зоне РФ резко сократилось количество вносимых органических удобрений, и темпы потерь гумуса в почвах составили 0,5-1,7 т/га. В связи с этим актуальна проблема положительного баланса органического вещества в почве и поддержания плодородия почв (Органические удобрения., 1984; Выполнение «Федеральной комплексной программы.», 2000).

Наши исследования показывают, что компост из ТБО обладает длительным нейтрализующим действием на почвенную кислотность. Использование его на кислых дерново-подзолистых почвах равноценно известкованию. (Витковская С.Е., Дричко В.Ф., 2002). В настоящее время это особенно актуально, так как в последние годы площади известкования в России сократились в 15-20 раз (Эколого-экономические основы.2000).

Компост из ТБО не находит широкого применения в агросфере из-за повышенных концентраций некоторых тяжелых металлов и наличия балластных включений. Решение проблем улучшения качества компоста и снижения экологического риска при его использовании включает в себя следующие основные задачи: введение селективного сбора ТБО, усовершенствование технологии производства компоста, нормирование поступления примесных элементов в почву и контрольные мероприятия.

Включение максимально возможного количества органических отходов в биологический круговорот путем использования в агросфере позволит регулировать антропогенные потоки веществ, снизить уровень негативного воздействия продуктов трансформации отходов на экосистемы и управлять плодородием кислых почв.

Однако при включении отходов в биологический круговорот происходит комплексное воздействие на экосистему: изменяется элементный состав системы почва - почвенный раствор - растение. Изменение элементного состава происходит на протяжении всего периода минерализации отходов. В связи с этим актуальны исследования, направленные на прогнозирование экологических последствий использования переработанных ТБО.

Для оценки изменения состояния агроэкосистем в процессе взаимодействия биотермически переработанных ТБО с почвой необходимо получение кинетических характеристик трансформации органического вещества отходов и распределения продуктов их трансформации по компартментам агроценоза.

Цель работы. Агроэкологическое обоснование использования биотермически переработанных твердых бытовых отходов для повышения плодородия кислых почв.

Задачи исследования:

1. Выявить преимущества биотермической переработки ТБО по сравнению с другими широко используемыми методами обезвреживания отходов (вывоз на свалки, сжигание).

2. Дать агроэкологическую оценку компоста из твердых бытовых отходов.

3. Обосновать подходы к нормированию и контролю содержания тяжёлых металлов в почве при использовании биотермически переработанных ТБО для повышения плодородия почв.

4. Оценить возможности использования компоста из ТБО в качестве мелиоранта кислых почв.

5. Изучить влияние компоста из ТБО при использовании его в качестве органического удобрения на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы, рост, развитие и химический состав растений.

6. Изучить закономерности формирования урожая и изменения химического состава растений при использовании компоста из ТБО в качестве компонента питательных субстратов.

7. Изучить закономерности распределения тяжелых металлов в системе компост из ТБО - почва - растение.

8. Получить кинетические характеристики трансформации органического вещества компоста из ТБО.

9. Изучить динамику подвижных соединений химических элементов в процессе трансформации органического вещества компоста из ТБО.

10. Установить зависимость перехода тяжелых металлов, содержащихся в компосте из ТБО, в раствор от рН экстрагента.

Научная новизна исследований. Показано, что захоронение ТБО, а также уничтожение их при сжигании можно рассматривать как существенный фактор антропогенного воздействия на глобальные циклы элементов (углерод, азот, фосфор) в биосфере. Полученные в работе сведения и закономерности распределения химических элементов в системе компост из ТБО - почва - растение дополняют имеющуюся информацию о процессах трансформации органосодержащих веществ в почвах. Впервые получены кинетические характеристики экологического состояния агроценоза при использовании биотермически переработанных ТБО в качестве органического удобрения и мелиоранта кислых почв. Впервые установлено, что нейтрализующее действие компоста на почвенную кислотность более продолжительно, чем при использовании известняковой муки. Доказано, что свежий компост оказывает более продолжительное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур и вынос биофильных элементов растениями, чем компост, прошедший стадию дозревания в штабелях или использованный в качестве биотоплива. Сформулированы возможные причины фитотоксич-ности свежего компоста. Предложен коэффициент, позволяющий исключить влияние видовых особенностей растений на оценку изменения биодоступности химических элементов в процессе трансформации мелиорантов в почве. Выявлены причины низкого уровня биодоступности тяжелых металлов в системе компост из ТБО - почва - растение. Впервые установлена зависимость перехода тяжелых металлов в системе компост из ТБО - раствор от рН экстрагента.

Практическая значимость работы. Результаты исследований могут быть использованы: 1. При выборе стратегии управления отходами на государственном и региональном уровнях. 2. При разработке технологий и рекомендаций по использованию компоста из ТБО в качестве органического удобрения и мелиоранта кислых почв, а также в качестве основного ингредиента при производстве органо-минеральных удобрений и питательных субстратов и грунтов. 3. При оценке экологического риска, связанного с использованием компоста из ТБО.

На основании проведенных исследований разработаны «Технические условия» на компост из ТБО, вырабатываемый на Санкт-Петербургских заводах ГУП «Завод МПБО-2» и ЗАО «Опытный завод МПБО».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Процесс трансформации органической фракции ТБО является одним из основных факторов опасности на свалках, полигонах и прилегающих к ним территориях.

2. Возврат биотермически переработанных ТБО в сельскохозяйственные и городские земли является одним из активных элементов замыкания биологического круговорота веществ.

3. При использовании компоста из ТБО в качестве удобрения и мелиоранта кислых почв улучшаются агрохимические и агрофизические свойства почв, возрастает урожайность сельскохозяйственных культур.

4. Тяжелые металлы, поступающие в почву с компостом, длительное время находятся в труднодоступных для растений формах.

5. Нормированное использование компоста в качестве органического удобрения и мелиоранта не приводит к загрязнению почв и урожая тяжелыми металлами. Использование компоста из ТБО, производимого на Санкт-Петербургских заводах МПБО, должно быть ограничено в первую очередь из-за повышенных концентраций Pb, Zn и Си.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены на: межвузовской научно-практической конференции "Биология и экология в системе современного педагогического образования", Санкт-Петербург-Ставрополь, 1994; Всесоюзной научной конференции "Научные основы ведения агропромышленного производства в условиях крупных радиационных аварий», Обнинск, 1998; седьмой ежегодной научной конференции "XXI век: молодежь, образование, экология, ноосфера", СПб, 1999.; третьем международном коллоквиуме "Полевые эксперименты для устойчивого земледелия", СПб, 1999; Fifth International Symposium and Exhibition on Environmental Contamination in Central and Eastern Europe., Prague 2000; Международной научной конференции «Современные проблемы органической химии, экологии и биотехнологии», КГУ, Луга. 2001; международной научно-практической конференции «Агрофизика XXI века» (к 70-летию образования Агрофизического института) СПб, 2002; международном симпозиуме «Экологические и технологические вопросы производства и использования органических и органоминеральных удобрений на основе осадков сточных вод и твердых бытовых отходов», Владимир, 2003; VI съезде Докучаевского общества почвоведов, Новосибирск, 2004; научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава СПб государственного аграрного университета (1994, 1995. 1998, 2005); научно-методических семинарах лаборатории химической и биологической мелиорации почв АФИ (2000-2005 г.г.).

По результатам исследований опубликовано 28 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа изложена на 249 стр. компьютерного текста, содержит 66 таблиц и 34 рисунка. Список литературы включает 292 источника, из которых 57 принадлежат зарубежным авторам.

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Витковская, Светлана Евгеньевна

ВЫВОДЫ

1. Важным компонентом стратегии устойчивого развития является решение проблемы управления твёрдыми бытовыми отходами (ТБО). Из широко применяемых методов обезвреживания ТБО метод биотермической переработки является наиболее экологически чистым. Использование биотермически переработанных ТБО для повышения плодородия почв, при условии нормирования и контроля, экологически безопасно для окружающей среды в отличие от сжигания или создания техногенных геохимических образований (свалки, полигоны) с аномально высокими концентрациями органического вещества, макро- и микроэлементов.

2. Внесение ТБО в сельскохозяйственные и городские земли является одним из активных элементов замыкания биологического круговорота веществ, позволяет снизить негативное воздействие на окружающую среду продуктов трансформации на свалках (полигонах) или сжигания органо-содержащей фракции ТБО. Захоронение ТБО, а также уничтожение их при сжигании можно рассматривать как существенный фактор антропогенного воздействия на глобальные циклы элементов (углерод, азот, фосфор) в биосфере.

3. Для компостов полученных из ТБО характерно наличие всех элементов, необходимых для питания растений. Содержание органического вещества в свежем компосте составляет не менее 50% сухого вещества. По содержанию углеводов, белков и лигнина компост сравним с растительными остатками, поступающими в почву. Внесение компоста из ТБО в дерново-подзолистые почвы улучшает агрохимические и агрофизические свойства почв, обеспечивает увеличение содержания подвижных соединений био-фильных элементов.

4. Впервые изучена динамика агрохимических параметров дерново-подзолистой почвы при использовании компоста из ТБО в качестве органического удобрения и мелиоранта. Результаты опытов показали, что за 3-летний период взаимодействия компостов с почвой скорости уменьшения концентраций подвижного калия в почве в 2-4 раза превышали скорости уменьшения концентраций подвижного фосфора. В полевом опыте в вариантах с компостом из ТБО скорости уменьшения концентраций Р2О5 и К20 в почве были ниже в 2-2,3 и в 1,8-3,4 раза соответственно по сравнению с вариантом (NPK+известняковая мука).

5. Экспериментально показано, что компост из ТБО оказывает длительное нейтрализующее действие на почвенную кислотность. Использование его на кислых дерново-подзолистых почвах равноценно известкованию. Впервые установлено, что нейтрализующее действие компоста более продолжительно, чем при использовании известняковой муки. С 1 т компоста (сухого вещества) в почву поступает от 55 до 118 кг Са. Значительная доля Са находится в соединениях, способных к диссоциации с высвобождением ионов Са2+ при взаимодеиствии с почвенным раствором. Скорости увеличения концентраций обменного Са в течение первых 3-4 месяцев взаимодействия мелиорантов с почвой в 5-30 раз превышали скорости уменьшения концентраций Са в последующий период (2-2,5 года) наблюдения.

6. Установлено, что при использовании компоста из ТБО в качестве компонента субстратов (почво-компостная смесь) необходимо учитывать его нейтрализующую способность. Наиболее благоприятными для роста и развития растений агрохимическими свойствами характеризуются субстраты, приготовленные при соотношении почважомпост 3:1. Дальнейшее увеличение объемной доли компоста в субстратах приводит к увеличению их щелочности.

7. С 1 т компоста из ТБО (сухого вещества) в почву поступает не менее 10 кг азота. Выявлено, что соотношение аммонийной и нитратной форм азота в компосте зависит от срока выдержки. В порядке увеличения содержания нитратного азота (мг/100 г сухого вещества) компосты располагаются в ряд: свежий (2,9) < < годичный (26,8) < биотопливо (35,4). В свежем компосте минеральный азот находится преимущественно в аммонийной форме. В процессе минерализации компоста происходит увеличение содержания нитратного азота. При внесении свежего компоста в почву в течение первых 1,5-2 месяцев может наблюдаться дефицит нитратного азота.

8. На основании многолетних исследований установлено, что влияние компоста из ТБО на урожайность сельскохозяйственных культур зависит от срока выдержки компоста, продолжительности контакта компоста с почвой и видовых особенностей растений. Свежий компост фитотоксичен. Впервые экспериментально показано, что через 2 месяца после внесения в почву фитотоксическое действие свежего компоста прекращается. При внесении свежего компоста с осени фитотоксический эффект отсутствует. После прекращения фитотоксического эффекта внесённого в почву свежего компоста его влияние на урожайность сельскохозяйственных культур и вынос биофильных элементов растениями более продолжительно, чем влияние компоста, прошедшего стадию дозревания в штабелях или использованного в качестве биотоплива. Внесение свежего компоста в почву в условиях микрополевого опыта обеспечивало существенную прибавку урожая (пекинская капуста; кормовые бобы) в течение 3-х вегетационных периодов. На кислой дерново-подзолистой почве влияние компоста на урожай зерновых культур может быть равноценно влиянию минеральных удобрений в сочетании с известкованием (полевой опыт). Урожайность зерна ячменя при внесении свежего компоста из ТБО с осени (17 т/га сухого вещества) была в 2,2 - 2,4 раза достоверно выше, чем в контроле и превышала урожайность в варианте (N90P90K90) в 1,4-1,6 раза. Последействие свежего компоста на урожай овса через год после внесения было равноценно повторному внесению минеральных удобрений: урожай зерна был выше, чем в контроле в 1,7-1,9 раза и не имел существенных различий с вариантами, в которых повторно были внесены минеральные удобрения (N70P70K70).

9. Нормированное использование компоста в качестве органического удобрения и мелиоранта не приводит к загрязнению почв и урожая тяжелыми металлами. Доступность ТМ зависит от скорости минерализации компоста и видовых особенностей растений. Концентрации ТМ в растениях, выращенных на субстратах приготовленных из биотермически переработанных ТБО, соответствуют санитарным нормам. Повышенные концентрации ТМ могут наблюдаться в корневой системе растений. Тяжелые металлы, поступающие в почву при использовании компоста, длительное время (как минимум, 4-5 лет) находятся в труднодоступных для растений формах. Из всех присутствующих в компосте тяжелых металлов цинк наиболее биодоступен. В процессе минерализации органического вещества компоста в условиях нейтральной и слабо щелочной среды биодоступность Zn, Си, Pb, Ni, Мп и Fe снижается.

10. Низкий уровень биодоступности ТМ в системе компост-почва-растение можно объяснить следующими причинами: а) ТМ в компосте находятся преимущественно в составе органических соединений, б) В процессе трансформации органического вещества компоста тяжелые металлы переходят в раствор в основном в составе растворимых органических комплексов. в) Компост оказывает нейтрализующее действие на почвенную кислотность. При высоких значениях рН катионы ТМ образуют с анионами почвенного раствора малорастворимые соединения (гидроксиды, карбонаты, фосфаты) и прочные комплексы с органическими лигандами. г) Металлы, освободившиеся в процессе трансформации органических соединений, фиксируются в ультрамикроскопических новообразованиях гидроксидов железа. Вероятно, динамика перераспределения ТМ в системе компост-почва-растения должна зависеть от скорости подкисления почвы и окислительно-восстановительных условий.

11. Впервые экспериментально установлено, что в оптимальных для разложения органического вещества условиях в течение года компостирования компоста и субстратов с различным соотношением кварцевый песок : компост минерализации подвергается 67-75% органического вещества. Наиболее интенсивно минерализация органической компоненты происходит в течение первых 10 суток: относительное содержание ОВ уменьшается на 45-64%. Изменения содержания ОВ, активности Н*,

2+ концентраций обменного Са и подвижных соединений ТМ (Zn, Pb, Мп) во времени описываются экспоненциальными уравнениями различной сложности. Процесс трансформации органического вещества сопровождается уменьшением концентраций обменного Са и NH4 и увеличением концентрации NO3. В процессе минерализации компоста не наблюдали увеличения содержания подвижных соединений тяжелых металлов (Zn, Pb, Мп).

12. Впервые установлено, что переход ТМ в системе компост-раствор зависит от рН экстрагента и свойств химических элементов. В условиях нейтральной реакции среды (рН экстрагента 6,4) наиболее интенсивно в раствор переходили Sb и Ni - до 43 и 25% соответственно. Значительный переход (более 20%) Pb, Zn, Си, Со и Fe в раствор начинался при реакции рН 1,2, Мп - при рН 1,8. В интервале рН экстрагента 6,4-1,8 подвижность металлов, содержащихся в компосте, уменьшалась в ряду: Sb > Ni>Mn>Cu>Zn>Fe>Pb>Co. Можно предполагать, что вероятность загрязнения растений ТМ возрастает при подкислении почвы. Переход ТМ в раствор зависел также от срока выдержки компоста. Экстрагируемая доля Znn Мп в интервале рН 6,4-1,8, Си, Ni, Pb и Sb в интервале рН 6,4- 1,2 и Fe в интервале рН 6,4-0,8 из компоста годичной выдержки была существенно ниже, чем из свежего компоста. Вероятно, это связано с возрастанием количества комплексов этих элементов с гумусовыми кислотами.

13. Использование компоста из ТБО, производимого на Санкт-Петербургских заводах МПБО, в качестве органического удобрения и мелиоранта должно быть ограничено в первую очередь из-за повышенных концентраций Pb, Zn и Си которые в отдельных партиях могут достигать 1900, 1500, и 300 мг/кг соответственно. Систематическое, бесконтрольное использование компоста может привести к полиэлементному загрязнению почв. В настоящее время компост может использоваться для повышения плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур только при условии обоснованных нами нормирования, контроля доз и периодичности внесения.

14. Качество компоста, производимого на заводах по биотермической переработке ТБО, должно соответствовать требованиям «Технических условий». При использовании компоста необходимо соблюдать требования охраны окружающей среды и указания по применению, регламентированные «Техническими условиями». На основании проведенных исследований нами разработаны «Технические условия» на компост из ТБО, вырабатываемый на Санкт-Петербургских заводах ГУП «Завод МПБО-2» и ЗАО «Опытный завод МПБО».

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Компост из ТБО рекомендуется применять в качестве органического удобрения и компонента питательных субстратов и грунтов в сельском хозяйстве, лесном и садово-парковых хозяйствах, а также для восстановления плодородия и первичного окультуривания мелиорированных земель, при эксплуатации и благоустройстве полигонов и свалок.

2. Компост обладает способностью нейтрализовать почвенную кислотность, поэтому рекомендуется его применять на почвах, нуждающихся в известковании.

3. В качестве биотоплива для обогрева теплиц рекомендуется использовать свежий компост, или компост, который хранился в штабелях не более 9 месяцев.

4. Оптимальный срок внесения компоста - осенью под основную обработку почвы. Компост вносят машинами для разбрасывания органических удобрений, агрегатируемыми с тракторами соответствующего класса. Допустимо весеннее внесение под перепашку или дискование компоста со сроком выдержки в штабелях не менее 6 месяцев. При внесении весной свежего компоста временной интервал между внесением компоста в почву и посевом (посадкой) должен составлять не менее 2-х месяцев. Допустимо летнее внесение компоста при капитальном ремонте паровых и других севооборотных площадей, свободных от рано убираемых культур.

5. При использовании компоста предварительный анализ почвы на содержание тяжелых металлов (Си, Zn, Cd, Pb, Сг, Ni, Со, Sb, Hg), As и рН является обязательным. После внесения компоста из ТБО в почву (как разового, так и многократного), концентрация тяжелых металлов и мышьяка в почве не должна превышать 0,8 ПДК.

6. При расчете допустимой дозы внесения (ДДкомп.) следует использовать данные по валовому содержанию тяжелых металлов в компосте.

7. Разовая доза внесения компоста в зависимости от концентрации тяжелых металлов в почве (местный геохимический фон) и механического состава почвы может составлять в т/га сухого вещества:

• под пропашные и зерновые культуры для песчаных и супесчаных почв от 5 до 15; для суглинистых и глинистых - от 5 до 30;

• при закладке и ремонте сенокосов и пастбищ, рекультивации земель и создании газонов от 10 до 50.

8. Для приготовления питательных субстратов и грунтов целесообразно использовать свежий компост или компост, прошедший стадию компостирования в штабелях (4-8 мес.). Смеси, приготовленные на основе свежего компоста должны выдерживаться в течение 2-3 мес. при положительной температуре. Для приготовления субстратов можно применять минеральную почву или песок. Возможно также использование торфа и некоторых промышленных отходов. Все компоненты субстрата должны легко и равномерно смешиваться.

9. При выборе компонентов для смешивания с компостом следует учитывать: гранулометрический состав (нежелательно использовать тяжелые суглинки и глины); кислотность (рН); химический состав (содержание элементов питания и тяжелых металлов). В случае недостатка элементов питания в субстрате необходимо дополнительное внесение минеральных удобрений. Содержание тяжелых металлов в субстрате не должно превышать ПДК (ОДК) для почвы. Следует учитывать кислотность компонентов: если все они имеют нейтральную реакцию рН, в процессе трансформации органического вещества компоста будет происходить подщелачивание субстрата. Избыточная щелочность может оказывать отрицательное влияние на рост и развитие растений.

10. Доля компоста в составе почво-компостных смесей (в зависимости от назначения), по объему не должна превышать 25-50%.

11. При использовании компоста из ТБО необходимо соблюдать требования охраны окружающей среды:

Внесение компоста должно осуществляться по прямоточной технологической схеме. Заделка компоста в почву является обязательным условием его использования как в сельском, так и в садово-парковом хозяйствах. Нельзя разбрасывать компост по снегу зимой и по мерзлой земле весной и осенью.

Запрещается использование компоста из ТБО в качестве органического удобрения: на территории первого пояса санитарной охраны источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения; во втором поясе санитарной охраны источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения. в сельском хозяйстве при залегании грунтовых вод менее 2,5 м от по верхности почвы.

Запрещается использование компоста в качестве биотоплива для обогрева теплиц, если уровень залегания грунтовых вод под теплицей менее 1,5 м от поверхности почвы.

При многократном использовании компоста в качестве удобрения, через каждые 4 года необходимо проводить агрохимическое обследование полей с обязательным определением концентраций микроэлементов в почве.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора биологических наук, Витковская, Светлана Евгеньевна, Санкт-Петербург

1. Абалкина И.Л. Проблемы борьбы с городскими и промышленными отходами в США: Обзор // Экология и проблемы большого города / РАН ИНИОН. М., 1992. С. 27-49.

2. Абрамов Н.Ф. Утилизация биогаза на полигонах ТБО // Жилищное и коммунальное хозяйство. 1994. № 7-8. С. 37-38.

3. Абрамов Н. Ф. Юдин А. Г. Стратегия устойчивого развития основа экологической политики XXI века (На примере Московского региона) // Чистый город. 1999(2). №3(7). - С. 11-15.

4. Авдонин Н.С. Повышение плодородия кислых почв. М.: Колос, 1969. -304 с.

5. Агрохимия. Учебник для вузов / Под ред. Б.А. Ягодина. Изд. 2-ое, перераб. и доп. - М.: ВО Агропромиздат, 1989. - 639 с.

6. Административная сводка. Стратегия размещения отходов в Лондоне // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды / ВИНИТИ. М., 1997. №1.- С. 2-130.

7. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Человек Экономика - Биота -Среда: Учебник для вузов. - Изд. 2-ое, перераб. и доп. - М.: ЮНИПГИ-ДАНА, 2000.-566 с.

8. Алборов И.Д., Степанова С.Н. Исследование геохимических процессов, происходящих на полигонах твердых бытовых отходов // Вестник международной академии экологии и безопасности жизнедеятельности. 2002. Т.7. №9(57).- С. 32-34.

9. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. JI.: Наука, 1980. - 287 с.

10. Алексеев С.Ю., Тульский М.Н., Челяк М.М. // Экология и промышленность России. 1997. Июль. С. 4-7.

11. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агроме-теоиздат, 1987. - 142 с.

12. Амосов Д.А., Максимов А.Ю., Пикунова Т.Ю. Приморская городская свалка как источник загрязнения окружающей среды радионуклидами и тяжелыми металлами // Российский геофизический журнал. 2000. №17-18. С. 90-102.

13. Анцифирова Е.Ю. Эколого-агрохимическая оценка осадков сточных вод, используемых в качестве удобрения: Автореф. дисс. канд. биол. наук / Московский госуд. ун-т. Москва, 2003. 23 с.

14. Аристархов А.Н., Харитонова А. Ф. Состояние и методология прогноза загрязнения почв тяжелыми металлами // Плодородие. 2002. №3. С. 2224.

15. Астрецов В.М., Зайцев С.Е., Лифшиц А.Б., Прыгов С.И., Чужакова Е.М. Полигоны твердых Бытовых отходов (ТБО) ближнего Подмосковья (Анализ. Проблемы. Новая политика) // Чистый город. 1998. № 4. С. 37-43.

16. Бабак В.В. Геоэкология полигонов твердых бытовых отходов Московского региона: Автореф. Дис. канд. геолого-минерал, наук / Московский госуд. ун-т. М., 1991. 19 с.

17. Бабаянц Р.А. Почвенная минерализация городских отбросов и их сельскохозяйственное использование. Л.: Медгиз, 1958. - 231 с.

18. Бакина Л.Г., Орлова Н.Е. Особенности современных процессов гумусообразования в дерново- подзолистой супесчаной окультуренной почве // Гумус и почвообразование: Сборник научных трудов СПбГАУ. СПб.: Изд-во СПбГАУ, 2002. С. 27-34.

19. Баращенко В.В., Лугович Н.Н., Каленик Г.И. О возможности загрязнения почв кадмием, поступающим с фосфорными удобрениями // Почва-удобрение-плодородие: Материалы междун. научно-практ. конф. Минск, 1999.- С. 165-166.

20. Барбер С.А. Биологическая доступность питательных веществ в почве. -М.: Агропромиздат, 1988. 376 с.

21. Бацула А.А. Органические удобрения. Киев: Урожай, 1988. - 182 с.

22. Башаркевич И.Л., Ефимова Р.И. Влияние городских свалок на загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами // Эколого-геохимический анализ техногенного загрязнения: Сборник научных статей. М., 1992. -С. 137-151.

23. Бельямовский Д. Н. Сжигание и пиролиз твердых бытовых отходов // Жилищное и коммунальное хозяйство. 1993. №6. -С. 28-29.

24. Бельямовский Д.Н. Термический метод обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов // Жилищное и коммунальное хозяйство. 1994. № 7-8. С. 33-36.

25. Бердяева Е.В. Влияние многолетнего применения осадков сточных вод и извести на фракционный состав меди и цинка в дерново-подзолистой супесчаной почве // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2001. №2. -С. 24-29.

26. Букреев Е.М., Корнеев В.Г. Твердые бытовые отходы вторичные ресурсы для промышленности // Экология и промышленность России. 1999. Май. - С. 38-41.

27. Вавилин В.А., Лукошина Л.Я., Ножевникова А.Н., Калюжный С.В. Свалка как возбудимая среда // Природа. 2003. №5. С. 54-60.

28. Вандраш Я. В., Сергеев С. М. Основные технологии обезвреживания отходов в Польше // Отходы 99: индустрия переработки и утилизации: Сборник научных трудов Международной специализированной выставки, Москва, 1-6 июня 1999. М.: Ликонта, 1999. - С. 149-152.

29. Ветрова Т.П. Экономические аспекты утилизации твердых бытовых отходов // Вестник Московского Университета. 1998. Сер.6. Экономика. №5.-С. 99-107.

30. Вильдфлуш И.П., Цыганов А.П., Рябцев П.М. Экологическая оценка уровней содержания подвижного фосфора и применения новых форм фосфорсодержащих удобрений в дерново-подзолистой почве // Изв. Акад. аграрных наук республики Беларусь. 1999. №1. С.38-42.

31. Витковская С.Е. Взаимодействие радиосурьмы и фосфора в системе почва-растение: Автореф. дисс.канд. биол. наук / Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. Обнинск, 1996. 21 с.

32. Витковская С.Е., Дричко В, Ф., Мирюгина Т.А. Поступление Р и Sb в растения в условиях водной культуры // Радиационная биология. Радиоэкология. 1997. Т.37. Вып.1.-С. 111-116.

33. Витковская С.Е,, Дричко В.Ф. Сравнение поступления 33Р и ,25Sb в растения в условиях водной и почвенной культур // Радиационная биология. Радиоэкология. 1998. Т.38. Вып.З. С. 456-461.

34. Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Сурьма в окружающей среде // Агрохимия. 1998. №6. С. 86-89.

35. Витковская С.Е. Поступление тяжелых металлов в растения при использовании компоста из твердых бытовых отходов в качестве органического удобрения // Агрохимия. 2000 (1). №5. С. 78-82.

36. Витковская С.Е. Агроэкологическая оценка компоста из твердых бытовых отходов как удобрения и биотоплива для пленочных теплиц // Агрохимия на рубеже веков: Бюллетень ВИУА. М., 2000 (2). №113.1. С. 117-119.

37. Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Поступление ,25Sb в растения яровой пшеницы при различных уровнях обеспеченности фосфором (опыты с водной и почвенными культурами) // Агрохимия. 2001 (1). №5. С. 70-75.

38. Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Влияние органических отходов на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы и поступление тяжелых металлов в растения // Агрохимия. 2002. №7. С. 5-10.

39. Витковская С.Е. Изменение содержания подвижных форм химических элементов в процессе трансформации органического вещества компоста из твердых бытовых отходов // Агрохимия. 2005. №4. С. 27-31.

40. Волковинский А.А. Обезвреживание и утилизация твердых бытовых отходов Санкт-Петербурга // Чистый город. 1999. №3(7). С. 21-24.

41. Волошин Е.И. Никель в почвах и растениях центральной Сибири // Агрохимический вестник. 2001. №5. С. 14-16.

42. Воробьева JI. А., Рудакова Т. А., Лобанова Е. А. Элементы прогноза уровня концентраций тяжелых металлов в почвенных растворах и водных вытяжках из почв // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-воМГУ, 1980.-С. 28-34.

43. Выполнение «Федеральной комплексной программы повышения плодородия почв России в 1996-2000 г.г.» / Подготов. П.Д. Попов, А.В. Постников, А.Н. Кондратенко. М.: РАСХН, ВНИПТИХИМ, 2000. 23 с.

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

45. Головков A.M., Лазарчик В.Е., Лазарчик В.М., Черкашина Н.Ф. Восстановление плодородия нарушенных почв с помощью биогумуса // Плодородие. 2003. №1. С.25-26.

46. Горбатов B.C., Зырин Н.Г. О выборе экстрагента для вытеснения из почв обменных катионов тяжелых металлов // Вестник МГУ. Сер. 17. Почвоведение, 1987.4.2. №2. С.22-26.

47. Горбатов B.C. Устойчивость и трансформация оксидов тяжелых металлов (Zn, Pb и Cd) в почвах // Почвоведение. №1.1988. С. 35-43.

48. Горшков В.Г. Физические и биологические основы устойчивости жизни. М.: ВИНИТИ, 1995. - 470 с.

49. Горшков В.Г. Энергетика биосферы и устойчивость состояния окружающей природной среды // Итоги науки и техники. Сер. Теоретические и общие вопросы географии / ВИНИТИ. М, 1990. Т.7. С. 2-95.

50. ГОСТ 26487-85 Определение обменного кальция и обменного (подвижного) магния методами ЦИНАО. Введ. 26.03.85 // Сборник государственных стандартов / Разработаны Министерством сельского хозяйства СССР. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - С. 21-33.

51. Грибанова Л.П, Зрянин А.А. Геоэкологические исследования на Саларь-евском полигоне твердых бытовых и промышленных отходов // Экология и промышленность России. 1997. Июнь. С. 8-10.

52. Грибанова Л. П., Портнова Т. Г Контроль подземных и поверхностных вод в районах полигонов твердых бытовых отходов Московского региона // Экологический вестник Подмосковья. 1993. Вып. 4. С. 27-29.

53. Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы: Хранение, утилизация, переработка. М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. - 332 с.

54. Гришина Л.А., Копцик Г.Н., Макаров М.И. Трансформация органического вещества почв. М:, Изд-во МГУ, 1990. - 68 с.

55. Громова Е.А. Влияние агрохимических свойств почвы на химическое состояние в ней цинка //Агрохимия. 1973. №1. С. 147-153.

56. Диалло Т.Б. Сорбция фосфат-ионов тропическими и дерново-подзолистыми почвами и влияние фосфорного удобрения на урожайячменя: Афтореф. дис.канд. с.-х. наук / Санкт- Петербургский госуд.аграрный ун-т. СПб-Пушкин, 1993. 27 с.

57. Добровольский В.Г., Никитин Е.Д. Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы: Функционально-экологический подход. М.: Наука, МАИК «Наука/Интерпериодика», 2000. - 185 с.

58. Добровольский В.В. Биосферные циклы тяжелых металлов и регулятор-ная роль почвы // Почвоведение. 1997. №4. С. 431-441.

59. Дричко В.Ф., Мельников С.П. Скорость минерализации удобрений на основе торфа // Агрохимия. 2000. №3. С. 41-44.

60. Дричко В.Ф. Миграция химических элементов в биосфере и экологические проблемы применения удобрений. Лекция. Л.:ЛСХИ, 1990. - 31 с.

61. Дричко В.Ф., Цветкова В.В. Сорбционная модель поступления радионуклидов из почвы в растения // Почвоведение. 1990. №10. С.35-40.

62. Дричко В.Ф. Экспоненциальная модель накопления химических элементов в почве при внесении удобрений // Почвоведение. 1999. №3. С. 354358.

63. Дроздова Т.В. Роль гуминовых кислот в геохимии почв // Почвоведение. №8.1963.-С. 40-47.

64. Дубинская Ф.Е. Экологические аспекты загрязнения атмосферы тяжелыми металлами при уничтожении ТБО // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 1998. №8. С. 30-32.

65. Дуденков С.В., Зайцев В.А., Пекелис Г.Л., Шубов Л.Я. Рациональное использование твердых бытовых отходов. М.: ВИНИТИ. 1984. Т. 15. -190 с.

66. Зырин Н.Г., Ковницкий С.Ф., Маликов С.Г. Мышьяк и сурьма в растениях техногенного ландшафта // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах: Труды третьего Всесоюзн. Совещания. Обнинск. 1981. JL: Гидрометеоиздат, 1985. С. 117-121.

67. Ефимов В.Н., Донских И.Н., Синицин Г.И. Система применения удобрений. М.: Колос, 1984. - 271 с.

68. Игнатович Н.И., Рыбальский Н.Г. Что нужно знать о твердых бытовых отходах?//Экологический вестник России. 1998 (1). №1. С. 53-60.

69. Игнатович Н.И., Рыбальский Н.Г. Что нужно знать о твердых бытовых отходах?//Экологический вестник России. 1998 (2). №2. С. 48-60.

70. Игнатович Н.И., Рыбальский Н.Г. Что нужно знать о твердых бытовых отходах? // Экологический вестник России. 1998 (3). №3. С. 48-60.

71. Изосимова А.А., Дричко В.Ф., Витковская С.Е. Поступление никеля в растения рапса при возрастающих дозах извести // Почва национальное достояние России: Материалы VI съезда Докучаевского общества почвоведов. Новосибирск, 2004. Книга 2. - С. 57.

72. Ильин В.Б. и др. Некоторые аспекты загрязнения среды тяжелыми металлами в системе почва-растение // Изв. СО АН СССР, 1980. №3.1. С.254-261.

73. Ильин В.Б., Степанова М.Д. Тяжелые металлы защитные возможности почв и растений // В Кн. Химические элементы в системе почва-растение. - Новосибирск, 1982. - С. 73-92.

74. Ильин В.Б., Гармаш Г.А., Гармаш Н.Ю. Влияние тяжелых металлов нарост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур // Агрохимия. 1985.№6.-С.90-100.

75. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1991. - 151 с.

76. Исидоров В.А. Введение в химическую экотоксикологию: Учебное пособие. СПб.; Химиздат, 1999.-144 с.

77. Исидоров В.А. Экологическая химия: Учебное пособие для вузов. -СПб: Химиздат, 2001. 303 с.

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

79. Кист А.А. Биологическая роль химических элементов и периодический закон. -Ташкент:ФАН, 1973. -48 с.

80. Климашевский Э.Л. Генетический аспект минерального питания растений. М.: ВО Агропромиздат, 1991. - 415 с.

81. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. - С. 207-262.

82. Комаров А.А. Роль гидролизного лигнина в плодородии почв и питании растений: Автореф. дис.докт. с.-х. наук / Агрофизический научно-исследовательский институт. СПб, 2004. 42 с.

83. Кононова М.М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения. М.: АН СССР, 1983. - 314 с.

84. Концепция обращения с твердыми бытовыми отходами в Российской Федерации // Чистый город. 2003. №2 (22). С. 36-48.

85. Косов В.И., Клыков В.Е. Иванов В.Н. Фирсова Л.В. Моделированиевлияния загрязнений подземных вод от полигона твердых бытовых отходов // Экологические системы и приборы. №2.2000. С. 2-7.

86. Крельман Э.Б. Переработка твердых бытовых отходов // Природа. 1993. №9.- С. 62-82.

87. Кузнецов М.Ф. Микроэлементы в почвах Удмуртии. Ижевск: Изд-во Удм. ун-та, 1994.-285 с.

88. Кузьменкова А. М. Использование бытового мусора в качестве органического удобрения и биотоплива. М., 1973. - 15 с.

89. Кузьменкова A.M. Использование компостов из твердых бытовых отходов. -М.: Россельхозиздат, 1976. 63 с.

90. Ладонин Д.В., Пляскина О.В. Фракционный состав соединений меди, цинка, кадмия и свинца в некоторых типах почв при полиэлементном загрязнении // Вестник Московского ун-та. 2003. Сер. 17. Почвоведение. №1.-С. 8-16.

91. Лапа В.В., Босак В.Н. Продуктивность севооборота и плодородие дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы при длительном применении удобрений // Агрохимия. 2004. С.30-34.

92. Лебедев B.C., Горбатюк О.В., Иванов Д.В., Ножевникова А.Н, Некрасова В.К. Биогеохимические процессы образования и окисления биогаза на свалках бытовых отходов // Журнал экологической химии. 1993. №4.-С. 323-334.

93. Левинский Ю.В., Поддубский В.И., Подушко Ю.Н., Иванова Л.П. Проблемы переработки твердых бытовых отходов на Крайнем Севере. М.: ИРЦ Газпром, 1997. - 53 с.

94. Маданов В.П. Биологическая аккумуляция марганца в почвах Волжско-Камской лесостепи и его доступность сельскохозяйственным растениям. Казань, 1953. - 203 с.

95. Максимова С.В., Глушанкова И.С., Вайсман О.Я. Моделирование процессов образования биогаза на полигонах твердых бытовых отходов // Инженерная экология. 2003. № 4. С.32-40.

96. Матросов А.С. Управление отходами: Учебник.-М.: Гардарики, 1999. -480 с.

97. Мацнева Н.Г. Влияние метеорологических условий на азотный режим почвы под городом // Сборник научных трудов Воронежского СХИ. Воронеж, 1977. Вып. 92.- С. 180-187.

98. Мйшустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. М.: Агропромиздат, 1987.-368 с.

99. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов. М.: Химия, 1996. - 212 с.

100. Медоуз Д. X., Медоуз Д. Л., Рандерс Й. За пределами роста. М.: Про-гресс-Пангея, 1994. - 304 с.

101. Мелкумов Ю.А. Свалки экологическая проблема московской области номер один // Экология и промышленность России. 1998. Октябрь.1. С. 4-8.

102. Мельникова М.К., Куделя А.Д. Влияние влажности и рН почвенногораствора на поведение Мп в почве и доступность его растениям // Агрохимия. 1972. №2.- С. 116-125.

103. Методические указания по определению азота нитратов и нитритов в почвах, природных водах, кормах и растениях. М.: ЦИНАО, 1981. — 63 с.

104. Методические указания по атомно-абсорбционному определению микроэлементов в вытяжках из почв и в растворах золы кормов и растений. М.: ЦИНАО, 1977.-34 с.

105. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.: ЦИНАО, 1992.1. С. 27-29.

106. Милащенко Н.З. Результаты исследования органического вещества почвы в длительных опытах с удобрениями стран СНГ (проект Euro-Somnet). М.: ВИУА, 2000. - 144 с.

107. Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 1987.- 285 с.

108. Мирный А.Н. Аэробное компостирование твердых бытовых отходов // Жилищное и коммунальное хозяйство. 1991. №9. С. 25.

109. Мирный А.Н. Инженерные основы аэробного биотермического компостирования твердых бытовых отходов: Автореф. дис.докт. техн. наук /

110. ГП Комплекс НИ и КТИ водоснабжения, канализации. М., 1995. 44 с.

111. Мирный А.Н. Мусороперерабатывающий мини-завод для города с населением 100-180 тысяч жителей // Чистый город. 2000. №1(9).1. С. 33-35.

112. Мирный А.Н. Технологии комплексного извлечения утильных фракцийиз твердых бытовых отходов//Чистый город. 2002. № 3(19). С.9-14.

113. Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 1988.-283 с.

114. Минько О.И., Лифшиц А.Б. Экологические и геохимические характеристики свалок твердых бытовых отходов // Журнал экологической химии. 1992. №2.-С. 37-47.

115. Минько О.И., Исидоров В.А., Измайлов А.В. О составе летучих органических веществ свалочных масс // Доклады АН СССР. 1990. Т. 310. №1. С. 194-197.

116. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. М.: Наука, 1972. - 342 с.

117. Машустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. М.: Агропромиздат, 1987. - 368 с.

118. Моисеев Н.Н. Судьба цивилизации: путь разума. М.: Изд-во МНЭПУ,1998.-215 с.

119. Мотузова В.Г. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. М.: Эдитореал УРСС,1999.-168 с.

120. МУ 2.1.7.730-99. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест. Методические указания- Введ. 5.02.99. М.: Минздрав России, 1999.-38 с.

121. Нагабедян И.А., Минкина Т.М., Назаренко О.Г. Сертификация почв земельных участков // Агрохимический Вестник. 2003. №2. С. 25-26.

122. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир. М.: Мир, 1993. Т.2. -336 с.

123. Небольсин А. Н., Небольсина 3. П. Изменение некоторых свойств почвенного поглощающего комплекса дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы под влиянием известкования // Агрохимия. 1997. №10.1. С. 5-12.

124. Новаковский Б.А., Сыроватская М.В., Тульская Н.И. Геоэкологическийанализ влияния Новосыровского полигона ТБО на окружающую среду // Экология и промышленность России. 1998. Июль. С.18-22.

125. Носовская И.И., Соловьев Г.А., Егоров B.C. Влияние 8-летненго внесения фосфоритной муки различных месторождений на содержание микроэлементов и тяжелых металлов в почве//Вестник МГУ. 2001. Сер. 17. Почвоведение. №2.-С.33-36.

126. Обухов А.И., Цаплина М.А. Трансформация техногенных соединений тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве // Вестник МГУ. 1990. Сер. 17. Почвоведение. №3. С. 39-44.

127. Обухов А.И., Лурье Е.М. Закономерности распределения тяжелых металлов в почвах дерново-подзолистой подзоны // В кн: Геохимия тяжелых металлов в природных и техногенных ландшафтах. М., 1983. -С. 21-54.

128. Овсяникова С.В. Формы нахождения радионуклидов Чернобыльского выброса в почвах республики Беларусь: Автореф. дис.канд. хим. наук/Белорусский госуд. ун-т. Минск, 1992. -23 с.

129. Овчаренко М.М., Графская Г.А., Шильников И.А. Почвенное плодородие и содержание тяжелых металлов в растениях // Химия в сельском хозяйстве. 1996. №5.-С. 40-43.

130. Огакова Ф.В. Микроклимат теплиц и способы его регулирования // Сборник научных Трудов Пермской с.-х. опытной станции. Пермь, 1971. Т.1.-С. 27-34.

131. Органические удобрения в интенсивном земледелии / Под ред. В.Г. Минеева. М.: Колос, 1984. 303 с.

132. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1985. - 376 с.

133. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. -М.: Изд-во МГУ, 1990. -325 с.

134. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.: Наука, 1996. - 254 с.

135. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Лозановская И.Н. Экология и охранабиосферы при химическом загрязнении. М.: Высшая школа, 2002. -334 с.

136. Осипов А.И., Соколов О.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 4. Роль азота в плодородии почв и питании растений. -СПб., 2001.-360 с.

137. Переход к устойчивому развитию: глобальный, региональный и локальный уровни. Зарубежный опыт и проблемы России. М.: Изд-во КМК, 2002. - 444 с.

138. Перцовская А.Ф., Павникова E.JL, Великанов H.J1. Влияние тяжелых металлов на биосистемы почвы в зависимости от ее рН // Гигиена и санитария. 1987. №4. С. 14-17.

139. Петербургский А.В. Практикум по агрономической химии. М.: Колос, 1968.- 404 с.

140. Пейве Я.В. Биохимия почв. М.: Сельхозиздат, 1961. - 422 с.

141. Пинский Д.Л. Тяжёлые металлы и окружающая среда. Пущино: АН СССР НЦБИ, 1988. - 18 с.

142. Понизовский А.А., Мироненко Е.В. Механизмы поглощения свинца (И) почвами // Почвоведение. 2001. №4. С. 418-429.

143. Попов А.В., Васяева З.С., Багрова М.И. Применение удобрений из бытовых отходов. JL: Лениздат, 1977. - 61 с.

144. Попов А.И. Гуминовые вещества свойства, строение, образование. -СПб.: Изд-во СПб ун-та, 2004. 248 с.

145. Попов А.И., Чертов О.Г. Биогеоценотическая роль органического вещества почв // Вестник Санкт-Петербургского университета. 1996. Сер. 3. Вып.2. С.88-97.

146. Потатуева Ю.А., Касицкий Ю.И., Хлыстовский А.Д. и др. Влияние длительного применения фосфорных удобрений на накопление в почве и растениях тяжелых металлов и токсичных элементов // Агрохимия. 1994.№11.-С. 98-113.

147. Почвоведение: Учебник для ун-тов. В 2-х ч. / Под ред. В.А. Ковды, Б. Г.Розанова. 4.1. Почва и почвообразование. М.: Высшая школа, 1988. -400 с.

148. Почвоведение: Учебник для вузов / Под ред. И.С. Кауричева. Изд-е 4-е, перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989. - 719 с.

149. Почвы СССР / Под ред. Л.И. Прасолова. М.-Л.: АН СССР, 1939. Т.1. -403 с.

150. Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 1989.-304 с.

151. Практикум по почвоведению / Под ред. И.С. Кауричева. М.: Агропромиздат, 1986.-336 е.

152. Прохоров В.М. Миграция радиоактивных загрязнений в почвах: физико-химические механизмы и моделирование / Под ред. P.M. Алексахи-на. М.: Энергоиздат, 1981. 99 с.

153. Радиоактивное загрязнение природных сред при подземных ядерныхвзрывах и методы его прогнозирования / Под ред. Ю.А. Израэля. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 67 с.

154. Ратнер Е.И. Пути приспособления растений к условиям питания катионами в почве // Проблемы ботаники. М.- Л.: АН СССР, 1950. С.427-448.

155. Рафель Ю.Б., Попов Ю.Г. Обоснование предельно-допустимой концентрации сурьмы в почве//Гигиена и санитария. 1988. №1.-С.23-25.

156. Рэуце К, Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы. М.:ВО Агропром-издат, 1986. - 221 с.

157. Рекомендации по применению компоста при выращивании газонов и однолетних цветочных растений / Сост. Галактионов И.И., Киселева И.П. М.: Отдел научно-технической информации АКХ, 1975. - 13 с.

158. Рекомендации по применению органических удобрений в Ленинградской области / Сост. Сапожников Н.А., Небольсин А.В., Кащенко А.С. и др. Л., 1978.-23 с.

159. Рекомендации по использованию компоста из твердых бытовых отходов в качестве биотоплива в пленочных теплицах / Сост. Большунов В.А., Васяева З.С., Койвунен Т.М. и др. М.: Россельхозиздат, 1983. -16 с.

160. Рекомендации по использованию осадков городских сточных вод в зеленом строительстве и сельском хозяйстве / Сост. Алексеев Ю.В., Аллилуева Т.Н., Рабинович Г.Б. Л., 1987. - 29 с.

161. Рекомендации по применению компостов из бытовых отходов в сельском хозяйстве. Владимир, 1984. - 27 с.

162. Русин Г.Г. Физико-химические методы анализа в агрохимии: Учебник для вузов. М.: Агропромиздат, 1990. - 303 с.

163. Саеки Ю. Переработка отходов приносит Японии немалую прибыль // Капитал. 1996. № 86. С. 10.

164. Сапожникова Г.П. Раздельный сбор мусора: проблемы и решения. -Пущино, 2003. 76 с.

165. Скворцов Л.С., Кузьменкова А.М. Использование компоста из бытовых отходов в качестве удобрения и биотоплива // Агрохимия. 1975. №6. С. 145-151.

166. Скворцов Л.С., Варшавский В.Я., Камруков А.С., Селиверстов А.Ф. Очистка фильтрата полигонов твердых бытовых отходов // Чистый город. 1998. №2. С. 2-7.

167. Скворцов Л.С., Мирный А.Н., Варшавский В.Я. Сельскохозяйственное использование компоста, полученного из твердых бытовых отходов // Чистый город. 1999. №2(6). С. 2-7.

168. Скорик Ю.И., Флоринская Т.М., Баев А.С. Отходы большого города: как их собирают, удаляют и перерабатывают. СПб.: НИИХ СПбГУ, 1998. - 37 с.

169. Современные методы переработки твердых бытовых отходов / Чередниченко B.C., Казанов A.M., Аньшаков А.С. и др. Новосибирск: Ин-ттеплофиз., 1995. 55 с.

170. Соколов О.А., Черников В.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 1. Атлас распределения тяжелых металлов в объектах окружающей среды. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1999. - 164 с.

171. Соловьев Г.А. Использование комплексных вытяжек для определения доступных форм микроэлементов в почве // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. JI., 1989. Вып.5.-С. 15-27.

172. Степанова М.Д. Микроэлементы в органическом веществе почв. Новосибирск: Наука, Сибирское отд-е, 1976. - 106 с.

173. Суков А.А. Усвоение растениями, закрепление в почве и потери азота растительных остатков // Агрохимия. 1979. № 6. С. 12-17.

174. Сюта Я., Васяк Г. Принципы естественного использования осадков сточных вод // Международный сельскохозяйственный журнал. 1983. №2-С. 48-53.

175. Третьякова С.П. Влияние температуры на процессы аммонификации и нитрификации в дерново-подзолистых почвах крайнего севера // Почвоведение. 1997. №6.- С. 158-162.

176. ТУ 0392-001-25894576-2001. Компост из твердых бытовых отходов. Технические условия. Введ. 15.05.2001 / А.И. Осипов, С.Е. Витков-ская, С.С. Баева и др. - СПб., 2001,- 19 с.

177. ТУ 2189-005-03280885-2003. Компост из твердых бытовых отходов. Технические условия. Введ. 01.03.2003 / А.И. Осипов, С.Е. Витков-ская, С.С. Баева, В.Ф. Дричко. - СПб., 2003. - 24 с.

178. Тэйт III Р. Органическое вещество почвы. М.: Мир, 1991. - 400 с.

179. Тюрин'И.В. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии. -М.: Наука, 1965.-319 с.

180. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение / Под ред. М.М. Овчаренко. М.:ЦИНАО, 1997. -290 с.

181. Фадеев Г.Н. Пятая вертикаль. М.: Просвещение, 1985. - 191 с.

182. Файтроджиев П. Токсично действие на оловато въерху люцерна приразличии степени на нейтрализация на почвената киселиност // Почвоз-нание и агрохимия. 1981. Т. 16. №3. С. 47-53.

183. Федоров М.П., Прохорова А.Р. Проблемы обращения с бытовыми отходами Санкт-Петербурга // Региональная экология. 1997. №3-4. С. 4753.

184. Федоров М.П. Вторичные энергоресурсы в системах обращения с отходами // Изв. АН. Энергетика. 2002. № 6. С. 3-12.

185. Федоров Л.Г. Управление отходами в крупных городах и англомераци-онных системах поселений. М., 1999. - 112 с.

186. Федоров Л. Г., Маякин А. С., Москвичев В. Ф. Теплоэлектростанция на альтернативном виде топлива (твердые бытовые отходы) // Энергосбережение. 2002. №2. С. 39-41.

187. Физико-химические методы исследования почв / Под ред. Н.Г. Зырина, Д.С. Орлова. М.: Изд-во МГУ, 1980.- 382 с.

188. Фокин А. Д., Карпухин А И. Исследование состава комплексных соединений фульвокислот с железом // Изв. ТСХА. 1972. Вып. 1. С. 132136.

189. Фокин А.Д. Почва, биосфера и жизнь на земле. М.: Наука, 1986. - 176 с.

190. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах / Под ред. Н.Г. Зырина, Л.К. Садовниковой. М.: Изд-во МГУ, 1985. 208 с.

191. Хозин Г. Свалки Америки: тайные и явные // Природа и человек. 1985. №10.-С. 38-41.

192. Цанава В.П, Цанава Н.Г., Месхидзе A.M. Потери азота от вымывания на красноземах западной Грузии // Агрохимия. 1979. №6. С. 18-25.

193. Цуркан М.А., Архип О.Д., Русу А.П. Городские отходы и способы их утилизации. Кишинев: Штиинца, 1989. - 135 с.

194. Чепурных Н.В., Новоселов А.Л. Экономика и экология: развитие, катастрофы. М., 1996.-221 с.

195. Черников В.А. Агроэкология. Модуль 6. Сельскохозяйственная экология. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2002. - 102 с.

196. Черных Н.А. Содержание и трансформация соединений свинца в дерново-подзолистой почве // Труды 8 научной конференции молодых ученых факультета Почвоведения МГУ. М.: Изд-во МГУ, 1989. С. 139143.

197. Чертов О.Г., Комаров А.С. Имитационная модель динамики органического вещества почв // Вестник СПб университета. 1996. Сер.З. Вып. 1. №3. С. 104-109.

198. Шарова А.С. Содержание микроэлементов меди, цинка, кобальта и марганца в некоторых почвах Латвийской ССР // Почвоведение. 1957. №3. - С. 10-31.

199. Шелковников В.А., Гайнулина Л.А., Хлопкина В.Н. Динамика нитратов в плодосеменном севообороте // Научные основы земледелия Восточной Сибири: Сборник научных трудов Иркутского СХИ. Иркутск, 1977. -С. 48-50.

200. Шершнев Е.С., Ларионов В.Г., Куркин П.Ю. Компостирование органического мусора // Экология и промышленность России. 1999. Июль. -С. 40-42.

201. Шильников А.А., Лебедева Л.А., Лебедев С.Н. и др. Факторы, влияющие на поступление тяжелых металлов в растения // Агрохимия. 1994. №10.-С. 94-101.

202. Шихова Л.Н. Содержание и динамика тяжелых металлов в почвах Северо-востока Европейской части России: Автореф. дис.докт. с.-х. наук /

203. ГУ Зональный НИИСХ Северо-востока им. Н.В. Рудницкого. СПб., 2005.-46 с.

204. Эделыптейн В.И. Овощеводство. М., 1953. - С. 98-158.

205. Эколого-экономические основы и рекомендации по известкованию, адаптированные к конкретным почвенным условиям // Под ред. А.Н. Небольсина, В.Г. Сычева. М.: Изд-во ЦИНАО, 2000. 80 с.

206. Экология. Охрана природы и экологическая безопасность: Учебное пособие для вузов / Под ред. А.Т. Никитина, С.А Степанова. М.: Изд-во МНЭПУ. 1997. 641 с.

207. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие для вузов / Под ред. П.А. Муравья. М.:ЮНИТИ-ДАНА, 2002. 447 с.

208. Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге в 1996 году / Под ред. А.С. Баева, Н.Д. Сорокина. СПб.: НИИ Химии СПбГУ, 1997. 171 с.

209. Экспериментальное изучение почвенной минерализации и удобрительной ценности городского мусора / Под. ред. Р.А. Бабаянц, З.Г. Френкеля. Л.: ЛНИИКХ, 1935. 199 с.

210. Юдинцева Е.В., Гулякин И.В. Агрохимия радиоактивных изотопов стронция и цезия. М.: Атомиздат, 1968. - 427 с.

211. Юскевич Н.Н. Исследование применения биотоплива из городского мусора при механизированной биотермической подготовке: Автореф. дисс.канд. с.-х. наук / Академия коммунального хозяйства. М., 1966. - 19 с.

212. Юсфин Ю.С., Залетин В.М. Рециклинг материалов в народном хозяйстве // Экология и промышленность России. 1997. Октябрь. С. 22-27.

213. Юфит С.С. Мусоросжигательные заводы помойка на небе. Промышленные полигоны - конец мусорному кризису. Диоксины в грудном молоке: Лекции. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 1999. - 85 с.

214. Alooway B.J., Jackson А.Р. The behavior of heavy metals in sewage sludge amended soil // Sci. Total Environ. 1991. Vol. 100. March. P. 151176.

215. Berrow M.L. An overview of soil contamination problems. In Chemicals in the environment / Eds. Lester J., Perry R., Sterritt R. London, 1986. P. 543552.

216. Bilitewski В., Hacrdtle G., Marek K. Abfallwirtschaft eine Einffuchrung. -Berlin: Springer, 1990. 85 s.

217. Bloomfield C. The transformation of metals in soils // In: The Chemistry of Soil Processes / Eds. Greenland D.J., Hayes M.H. New York: John Wiley and Sons, 1981. P. 463.

218. Brown K.W., Thomas J.C., Whitney F. Fate of volatile organic compounds and pesticides in composted municipal solid waste // Compost Science & Utilization. 1997. Vol. 5. №4. P. 6-14.

219. Brummer G.W., Tiller K.G., Herms U., Clayton P.M. Adsorption-desorption and/or precipitation-dissolution processes of zinc in soils // Geoderma. 1983. Vol. 31. №4. P.337-354.

220. Chefetz B. Hatcher P. Hadar Y. Chen Y. Chemical and biological characterization of organic matter during composting of municipal solid waste // Journal of Environmental Quality. 1996. Vol. 25. №4. P. 776-785.

221. Chertov O.G., Komarov A.S. On mathematical theory of soil forming processes. Pushchino: PRC RAS, 1995. 41 p.

222. Coredo A , Chavaria A. Encalado de utisoles en Costa Rica: II Aniones (P, B, S) у elementos menores cationicos (Ze, Cu, Zn, Mn) // Turrialba. 1987. Vol.37. №1. P. 59-70.

223. Das K.C., Smith M.C., Gattie D.K. Boothe D.D. Stability and quality of municipal solid waste compost from a landfill aerobic bioreduction process // Advances in Environmental Research. 2002. Vol. 6. № 4. P. 401-409.

224. Deportes I., Benoit-Guyod J., Zmirou D., Bouvier M.C. Microbial disinfection capacity of municipal solid waste (MSW) composting // Journal of Applied Microbiology. 1998. Vol.85. №2. P. 238-246.

225. Dieter H. Gestaltung und Rekultivierung von Deponien und ungeordneten Mullablagerungsplatzen in Bayern // Kommunalwirtschaft. 1977. №8.1. S. 252-256.

226. Ellmer F., Baumeeker M., Merbach I. et al. Nutritional and environmental research in the 21st century the value of long-term field experiments. -Halle Wittenberg, 2002.114 p.

227. Fardeau J.C., Morel C., Boniface R. Cinetique de transfert des ions phosphate du sol vers la solution du sol : parametres caracteristiques // Agronomie. 1991. №11. P. 787-797.

228. Feliubadalo J. A generalization of mathematical model for FLG emission // International waste management and landfill symposium. Sardinia, 1999. Vol. IV. P. 37-44.

229. Fowler B.A., Goering P.L. Antimony // In: Metals and Their Compounds Environ: Occurrence Analysis, and Biol. Relevance. Weinheim etc., 1991. P. 743-750.

230. Gajdos R. Bioconversion of organic waste by the year 2010: to recycle elements and save energy // Resources Conservation & Recycling. 1998. Vol. 23. №(1-2). P. 67-86.

231. Garrels R.M., Christ C.L. Solutions, Minerals and Equilibria. New York: Harper and Row, 1965.- 450 p.

232. Gel chromatography separation and U.V. spectroscopic characterization of humic-like substances in urban compost / Prudent P., Domeizel M., Massiani C„ Thomas O.//Sci. Total Environ. 1995. Vol. 172. №2-3. P. 229-235.

233. Genevini P., Adani F., Borio D., Tambone F. Heavy metal content in selected European commercial composts // Compost Science & Utilisation. 1997. Vol. 5. №4. P. 31-39.

234. Gorlach E., Cuiyto T. Wplyw wapnowania na plonowanie i sclad chemic-zny runi lakowej w zaleznosci od pH gltby. Cz. II Zawartosc mikroelemen-tow // Acta agr. Et silv. Ser agr. 1987. №26. C. 121-133.

235. Greenberg R.R. et al. Composition and Size Distributions of Particles Released in Refuse Incineration // Environmental Science and Technology. 1978.12/5. P. 566- 573.

236. Han F., Banin A. Long-Term Transformation of Cadmium, Cobalt, Copper,

237. Nickel, Zinc, Vanadium, Manganese and Iron in Arid-Zone Soils Under Saturated Condition // Commun. Soil Sci. Anal., 2000. Vol. 31. №(7-8). P. 943-957.

238. Hati N., Fisher Ted R., Upchuron W. Liming of acid soil. II. Effect on plant available manganese and iron // J. Indian Soc. Soil Sci. 1979. Vol. 27. № 4. P. 394-398.

239. Ingelmo F., Canet R., Ibanez M.A., Pomares F., Garcia J. Use of MSW compost, dried sewage sludge and other wastes as partial substrates for peat and soil//Bioresource Technology. 1998. Vol. 63. №2. P. 123-129.

240. Jochi L., Dhir R., Gupta B. Influence of soil parameters on DTPA extract-able micronutrients in arid soils // Plant and Soil. 1983. Vol. 72. №1. P. 3138.

241. Kaschl A, Romheld V, Chen Y. The influence of soluble organic matter from municipal solid waste compost on trace metal leaching in calcareous soils // Science of the Total Environment. 2002(1). Vol. 291. №(1-3).1. P. 45-57

242. Kaschl A, Romheld V, Chen Y. Trace metal distribution in soluble organic matter from municipal solid waste compost determined by size-exclusion chromatography // Environmental Toxicology and Chemistry. 2002 (2). Vol. 21. №9. P. 1775-1782.

243. Keul M., Preda M. et al. Blei-und Cadmiumgehalte in Maispflanzen in Abhangigkeit vom Schwetallgehalt und der Textur das Bodens // Contrib. bot Univ. Cluj-Napoca, 1987. S. 229-334.

244. Kjeldsen P, Barlaz M., Rooker A., Baun A, Ledin A, Christensen T. Present and long-term composition of MSW landfill leachate: A Review // Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 2002. Vol. 32. № 4. P. 297-336.

245. Komisarec J. et al. Wplyw СаСОз na zavartos с roznych form Cu, Zn i Pb w glebach skazomych. Pr. Komiss. nauk Rol. // J. Komiss. nauk les. PTPN. 1990 (1991). №69. C. 53-52.

246. Kpomblekou A.K., Tabatabai M.A. Metal contents of phosphate rocks // Commun. Soil. Sci. and Plant Anal. 1994. Vol. 25. № (17-18). P. 28712882.

247. Lagerwerff J., Milberg R. Sign-of-charge of species of Cu, Cd and Zn extracted from sewage sludge, and effect of plants// Plant and Soil. 1978. №49. P. 117.

248. Murray J.P. Ground water contamination by sanitary landfill leachate and domestic waste water in carbonate ferrain principal source diagnostic chemical transport characteristics and design implications // Water Res. 1981. Vol. 15. №6. P. 745-757.

249. Norrish K. The geochemistry and mineralogy of trace elements // in: Trace Elements in Soil-Plant-Animal Systems / Eds. Nicolas D., Egan A. New York: Academic Press, 1975. 55 p.

250. Novak B. Role of soil organic matter in intensive agriculture and the pathways of its synthesis and decomposition // Proc. 9th Intern. Symp. on Soil Biol, and Conserv. of the Biosphere. Budapest, 1987. P. 411.

251. Obrien T.A. Barker A.V. Evaluation of ammonium and soluble salts on grass sod production in compost 1. Addition of ammonium or nitrate salts // Communications in Soil Science & Plant Analysis. 1996. Vol. 27. №(1-2). P. 57-76.

252. Otero L. el al. Influencia de los licores de Moa en el agua de drenajie al aplicarse en suelos corbonatados//Cienc. arg., 1987. №30. P. 102-105.

253. Reid R., Heber D. Flue Gas Emissions from a Shredded Municipal Refuse // Fired Steam Generation. Proceedings of the 1978: National Waste Conference. ASME. 1978. P. 167-178.

254. Sanders J.R. The effect of pH on the total and free ionic concentrations of manganese, zinc and cobalt in soil solution // J. Soil Sci. 1983. Vol. 34. №2. P. 315-323.

255. Schulz R., Romheld V. Recycling of municipal and .industrial organic wastes in agricultural: Benefits, limitations, and means of improvement // Soil Science and plant nutrition. 1997. Vol. 43. Special issue. P. 10611056.

256. Serrawittling C. Houot S. Barriuso E. Modification of soil water retention and biological properties by municipal solid wastes compost // Compost Science & Utilization. 1996. Vol. 4. №1. P. 44-52.

257. Shukia U., Mittal S. Characterization of zinc adsorption in some soil of India // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1979. Vol. 43. № 5. P. 905-908.

258. Simard R.R., Evans L.J., Bates Т.Е. The effects of addition of CaC03 and P on the soil solution chemistry of a Podzolic soil // Can. J. Soil Sci. 1988. Vol. 68. №1. P. 41-52.

259. Smith P., Falloon P., Smith J. Soil organic matter network (Somnet): 2001 model and experimental metadata. Wallingford, 2001. 223 p.

260. Soumare M., Tack F., Verloo M. Effects of a municipal solid waste compost and mineral fertilization on plant growth in two tropical agricultural soils of Mali//Bioresource Technology. 2003. Vol. 86. №1. P. 15-20.

261. Stevenson F. J. Nature of divalent transition metal complexes of humic acidsas revealed by a modified potentiometric titration method // Soil Sci. 1977. Vol. 123. №1. P. 10-17.

262. Stevenson F. J. Humus Chemistry. Genesis, Composition, Reactions. -New York: Wiley, 1982. 217 p.

263. Tiller K. G., Merry R. H. Copper pollution of agricultural soils // In: Copper in soils and Plants / Eds. Loneragun J.F., Robson A.D. New York: Academic Press, 1981. 119 p.

264. Tills A; Alloway B. f. The speciation of cadmium and lead in soil solutions from polluted soils // Int. conf. heavy metals in the environment. Heidelberg, 1983. P. 1211-1214.

265. Udo E. J., Bohn H. L., Tucker Т. C. Zinc adsorption by calcareous soils // Soil. Sci. Soc. Amer. Proc. 1970. Vol. 34. № 3. p. 405-407.

266. Williamson R.E, Lippert R.M. Effects of surface application of MS W compost on cotton production Soil properties, plant responses, and nematode management // Compost Science & utilization. 2002. Vol. 10. №3. P. 270279.

267. Wood J.M. Biological cycles for toxic elements in the environment // Science. 1974. Vol. 183. P. 1049-1059.