Экологическая оценка осадков сточных вод и использование их в качестве удобрения

Чемаева, Ольга Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологическая оценка осадков сточных вод и использование их в качестве удобрения
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка осадков сточных вод и использование их в качестве удобрения"

На правах рукописи

Чемаева Ольга Владимировна

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИХ В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ

Специальность 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ульяновск-2003

Работа выполнена в государственных образовательных учреждениях высшего профессионального образования «Ульяновский государственный технический университет», «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия».

, Научные руководители: - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Костин Владимир Ильич

- доктор технических наук,

профессор [Николаев Владислав Михайлович

Официальные оппоненты: - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Галиакберов Анвар Гумерович

- доктор биологических наук, профессор Горбачев Владимир Николаевич

Ведущая организация: Институт экологии Волжского бассейна РАН

Защита состоится «Ю» 2003 г. в часов на заседании

диссертационного совета ДМ 212.278.03 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ульяновском государственном университете по адресу:

432970, Ульяновск, ул.Л.Толстого, 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного университета

Автореферат разослан «» ¿и 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, ю биологических наук, доцент

Пантелеев С. В.

(8> ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современная жизнь людей сопряжена с накоплением техногенных отходов, в частности, осадков промышленных и бытовых сточных вод, требующих размещения. Наиболее прогрессивным решением в условиях перехода к альтернативному земледелию является утилизация осадков в качестве потенциально-ценного органо-минерального удобрения в сельском хозяйстве, что приведет к снижению дефицита органических удобрений. Однако при решении данного вопроса особую актуальность приобретает проблема загрязнения агроэкосистем тяжелыми ' металлами, содержащимися в отходах очистки сточных вод (М.Г.Левченко, М.С.Герасимчук, В.А.Руденко, 1974; В.А.Касатиков, С.Ш.Саркисян, 1988; Т.К.Никушина, Г.Н.Щурина, 1988; Н.Г.Чеботарев, А.В.Колесниченко, 1988).

В связи с этим исследования посвящены изучению свойств осадков, характеризующих их удобрительную ценность и экологическую безопасность, так как в условиях лесостепи Поволжья, как и в целом по России, еще недостаточно данных для обоснования теоретических и практических аспектов использования осадков сточных вод таким образом.

Цель и задачи исследований. Целью проведенных исследований являлось изучение физико-химических свойств осадков сточных вод для экологически безопасного применения их в качестве удобрений и получения при этом качественной сельскохозяйственной продукции.

В связи с этим были поставлены следующие задачи: ( -исследовать физико-химические, агрохимические и биологические свойства осадков сточных вод;

-изучить основные закономерности процесса выщелачивания осадков сточных вод во времени и определить влияние на них различных факторов;

-изучить влияние разных норм осадков сточных вод на микробиологические процессы в почве;

-определить возможность использования осадков в качестве органо-минерального удобрения и влияние их на продуктивность и качество сельскохозяйственных растений.

Исследования проводились в соответствии с тематическим планом научно-исследовательской работы № 600101 «Исследования научных основ и прикладных задач безопасности и экологичности технобиосистем» Ульяновского государственного технического университета и являются составной частью научно-исследовательской работы Ульяновской ГСХА. 1 Научная новизна. Изучены свойства осадков сточных вод разной

степени старения в процессе технологической обработки. Изучена динамика процесса вымывания тяжелых металлов (цинк, медь) из осадков с иловых карт в зависимости от различных факторов (рН, 1°С, режим выщелачивания). Впервые применительно к условиям лесостепи Поволжья изучено влияние осадка с иловых карт на биологическую активность и агрохимическую характеристику черноземов выщелоченных; действие и последействие осадка 3-х лет выдержки на иловых картах на продуктивность и качество овощны^^томат^^пуста) и зерновых (озимые рожь и пшеница, яровой ячмеИда^тилоНАЛьПАЯ I

библиотека 1

С.Петербург у |

( На защиту выносятся:

-свойства различных осадков сточных вод в зависимости от степени старения в процессе технологической обработки;

-специфика выщелачиваемости различных видов осадков с иловых карт в зависимости от режима выщелачивания, рН и температуры;

-влияние осадка сточных вод на состояние почвенной микрофлоры, осуществляющей в почве трансформацию азота;

-урожайность и качество продукции различных сельскохозяйственных культур под действием применяемых в качестве удобрения отходов очистки сточных вод;

-последействие осадка сточных вод;

-использование осадка сточных вод как фактор, улучшающий агрохимическую характеристику почв.

Практическая значимость работы. Использование осадков сточных вод I на удобрение по сравнению с другими методами утилизации отличается низкой энергоемкостью, экологической безопасностью, не требует больших затрат ручного труда, легко вписывается в технологию возделывания и приводит к повышению урожайности, что в целом может решить проблему дефицита органических удобрений.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава VI ТУ (2000-2003); на 1-й Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы математики и естествознания» (Н.Новгород, 2002); на Международной научно-практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2002); на 4-й Международной научно-практической конференции «Экономика, экология и общество России в 21-м столетии» (С.-( Петербург, 2002); на конференциях молодых ученых УГУ и УГСХА (2002, 2003); на 5-й Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы математики и естествознания» (Н.Новгород, 2003).

Публикации. Опубликовано 20 научных работ, из них по теме диссертации -11.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация изложена на 171 странице машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и предложений производству, включает 46 таблиц и 36 приложений. Список литературы включает 211 наименований, в том числе 53 иностранных авторов.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА

Объектом изучения являлись осадки сточных вод с городской станции биологической очистки ГОСКа г.Ульяновска: свежий осадок, осадок с пресс-I фильтра и осадки, выдержанные на иловых картах в течение 2-х и 3-х лет. Отбор и подготовка проб для химического анализа осуществлялись по ГОСТам 17.4.4.02-84,12071-84,28168-89. В данных осадках были проведены следующие анализы: 1. Содержание органического вещества и золы - ГОСТ 27980-88,

26213-91. 2. Определение влажности и сухого остатка - ГОСТ 26713-85, 2671386. 3. Определение гранулометрического состава (для осадков с иловых карт) методом ситового анализа с последующим взвешиванием каждой фракции. 4. 1 Определение валовых и подвижных форм тяжелых металлов (в пересчете на сухую массу осадков) по стандартным методикам (МУ-01-19147-1): никель, железо - фотометрическим методом (N1 с диметилглиоксимом; Бе с сульфосалициловой кислотой); кадмий, свинец, медь и цинк - методом инверсионной вольтамперометрии.

Анализы по агрохимическим и бак. показателям, исследования по выщелачиваемости проводили для осадков с иловых карт. Определяли следующее: содержание углерода в пересчете на гумус по Тюрину ГОСТ 26213-91; фосфора и калия - ГОСТ 26261-84; азота - ГОСТ 26107-84; кальция -ГОСТ 26487-85; бактерий группы кишечная палочка - МУ 2.1.7.730-99; патогенных микроорганизмов (в т.ч. сальмонелла) - МУ 2.1.7.730-99; наличие жизнеспособных яиц гельминтов - МУК 4.2.796-99; значение рН - ГОСТ 26483-85.

I Методика выщелачиваемости осадков.

Метод концентрирования (в течение трех дней). В первый день проводят выщелачивание (дистиллированной водой) при соотношении Т:Ж=1:10 (осадок высушенный при 105+2 °С). Раствор с осадком встряхивается в течение 1 часа, отфильтровывается в течение 24 часов, часть анализируется, а другая часть используется для последующей элюации во второй день. Твердое вещество заменяют свежим до соотношения Т:Ж=1:7.5. В третий день - Т:Ж=1:5.

Метод максимального вымывания (три-семь дней) - после каждого выщелачивания (Т:Ж=1:10) в течение 24 часов жидкость отфильтровывают и заменяют равным количеством выщелачивающей жидкости, осадок остается в сосуде. Степень вымываемости различных веществ характеризуют величиной Ь, (в мг/кг на сухую массу осадка). Концентрацию металлов в элюате определяют как Сь С2, С3...СП (мг/л). В вытяжках анализировали металлы | фотометрическим методом по стандартным методикам (цинк с сульфарсазеном, медь с диэтилдитиокарбаматом свинца).

Изучение действия и последействия осадка с иловых карт на урожайность и качество продукции проводили на следующих культурах: томат (Крупный розовый), капуста (Слава Грибовская 231), озимая рожь (Саратовская-6), озимая пшеница (Базальт), яровой ячмень (Одесский-100). Норма высева - 4.0 (рожь) и 5.5 (пшеница, ячмень) млн. всхожих семян на 1 га. Полевые опыты закладывали на опытном поле УГСХА (зерновые) на делянках с учетной площадью 100 м2 и на территории ГОСК г.Ульяновска (овощные) с учетной площадью делянок 20 м в 4-х кратном повторении. Внесение осадка осуществлялось на глубину 20-25 см непосредственно перед высадкой рассады овощей и посевом озимых. Агротехника общепринятая для данной зоны.

Схема опыта: 1. Контроль (без внесения осадка сточных вод (ОСВ)); 2. ОСВ - 30 т/га; 3. ОСВ - 60 т/га; 4. ОСВ - 90 т/га. I В опыте проводились следующие учеты и анализы: гумус по Тюрину;

фосфор и калий по Чирикову; солевая кислотность, сумма поглощенных

оснований по Каппену-Гильковицу; нитратные и аммонийные формы азота, обменные кальций и магний - по общепринятым методикам (И.Ф.Ноль, 1968). Численность аммонифицирующей микрофлоры (в т.ч. споровые), растущей на МПА и численность микроорганизмов, растущих на КАА определяли по общепринятым методикам. Урожайность зерновых определяли поделяночно, прямым комбайнированием с последующим взвешиванием зерна и пересчетом , на стандартную (14%) влажность. Содержание тяжелых металлов (цинк, медь свинец, кадмий, хром, никель) определяли в растительных образцах и в почве (для последней валовые и подвижные формы) атомно-адсорбционным методом. Качество овощных культур определяли по содержанию витамина С (Н.Х.Дудина,1991) и наличию нитратов - по ГОСТ Р 50465-93. Качество зерна озимых и ярового ячменя определяли по содержанию фосфора по ГОСТ-26657-97; калия - ГОСТ-30504-97; оценка белка - по методу Къельдаля (ГОСТ-13496.4-93); содержание клейковины - по Плешкову. Экспериментальные данные математически обработаны по Б.А.Доспехову (1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1. Исследование свойств осадков сточных вод с иловых карт 1.1. Химический состав и свойства осадков сточных вод

В процессе обработки осадков сточных вод по технологии ГОСКа 1 г.Ульяновска содержание органического вещества снижается с 74.13 в свежем осадке до 30.54 и 25.30 % в осадках, выдержанных на иловых картах в течение двух и трех лет соответственно. Влажность по мере обезвоживания снижается в 1.5-3.9 раз при исходной 98.66 %. По физическому состоянию осадки с иловых карт представляют собой твердую землистую массу с преобладающим размером частиц 2-5 мм. Данные фракции составляют от массы исследуемого образца 62.2-65.3 %.

Агрохимические исследования показали, что больших колебаний по виду осадков не наблюдается и в них содержится (в % на сухое вещество): углерода в пересчете на гумус - 3.4-4.1; общего азота - 1.13-1.39; фосфора - 2.0-2.2; калия -1.0.2-1.14; кальция - 1.65-1.96; значения рН солевых вытяжек равны - 6.4-6.7.

Результаты исследований по содержанию тяжелых металлов показали, что их концентрации в процессе старении уменьшаются приблизительно в два , раза по валовому содержанию (табл.1). Однако концентрации подвижных форм по отношению к общему содержанию увеличиваются, причем наличие никеля, цинка, меди в них значительно превышает ПДК этих металлов в почве (Л.К.Исаев, 1998) (в 2.5-4; в 12-14 и в 17-22 раза соответственно).

1.2. Выщелачиваемость осадков сточных вод методом концентрирования

Водные вытяжки до некоторой степени имитируют почвенный раствор (Д.С.Орлов, 1992). Концентрации металлов в природных незагрязненных почвенных растворах независимо от режима увлажнения (для черноземных почв с рН=5.5-7.5) находятся в пределах: содержание меди - 0.02-0.70 мг/л; цинка- 0.1-50.0 мг/л (А.Кабата-Пендиас, Х.Пендиас, 1989).

Данные, полученные нами при концентрировании растворов, показывают, что концентрации металлов соизмеримы с величинами природных почвенных растворов и мало отличаются по виду осадка. Концентрация цинка в пределах 2.98-3.64; меди - 0.85-1.27 мг/л.

Таблица 1

Содержание тяжелых металлов в различных видах осадков сточных вод

ГОСКа г.Ульяновска (на сухое вещество)

Общее Подвижные % подвижных форм

Осадок Металл содержание, формы, от общего содержания

мг/кг мг/кг

Свежий РЬ 59.80±1.27 38.49+0.67 64.37

Си 483.20±6.15 69.00±1.65 14.28

Zn 2635.00±10.69 676.50±5.85 25.67

Fe 86.2±4.67г/кг 3.27±0.32г/кг 3.79

Cd - 9.93±0.06 -

с пресс- Pb 50.30±1.16 31.20±1Л2 62.03

фильтра Си 433.30±7.63 62.00+3.09 14.31

Zn 2265.60+7.72 513.5414.20 22.70

Fe 60.00±2.12 г/кг 3.3+0.19 г/кг 5.47

Cd - 8.65±0.07 -

2-х лет Pb 33.87±1.24 8.21±0.03 24.24

выдержки Cu 230.76±4.69 58.33+1.44 25.30

Zn 1135.30±12.39 208.39±2.99 18.36

Fe 42.25±3.02 г/кг 2.7±0.06 г/кг 6.34

Ni 97.92±0.29 10.610.16 10.83

Cd - 6.63±0.06 "

3-х лет Pb 30.26±2.01 4.44±0.58 14.70

выдержки Cu 216.80±1.74 65.86+3.53 30.40

Zn 1014.83±8.67 294.85±2.45 29.00

Fe 36.25±2.69г/кг 1.9+0.07г/кг 5.35

Ni 82.86±2.33 13.80±1.04 17.00

Cd - 12.58±0.51 ~

Для характеристики интенсивности растворения ионов металлов бьтл введен условный коэффициент Ь, показывающий степень перехода металла в раствор. Для цинка характерно интенсивное растворение в первый день, при этом концентрации металла в элюате равны 2.25 (2-хлетний осадок) и 2.65 (3-хлетний осадок) мг/л и незначительное увеличение концентраций в последующие дни. Коэффициенты для 2-хлетнего осадка равны Ь1=0.76; Ь2=0.10; Ь3=0.14; для 3-хлетнего - Ь>1=0.73; Ь2=0.15; Ь3=0.12. Для меди ' характерен постепенный переход водорастворимых ионов с наибольшим растворением на второй (осадок 2-х лет выдержки) или на третий день (осадок 3-х лет выдержки). Концентрации первого дня выщелачивания равны соответственно 0.23 и 0.21 мг/л. Коэффициенты для 2-хлетнего осадка равны Ь,=0.27; Ь2=0.42; Ь3=0.31; для 3-хлетнего - Ь,=0.17; Ь2=0.35; Ь3=0.49.

Формирование состава почвенного раствора подчиняется общим законам теории растворов. Равновесная концентрация, образующаяся между частицами суспензии и маточным раствором, определяется их природой и составом,

| поэтому дальнейшее концентрирование ионов тяжелых металлов не происходит. Таким образом, даже при значительном валовом содержании тяжелых металлов в осадках, можно ожидать, что в почвенном растворе их концентрации будут находиться на уровне природного фона.

1.3. Выщелачиваемость осадков сточных вод в течение времени в динамическом и статическом режимах

Наши исследования показывают, что вымывание цинка из осадков в динамическом режиме происходит следующим образом: в первый день выщелачиваемости в раствор переходит наибольшее количество растворимых форм, после чего на второй день его концентрация незначительна, а в третий и четвертый день эксперимента (в зависимости от вида осадка) содержание металла в элюате вновь возрастает, но его концентрация не превышает выщелачиваемости первого дня. Дальнейшее изменение вымываемости цинка ( идет в сторону значительного уменьшения концентраций в растворе (табл. 2).

Для меди характерно более равномерное растворение во времени с максимальным увеличением концентраций в элюатах на пятый (для 2-хлетнего осадка) и на четвертый день (для 3-хлетнего осадка) (табл. 3). В отличие от цинка в выщелачиваемости меди нет значительных перепадов концентраций в каждом последующем элюировании (особенно для 2-хлетнего осадка).

Суммарные концентрации выщелоченных металлов (цинк,медь) в обоих осадках практически одинаковые, хотя ожидалось, что интенсивнее будет выщелачиваться осадок после 3-х лет выдержки, характеризующийся большей степенью минерализации.

Содержание цинка и меди в элюатах в подавляющем большинстве случаев не превышают ПДК для почв (Л.К.Исаев, 1998).

Исходя из предположения, что в природных условиях выщелачивание элементов происходит не так интенсивно, как в лабораторных исследованиях ' (С.В.Яковлев и др., 1999), были проведены опыты в статическом режиме.

Таблица 2

Выщелачиваемость цинка из осадков с иловых карт (динамический режим)

Осадок 2-хлетней выдержки Осадок 3-летней выдержки

Дни рН рН

Ьь мг/кг С, мг/л вытяжки Ц, мг/кг С, мг/л вытяжки

1 24.60+1.41 2.37 6.65 29.5312.04 2.87 6.40

2 4.1710.66 0.42 7.15 3.80+0.04 0.38 6.70

3 15.3410.39 1.55 7.40 6.2510.08 0.63 6.90

4 12.85+0.13 1.40 6.80 11.3910.00 1.21 7.65

5 5.66+0.37 0.65 7.40 4.7310.79 0.53 7.60

6 0.82±0.02 0.098 7.30 0.82+0.11 0.094 7.35

7 0.64+0.16 0.079 6.75 1.7910.04 0.217 7.20

I 64.08 58.31

жирным шрифтом выделены максимумы выщелачиваемости цинка

Нами выявлено, что при изменении режима динамика поведения тяжелых металлов практически не меняется. Однако скорость растворения цинка уменьшается в два раза, и количество металла, вымытого в течение семи дней, уменьшается с 58.31-64.08 до 27.33-34.24 мг/кг в зависимости от вида осадка.

При этом количество выщелоченной меди изменяется незначительно - с 17.4917.22 до 13.46-15.42 мг/кг. Концентрации металлов в элюатах не превышают ПДК даже в дни максимального вымывания.

Таблица 3

Выщелачиваемость меди из осадков с иловых карт (динамический режим)

Осадок 2-хлетней выдержки Осадок 3-хлетней выдержки

Дни рН рН

и, мг/кг С, мг/л вытяжки Ьь мг/кг С, мг/л вытяжки

1 2.50±0.12 0.242 6.65 2.31±0.18 0.223 6.40

2 2.36±0.26 0.230 7.15 1.85±0.0б 0.183 6.70

3 3.20±0.07 0.324 7.40 1.15±0.02 0.115 6.90

4 2.41М.13 0.265 6.80 5.7610.08 0.612 7.65

5 4.54±0.00 0.520 7.40 3.76±0.03 0.418 7.60

6 2.01±0.04 0.243 7.30 1.91±0.0б 0.220 7.35

7 2.10+0.10 0.260 6.75 0.75±0.01 0.090 7.20

£ 19.12 17.49

жирным шрифтом выделены максимумы выщелачиваемости меди

I 1. 4. Выщелачиваемость осадков сточных вод в зависимости от рН

По мнению ряда авторов, содержащиеся в осадках органические вещества состоят в большей степени из низкомолекулярных соединений, что значительно влияет на подвижность большинства соединений металлов при изменении кислотно-щелочных условий (В.А.Кончиц, В.АЧерников, 1988).

С целью изучения влияния рН на выщелачивание тяжелых металлов осадки с иловых карт подвергались обработке подкисленной (НС1) или подщелаченной (ЫаОН) жидкостями в диапазоне рН от 1 до 9.

Для осадка 2-хлетней выдержки при рН=1 выщелачивается за три дня в сумме Ъа. - 80 %, Си ~ 50 % от валового содержания металлов в осадке. При рН=2: 2п ~ 32 %; Си ~15 %. Осадок после 3 лет выдержки на иловых картах имеет следующие проценты выщелачивания элементов от общего содержания: при рН=1 -2п~ 100 %; Си ~ 100 %; при рН=2 - Хп ~ 38 %; Си ~ 57 %. Таким , образом, сильнокислые растворы способны практически полностью извлекать цинк и медь из осадков. Однако промывка такими растворами способствует значительному возрастанию потерь биогенных элементов (калий, кальций, магний, фосфор и других элементов), что приводит к нежелательному изменению исходного качественного состава осадков с иловых карт.

Так как гуминовые кислоты - наиболее высокомолекулярные соединения - не растворимы в кислой среде (фульвокислоты хорошо растворимы при рН=1.0-2.5), а растворимость тяжелых металлов при рН=1~100 %, то косвенно это может указывать на их низкое содержание в осадках с иловых карт.

При повышении рН, когда в растворе явно возрастает концентрация органических веществ, комплексы металлов с ними могут вносить свой вклад в растворимость металлов. Устойчивость различных комплексов при увеличении рН возрастает у большинства тяжелых металлов, в том числе меди и цинка.

Полученные нами данные показывают, что при повышении рН 1 выщелачивающей жидкости от 3 до 9 (табл. 4) значительных концентраций

вымытых металлов не наблюдается. Максимумы за три дня выщелачивания для Ъа. - 4.3 % и 2.82 % (в 2-х и 3-хлетнем осадках при рН=3). Для Си - 3.01 % (при рН=6 в 3-хлетнем осадке) и 2.49 % (при рН=4 - в 2-хлетнем). В целом при изменении рН в интервале от 3 до 9 выщелачивание цинка и меди всегда находятся в пределах ПДК (ЛК.Исаев, 1998).

Таким образом, учитывая, что в условиях природных почв значения рН лежат чаще всего между 5 и 7, можно предположить, что выщелачиваемость данных металлов будет минимальной. Однако этот вывод условный, так как не учитываются сложные взаимодействия факторов, влияющих на растворение тяжелых металлов.

, 1.5. Выщелачиваемость осадков сточных вод в зависимости от

температуры

Учитывая особенности температурного режима природных почв лесостепного Поволжья Ульяновской области, было изучено влияние температуры на вымываемость ионов тяжелых металлов в модельных системах, где образцы осадков обрабатывались в течение трех дней выщелачивающими жидкостями с рН=5, рН~6 и рН=7 (системы, имитирующие реакции сред, типичных для черноземов) в температурном интервале от 2 до 40°С.

Результаты анализов показывают, что максимальная концентрация цинка при температуре 2°С получена при рН=7 в первый день опыта: 4.15 мг/кг (осадок 2-хлетней выдержки) и 4.31 мг/кг (3-хлетний осадок). В сумме за три дня максимальный результат принадлежит опьггу с выщелачивающей жидкостью с рН=7: 6.55 мг/кг (2-хлетний осадок) и 7.71 мг/кг (3-хлетний осадок).

Максимальные разовые и суммарные (за три дня) концентрации меди в элюатах определены в вариантах с рН=5. Числовые результаты равны соответственно: 0.99 (третий день) и 2.52 (2-хлетний осадок); 0.89 (первый день) и 2.24 мг/кг (3-хлетний осадок).

При повышении температуры до 10°С количество перешедших в раствор ионов металлов несомненно увеличивается. Максимальные концентрации цинка зафиксированы для рН=6 первого дня вымывания: 9.97 (2-хлетний осадок) и 7.09 мг/кг (3-хлетний осадок). Максимальные суммарные величины для осадков 2-х и 3-х лет равны соответственно: 13.20 и 10.80 мг/кг.

Данные по меди представлены следующими числами: максимумы однодневного вымывания и в сумме за три дня для 2-хлетнего осадка в варианте с рН=7 равны: 1.34 (третий день) и 3.15 мг/кг; для 3-хлетнего осадка в опыте с рН=6 -1.40 (первый день) и 2.84 мг/кг.

| Наибольшее выщелачивание металлов получено при температуре 20 °С

по всем вариантам исследования. Максимальные разовые и суммарные концентрации цинка для 2-хлетнего осадка получены для рН=7 и равны соответственно 13.13 (первый день) и 22.46 мг/кг. Для 3-хлетнего осадка они определены в опыте с выщелачивающей жидкостью с рН=6, где соответствующие числа равны: 18.99 (первый день) и 27.56 мг/кг.

Таблица 4

Выщелачиваемость осадков с иловых карт жидкостями с рН от 3 до 9

рН Дни рН вытяжки С (2п), мг/л мг/кг % от общего С (Си), мг/л и (Си), мг/кг % от общего

Осадок 2-хлетней выдержки

1 6.60 1.570 16.14±0.77 2.82 0.185 1.91+0.00 2.12

3 2 3 7.05 6.85 0.780 0.950 7.59±0.44 8.26+0.46 0.165 0.158 1.6210.04 1.3710.04

1 6.70 1.997 20.25±1.99 2.68 0.250 2.5810.04 2.49

4 2 7.00 0.792 7.68±1.21 0.166 1.6310.11

3 7.35 0.281 2.48+0.33 0.176 1.5810.05

1 6.90 1.055 10.92+0.82 1.47 0.097 1.0110.06 1.53

5 2 6.95 0.317 3.17±0.18 0.120 1.2010.00

3 7.30 0.292 2.79±0.06 0.139 1.3410.05

1 7.80 1.138 12.14±1.02 1.54 0.173 1.7910.10 1.76

6 2 7.40 0.294 2.82±0,32 0.170 1.5910.08

3 7.15 0.286 2.57±0.22 0.074 0.6710.04

1 6.30 1.275 13.13±0.00 1.98 0.128 1.3110.05 1.81

7 2 6.70 0.658 6.65±0.11 0.180 1.82Ю.06

3 7.20 0.273 2.68+0.09 0.105 1.0510.06

1 7.20 1.369 14.09Ю.22 2.30 0.198 2.0410.08 1.62

8 2 7.45 0.350 3.47±0.00 0.122 1.21+0.07

3 7.65 1.033 8.58±0.30 0.058 0.4810.00

1 7.50 1.131 11.65±0.39 1.79 0.172 1.7710.09 1.55

9 2 6.85 0.339 3.36±0.33 0.097 0.9710.12

3 7.25 0.612 5.32±0.29 0.095 0.8310.08

Осадок 3-хлетней выдержки

1 7.00 2.32 23.92±0.23 4.17 0.092 0.9410.03 1.55

3 2 6.55 1.12 10.96±0.90 0.132 1.2910.00

3 7.10 0.82 7.43+0.39 0.124 1.1310.04

1 6.55 2.850 29.36±0.57 4.30 0.188 1.9310.06 2.03

4 2 6.70 0.800 7.84±0.35 0.133 1.2910.06

3 0.33 0.781 6.64±0.51 0.138 1.17+0.04

1 6.40 1.500 15.4510.00 2.11 0.150 1.5510.00 1.85

5 2 6.70 0.517 5.17±0.28 0.144 1.4410.03

3 7.30 0.083 0.81+0.04 0.106 1.0310.03

1 7.20 1.860 18.99±0.63 2.72 0.242 2.4710.04 3.01

6 2 6.95 0.456 4.42±0.18 0.234 2.2710.06

3 7.55 0.455 4.1510.07 0.196 1.78+0.00

1 6.50 1.438 14.81+0.15 2.62 0.163 1.6710.04 2.15

7 2 7.55 0.883 9.0110.62 0.140 1.4310.05

3 7.50 0.273 2.7310.26 0.156 1.5610.00

1 7.60 1.319 13.72Ю.86 2.38 0.280 2.9110.07 2.54

8 2 7.90 0.762 7.32Ю.24 0.190 1.8210.00

3 7.10 0.359 3.1310.17 0.092 0.7810.08

1 7.00 1.367 14.0811.26 2.48 0.276 2.8410.04 2.49

9 2 6.90 0.432 4.25Ю.14 0.175 1.7210.07

3 7.85 0.783 6.8210.42 0.097 0.8410.06

, Для меди максимальные разовые и суммарные концентрации при

температуре 20°С для 2-хлетнего осадка получены при рН=7 и равны соответственно 1.82 (второй день) и 4.18 мг/кг. Для 3-хлетнего осадка они определены в опыте с выщелачивающей жидкостью с рН=6, где соответствующие числа равны: 2.47 (первый день) и 6.52 мг/кг.

Дальнейшее повышение температуры в целом ведет к снижению выщелачиваемости цинка. Наибольшие разовые и суммарные концентрации для цинка получены при 30°С и равны соответственно: 8.21 (первый день) и 19.57 (для 2-хлетнего осадка в опыте с рН=6); 8.63 (первый день) и 20.36 мг/кг (для 3-хлетнего - с рН=6).

Концентрации меди, переходящие в раствор, при увеличении температуры до 30°С и до 40°С также уменьшаются. Причем концентрации в обоих случаях отличаются незначительно. Наибольшие разовые и суммарные ( величины отмечены при 30°С в опытах с рН=6: для осадка 2 лет - 1.41 (первый день) и 3.46мг/кг; для осадка 3 лет - 1.54 (первый день) и 3.67 мг/кг.

Таким образом, минимальные концентрации металлов переходят в раствор при температуре 2°С, максимальные - при 20°С с дальнейшим снижением растворимости при повышении температуры до 40°С. Небольшой интервал температурного режима позволяет предположить, что снижение выщелачивания исследуемых металлов при 30-40°С происходит из-за смещения равновесия между компонентами осадка и маточным раствором вследствие уменьшения степени дегидратации комплексных соединений тяжелых металлов. Кроме того, температура 40°С может быть достаточной для начала осаждения некоторых органических веществ и, как следствие, уменьшения концентрации металлов в растворе (М.Д.Степанова, 1976; Д.С.Орлов, 1992).

Поведение цинка при выщелачивании характеризуется тем, что в первый день вымывания (во всех вариантах) в раствор переходит наибольшее ' количество растворимых форм. Разовые концентрации данного металла не превышают ПДК почв ни в одном из случаев выщелачивания, суммарные -незначительное превышение ПДК отмечено для 3-хлетнего осадка в опытах с характеристиками: температура выщелачивающей жидкости 20°С и рН=6 и 7.

Растворение меди в целом носит постепенный характер. Результаты разовых вымываний не превышают значений ПДК почв данного металла по всем вариантам исследования. Однако суммарные концентрации только при температурах 2°С и 10°С меньше ПДК; в остальных случаях отмечается либо незначительное превышение (некоторые опыты при 30°С и 40°С), либо превышение в 1.5-2 раза (подавляющее большинство опытов при 20°С).

1. 6. Распределение тяжелых металлов в профиле осадков сточных вод

Распределение тяжелых металлов (РЬ, Си, N1) в профиле осадка 3-хлетней | выдержки в зависимости от содержания органического вещества показало, что для каждого из металлов характерно накопление в верхнем слое профиля (0-20 см), но в разной степени: наибольшее у меди, наименьшее у никеля.

Концентрации меди, свинца и никеля уменьшаются вниз по профилю соответственно в 2.3; 1.6 и 1.4 раза.

1. 7. Бактериологическое загрязнение осадков сточных вод

Результаты наших исследований показывают, что технологическая обработка осадков с выдержкой на иловых площадках в течение двух-трех лет I позволяет обеспечить необходимое обеззараживание по санитарно-эпидемиологическим характеристикам, где, в отличие от свежих осадков, происходит полное самоочищение от гельминтологического и ! бактериологического загрязнений.

2.Экологические аспекты влияния осадка сточных вод с иловых карт

на почву и растения

2.1. Влияние осадка сточных вод на биологическую активность почв

Результаты исследования почв показывают, что численность бактерий, растущих на МПА в вариантах с различными дозами вносимого осадка, в начале освоения в 0.7-3.7 раза выше, чем на контроле (численность на контроле равна 8.2 млн/г почвы). Безусловно, это связано с усвоением наиболее легкодоступных органических соединений осадка. Увеличение численности 1 аммонифицирующей микрофлоры зависит от дозы осадка: чем больше доза, тем больше содержалось в почве бактерий этой группы: от 11.4 на варианте ОСВ-ЗО т/га до 22.7 млн/г на ОСВ-90 т/га. Следует отметить, что к середине лета стимулирующее влияние осадка на аммонифицирующую микрофлору существенно снизилось.

Интересные данные получены по динамике споровой аммонифицирующей микрофлоры, где при незначительном увеличении ее численности наблюдалось снижение относительного содержания к их общей численности. Особенно четко это выразилось непосредственно после внесения I осадка в почву. Так, на контроле содержание споровой микрофлоры составило

| 13.9 % от общего количества бактерий, а на варианте ОСВ-90 т/га - 9.2 %. К

концу вегетации закономерность сохранилась, но в значительно меньшей степени, хотя наблюдалось существенное повышение общей численности бактерий. Оно составило 24.6-30.3 % в зависимости от варианта опыта. Следует ¡, I отметить, что доля споровых в общей численности бактерий, растущих на 1 МПА, уменьшалась по мере увеличения дозы осадка. Это свидетельствует о

| незавершенности процессов освоения органических веществ осадков.

$ Осадок стимулирует активность микрофлоры, использующей

минеральные формы азота, причем в наибольшей степени непосредственно после внесения его в почву. Так, при численности на контроле 6.6 млн/г, их количество на опытных вариантах возрастает до 12.5-18.2 млн/г почвы. В период завершения активного потребления азота растениями наблюдается снижение численности бактерий данной группы по всем вариантам, однако по сравнению с контролем их численность на 22.5-83.1 % выше.

Таким образом, осадок 3-х лет выдержки с иловых карт в качестве органического удобрения оказывает положительное влияние на рост численности микрофлоры почвы, осуществляющей трансформацию азота.

Активность этих процессов возрастает с увеличением вносимой дозы осадка сточных вод.

2.2. Влияние осадка сточных вод на сельскохозяйственные культуры |

Наши исследования показывают, что действие осадка сточных вод положительно влияет на урожайность исследуемых культур и их качество.

Томат очень отзывчив на осадок сточных вод: урожайность в годы исследований с увеличением дозы осадка в среднем возрастает на 1.20-2.18 кг/м2, что на 20.6-37.3 % выше контроля, где урожайность равна 5.84 кг/м2. ,

Следует также отметить, что с увеличением дозы осадка увеличивается 1 содержание больных и поврежденных плодов, тем самым товарность продукции по отношению к общему количеству образовавшихся плодов ,

уменьшается с 95.2 (на контроле) до 83.3 % (на варианте - ОСВ-90 т/га). '

Средняя масса плода в вариантах ОСВ-ЗО и 60 т/га увеличивается соответственно на 17.4 и 27.8 г по сравнению с неудобренной почвой, где масса '

плода равна в среднем 148.8 г. Для дозы ОСВ-90 т/га этот показатель не отличается численно от контроля. Следовательно, при увеличении количества плодов происходит процесс разбавления питательных веществ. ,

Результаты исследований по капусте показывают, что товарность на всех опытных вариантах выше контроля, но значительная разница отмечена для вариантов ОСВ-ЗО и 60 т/га (на 4.4 и 4.6 % соответственно). Средняя масса ,

кочана с увеличением дозы осадка возрастает на 0.18-0.51 кг при равной на '

контроле 2.06 кг. Таким образом, средняя урожайность капусты увеличивается I значительно, и прибавка составляет 53.5-146.0 ц/га (при урожайности на неудобренной почве - 574.0 ц/га), что на 9.3-25.4 % выше контроля.

С увеличением дозы осадка содержание воды в овощах возрастает: в ,

среднем для томата на 0.2-0.3; для капусты - 0.3-0.9 %. Содержание витамина С у обеих культур также увеличивается: на 21.8-51.3 (томат) и на 16.15-50.35 I

мг/кг (капуста), что на 10.2-24.1 и 3.52-10.9 % выше контроля.

Наличие нитратов имеет обратную зависимость - с увеличением дозы содержание их в овощах уменьшается: для томата на варианте ОСВ-бОт/га меньше к контролю на 4.5; ОСВ-90 - 11.2 мг/кг; для капусты: ОСВ-ЗО - 31.55; ОСВ-бО - 22.05; ОСВ-90 - 46.00 мг/кг массы плода. :

Накопление томатом практически всех исследованных металлов (7м, Си, «

РЬ, Сй, Сг, №) в опытных вариантах меньше. Определена следующая зависимость: чем больше доза вносимого осадка, тем значительнее разница по 1

сравнению с контролем. Исключение - накопление хрома в вариантах ОСВ-бО и ' 90 т/га, где происходит возрастание концентрации металла на 0.025-0.050 мг/кг.

Наибольшее снижение накопления металлов в опытах с томатом отмечено для кадмия и никеля, концентрации которых уменьшаются в плодах соответственно в 1.5-3.5 и 2.0-3.0 раза; наименьшее - для цинка и свинца - в 1.2-1.3 раза. Концентрация меди снижается приблизительно в 1.5 раза.

В исследованиях по капусте тенденция уменьшения концентраций тяжелых металлов на опытных вариантах не меняется практически по всем элементам. Исключение - никель, накопление которого независимо от варианта опыта остается постоянным. В опытах с капустой наибольшее снижение

содержания металлов зафиксировано для кадмия и свинца, концентрации которых на опытных вариантах уменьшаются соответственно в 1.3-3.4 и в 1.62.2 раза. Концентрации цинка, меди и хрома снижаются приблизительно в 1.42.1 раза.

В целом, содержание всех исследованных металлов в исследуемых овощных культурах ниже ПДК (СанПиН 232.56-96., 1997). По способности накапливать тяжелые металлы овощными культурами их можно расположить в следующие ряды: для томата - Хп > Си > ЩСг) > Сг(№) > РЬ > С<1; для капусты (независимо от варианта опыта) - Ъх > Си > РЬ > Сс1 > № > Сг.

Таким образом, нами установлено, что чем больше доза вносимого удобрения, тем меньше происходит накопление тяжелых металлов в овощных культурах. Это обусловлено тем, что осадок за счет органического вещества обладает хорошим эффектом адсорбции ряда элементов, снижая их ' доступность растениям. Кроме того, снижение концентраций тяжелых металлов и нитратов в вариантах с осадком может происходить из-за так называемого «биологического разведения» за счет более энергичного роста растений, которое ведет к распределению элементов в большем объеме биомассы.

Результаты исследования действия осадка на озимые культуры показывают, что урожайность в среднем увеличивается на 1.85-5.70 (рожь) и на 2.13-6.77 ц/га (пшеница), что на 6.4-19.7 и 11.0-35.1 % больше по сравнению с контролем. К наибольшему увеличению урожайности приводит возрастающая доза осадка. По результатам исследований можно утверждать, что озимая пшеница более чувствительна к действию осадка, чем озимая рожь.

Химический состав зерна озимых культур при использовании удобрения изменяется. Значительно повышается содержание белка, в среднем у озимой пшеницы - на 0.45-1.37; у озимой ржи - на 0.30-0.91 %. Наши исследования I выявили увеличение крахмала: для озимой пшеницы - на 2.1-6.6; для озимой ржи - на 0.9-1.7 %. Содержание биогенных элементов фосфора и калия повторяют общую тенденцию - с увеличением дозы осадка их количество в зерне возрастает: для пшеницы соответствующие элементы увеличиваются на 0.09-0.16 и 0.06-0.16 %; для ржи - на 0.06-0.11 и 0.04-0.11 %.

В наших исследованиях отмечено, что накопление тяжелых металлов зерновыми культурами при внесении в почву осадка в дозах 30 и 60 т/га по сравнению с контролем снижается всегда. Однако увеличение дозы удобрения до 90 т/га дальнейшего снижения концентраций металлов не влечет, а в отдельных случаях приводит к возрастанию поглощения их ионов по сравнению с другими опытными вариантами: для озимой ржи - кадмия и никеля. Наибольшее снижение металлов в зерне озимой пшеницы отмечено для свинца и меди: соответственно в 1.2-2.0 и в 1.1-1.6 раза к контролю, а наименьшее - для никеля и хрома - в 1.1-1.2 раза. Концентрации цинка и 1 кадмия уменьшаются приблизительно в 1.1-1.4 раза но сравнению с контрольными образцами.

В исследованиях по озимой ржи наибольшее уменьшение содержания тяжелых металлов отмечено для свинца и хрома - их концентрации снижаются в 1.2-1.8 раз. Цинк, кадмий и никель накапливаются в зерне озимой ржи в 1.1-

1.3 раза меньше при использовании осадка в качестве удобрения. Содержание меди изменяется незначительно - приблизительно в 1.1 раз.

По способности накапливать тяжелые металлы зерновыми культурами их I можно расположить в следующие ряды: Zn > Ni > Cu(Cr) > Cr(Cu) > Pb > Cd (озимая пшеница) и Zn > Си > Ni > Сг > Pb > Cd (озимая рожь).

Таким образом, в наших исследованиях определено, что с повышением дозы вносимого осадка в зерне озимых культур увеличивается содержание белка, крахмала, биогенных элементов, что обусловлено благоприятно сбалансированным соотношением компонентов, содержащихся в удобрениях. А также зерновые культуры характеризуются менее интенсивным поглощением изученных тяжелых металлов. При этом оптимальной дозой является 60 т/га.

2.3. Последействие осадка сточных вод на сельскохозяйственные

культуры

Некоторые авторы в своих исследованиях отмечают, что внесенные осадки сточных вод способны достаточно быстро подвергаться процессам минерализации вследствие преобладания в них достаточного количества , низкомолекулярного органического вещества. Авторы полагают, что в течение времени будут высвобождаться тяжелые металлы в концентрациях, опасных для окружающей среды (Ю.В.Алексеев, 1978, 1987; В.А.Кончиц, В.АЧерников, 1988; А.Кабата-Пендиас, Х.Пендиас, 1989). По этой причине в научную программу были включены исследования по последействию осадка с иловых карт 3-хлетней выдержки на сельскохозяйственные растения.

Количество товарных плодов томата на опытных вариантах с увеличением дозы используемого осадка увеличивается по сравнению с контролем на 16.2-52.7 %. Средняя масса плода в вариантах ОСВ-ЗО и 60 т/га увеличивается в среднем на 13.8 и 13.9 г по сравнению с вариантом на неудобренной почве, где масса равна 144.6 г. Для ОСВ-90 т/га масса плода численно не отличается от контроля. Результаты по урожайности показывают, что на томаты последействие оказывает столь же положительное влияние, как действие осадка: урожайность в среднем увеличивается на 1.46-2.83 кг/м2 (при

| ______у. ...--------f к ,„,„ „„„„„„„„„„ 170 со о о/ , „

равлии па ivunipujiC J.JJ ivi/31 j, ни wwc- 1 ао^лс.I /0. о kjijixi-LXI^

от действия осадка, максимальная урожайность получена на варианте 90 т/га.

Данные по урожайности капусты показывают, что товарность продукции на всех опытных вариантах ниже контроля: уменьшается с 96.5 на контроле до 92.1 на варианте ОСВ-90 т/га. Средняя масса кочана с увеличением дозы вносимого осадка увеличивается на 0.13-0.46 кг к контролю, где масса равна 2.29 кг. Средняя урожайность данной культуры увеличивается на 36.0-127.0 ц/га, что составляет 5.6-19.8 %.

Таким образом, можно утверждать, что осадок сточных вод 3-х летней выдержки с иловых карт обладает длительным последействием, что положительно отражается на урожайности овощных культур и свидетельствует о достаточном количестве неминерализованного органического вещества во второй год использования в качестве удобрения. , По последействию изменяются характеристики качества овощей. Содержание воды в овощных культурах практически не изменяется.

Накопление аскорбиновой кислоты и нитратов имеют обратные зависимости: для первых с повышением дозы осадка увеличивается (по сравнению с контролем на 18.5-42.7 (для томата) и на 21.2-68.1 мг/кг (для капусты) больше), для вторых - уменьшается (снижается на 6.0-9.6 (томат) и на 27.1-55.4 мг/кг ' (капуста)).

Накопление тяжелых металлов в целом повторяет закономерности действия осадка: в подавляющем большинстве случаев оно последовательно снижается с увеличением дозы осадка. Концентрации подавляющего большинства металлов меньше ПДК (СанПиН 232.56-96., 1997).

Последействие осадка способствует снижению концентраций металлов в овощных культурах. Наибольшее снижение в томате отмечено для никеля и кадмия - в 1.5-2.8 и в 1.3-2.5 раза соответственно по отношению к контролю. В капусте содержание кадмия, свинца и цинка на опытных вариантах снижается приблизительно в 1.5-2.5 раза. Наименьшая разница содержания тяжелых металлов в томате отмечено для цинка, в капусте - для никеля, где в обоих случаях концентрации снижаются в 1.1-1.3 раза по сравнению с контролем.

По способности накапливать тяжелые металлы овощными культурами по I последействию их можно расположить в следующие ряды: Ъп > Си > ЩСг) > Сг(№) > РЬ > Сс1 (томат) и Ъп. > Си > РЬ > Сс1 > № > Сг (капуста). Эти ряды аналогичны действию осадка.

Таким образом, можно полагать, что органическое вещество осадка подвергается интенсивной минерализации в первый год его внесения в почву, в результате чего в достаточной степени разлагаются, вероятно, только преобладающие низкомолекулярные соединения. По мере быстрого высвобождения подвижных форм тяжелых металлов в процессе минерализации осадка поглощение элементов растениями может снижаться из-за того, что их ионы быстро переходят на почвенные коллоиды и прочно связываются с более устойчивыми к разложению органическими веществами почвы.

Данные исследований продуктивности ярового ячменя показывают, что прибавка урожайности колеблется в зависимости от дозы осадка от 4.48 до 7.35 ( ц/га при урожайности на контроле 42.55 ц/га, что составляет 10.5-17.3 %. Наибольшая урожайность получена при дозе 60 т/га.

Качество зерна ярового ячменя изменяется по последействию следующим образом: содержание фосфора в вариантах ОСВ-бО и 90 т/га повышается на 0.03-0.01 %. На варианте с дозой ОСВ-ЗО т/га происходит снижение накопления фосфора - на 0.02 %. Содержание калия в зерне ячменя по последействию осадка снижается на 0.02-0.08 %. Однако последействие способствует повышению белка и крахмала - в зависимости от дозы удобрения их содержание увеличивается соответственно на 0.25-1.35 и 0.6-1.1 %.

Данные показывают, что накопление тяжелых металлов в зерне ячменя снижается в большинстве случаев с возрастанием дозы осадка от 30 до 90 т/га, хотя в варианте ОСВ-бО т/га отмечается незначительное увеличение накопления цинка, меди и свинца по сравнению с контрольными растениями.

Наибольшее снижение отмечается для свинца (в 1.3-1.5 раз), наименьшее -1 для цинка (в 1.1-1.2 раза). По остальным исследованным металлам (медь,

кадмий, хром и никель) при использовании осадка с иловых карт в качестве удобрения определено уменьшение концентраций приблизительно в 1.1-1.5 раз по сравнению с величинами, полученными на контроле.

По способности накапливать тяжелые металлы яровым ячменем по последействию можно составить ряд: 2п > Си > № > Сг > РЬ > С& Этот ряд аналогичен ряду, полученному по действию осадка для озимой ржи.

Таким образом, длительное последействие осадка способствует повышению урожайности ярового ячменя. Наряду с повышением пивоваренных качеств ячменя (особенно в дозе 30 т/га, где содержание ■

крахмала и белка в хорошем соотношении), осадок способствует получению экологически более чистой продукции по сравнению с урожаем, выращенным 1 на неудобренной почве. V

2.4. Исследование почвы по агрохимическим показателям после использования осадка сточных вод в качестве удобрения

При внесении осадка в почву, вследствие наличия большого количества органического вещества, содержание углерода в пересчете на гумус на опытных участках увеличивается по сравнению с контролем на 0.1- 0.45 % (табл. 5), что свидетельствует о наличие в осадке достаточного количества устойчивого к разложению органического вещества. Сбалансированный элементный состав осадка приводит к увеличению биогенных макроэлементов в почве: количество фосфора и калия возрастает соответственно на 13.5-33.8 и на 5.0-15.3 мг/кг.

Содержание азота в виде водорастворимых нитратных и аммонийных форм с увеличением дозы удобрения возрастает (почти в два раза на варианте I ОСВ-90 т/га). Сумма поглощенных оснований, обменные кальций и магний также количественно возрастают (см.табл. 5).

Результаты по накоплению тяжелых металлов в пахотном слое почвы показывают, что в первый год исследования количество всех исследованных металлов с увеличением дозы осадка уменьшается. Причем валовые концентрации наиболее токсичных металлов (кадмий, хром, свинец) снижаются в 1.2-2.1 раза. Содержание цинка, меди и никеля уменьшается в 1.1-1.3 раза. По-видимому, осадок, благодаря наличию собственной богатой и активной микрофлоры, способствует разложению легко минерализуемого органического вещества самого осадка и почвы, в результате чего высвобождаемые подвижные формы элементов легко выщелачиваются атмосферными осадками и, что имеет большое значение, поглощаются растениями. Последнее, вероятно, «

имеет наибольшее значение для уменьшения количества тяжелых металлов в пахотном горизонте почвы, так как высокая продуктивность сельскохозяйственных культур при использовании осадка сточных вод в качестве удобрения способствует выносу микроэлементов с урожаем.

Последействие второго года характеризуется тем, что содержание углерода в пересчете на гумус на опытных вариантах сохраняется выше контроля. Наибольшая разница отмечена на варианте ОСВ-90 т/га (больше на 0.38 % при равном на контроле 4.30 %). Осадок, вносимый в дозе 30 т/га, сохраняет практически все тенденции по агрохимическим показателям почв в

той же мере, что при действии осадка. Однако в других опытных вариантах 1 отмечаются изменения показателей в сторону понижения. Например, последействие характеризуется снижением значений следующих показателей: сумма поглощенных оснований (на опытных вариантах меньше на 1.2-23.0 мг.экв/кг), обменный кальций (меньше на 0.15-0.70 мг.экв. на 100 г почвы).

Таблица 5

Агрохимическая характеристика почвы после использования осадка сточных

вод в качестве удобрения

Доза осадка сточных вод, т/га

Показатель Контроль 30 60 90

Углерод в пересчете на гумус, 4.40+0.13 4.50+0.13 4.7310.16 4.8510.53

% 4.30±0.06 4.33Ю.06 4.4510.07 4.6810.06

6.1-6.2 6.1 6.0 5.9

Значение рН 5.7-5.9 5.9-6.0 5.6-5.7 5.5

154.0+4.68 167.517.63 177.0+9.89 187.818.35

Р2О5, мг/кг 174.3±2.83 178.311.61 183.812.02 199.812.11

114.0+2.90 119.014.68 124.514.94 129.314.85

КгО, мг/кг 122.8±4.27 125.011.29 130.5+2.05 135.311.61

78.3±8.33 91.8+6.97 118.3+5.74 159.014.68

NO3", мг/кг 88.0+2.25 105.015.03 111.8+2.03 97.311.61

87.8±3.08 100.512.05 128.5+5.43 166.5+9.06

NH»+, мг/кг 112.310.76 140.811.45 151.5+2.05 125.812.02

295.8±18.44 330.0+5.03 348.0111.61 355.0111 54

£ поглощ. основ., мг.экв/кг 365.5+8.76 364.3+3.65 345.518.36 342.519.76

14.010.26 15.4Ю.29 16.8+0.43 17.710.83

Обм. Са, мг-экв. на 100 г почв. 6.2010.23 6.5510.09 6.0510.16 5.50+0.13

1.25+0.09 1.5810.14 1.810.13 2.13+0.16

Обм. Mg, мг-экв на 100 г почв. 1.5510.09 1.8510.09 1.6010.13 1.4810.09

Над чертой - действие, под чертой - последействие.

Последействие характеризуется также тем, что на участках, где вносился осадок, содержание тяжелых металлов по сравнению с контролем незначительно увеличивается. Тем самым баланс металлов в почве по последействию смещается в сторону незначительного преобладания процессов аккумуляции их в пахотном горизонте. В целом в годы исследований валовое содержание всех металлов было ниже ПДК для почв. Концентрации подвижных форм тяжелых металлов также соответствуют уровням ПДК (Л.К.Исаев, 1998) в подавляющем большинстве случаев.

Таким образом, осадок с иловых карт 3-хлетней выдержки способствует улучшению агрохимической характеристики черноземов выщелоченных. Последействие осадка характеризуется длительностью и не приводит к накоплению тяжелых металлов в почве под возделываемыми культурами. Оптимальной дозой удобрения является 30-60 т/га.

ВЫВОДЫ

1. Валовые концентрации тяжелых металлов (свинец, медь, цинк, железо) по мере старения осадков сточных вод в процессе обработки от свежего до выдержанного на иловых картах в течение 3-х лет уменьшаются в два и более

, раз-

2. Агрохимическая характеристика осадков с иловых карт свидетельствует об их высокой потенциальной удобрительной ценности: в их состав входит в зависимости от вида осадка (в % на сухое вещество) углерод в пересчете на гумус - 3.4-4.1, азот - 1.13-1.39, фосфор - 2.0-2.2, калий - 1.02- * 1.14, кальций 1.68-1.96.

3. При выщелачивании осадков сточных вод методом концентрирования содержание тяжелых металлов (цинк, медь) в вытяжках не превышает соответственно 2.98-3.64 и 0.85-1.27 мг/л, что соразмерно с таковым в природных незагрязненных почвенных растворах.

4. Суммарные концентрации изученных металлов, вымытых из твердого вещества осадков сточных вод при изменении режима с динамического на статический, уменьшается для цинка с 58.31-64.08 до 27.33-34.24; для меди - с 17.49-17.22 до 13.46-15.42 мг/кг, хотя динамика выщелачивания независимо от

| режима аналогична.

5. Выщелачивание изученных элементов в модельных системах в зависимости от кислотно-щелочных условий в диапазоне рН от 3 до 9 всегда находятся в пределах ПДК для почв.

6. В зависимости от температурного режима минимальные концентрации металлов переходят в раствор при температуре 2°С, максимальные - при 20°С с дальнейшим снижением растворимости при повышении температуры до 40°С. Разовые концентрации изученных металлов не превышают ПДК почв ни в одном из случаев выщелачивания.

7. Накопление тяжелых металлов (свинец, медь, никель) в верхнем слое профиля осадка 3-хлетней выдержки в зависимости от содержания органического вещества наибольшее у меди, а наименьшее у никеля.

8. Осадки, выдержанные в естественных условиях на иловых площадках, , являются безопасными в санитарно-эпидемиологическом отношении, так как

патогенные микроорганизмы и жизнеспособные яйца гельминтов в них не с

обнаружены, а содержание бактерий группы кишечная палочка - в пределах допустимых значений.

9. Урожайность овощных культур на опытных вариантах при прямом * действии осадка сточных вод увеличивается на 20.6-37.3 (томат) и на 9.3-25.4 % (капуста). Урожайность озимых культур возрастает по сравнению с контролем

на 6.4-19.7 (озимая рожь) и на 11.0-35.1 % (озимая пшеница).

10. Применение осадка оказывает положительное влияние на качество овощной продукции: с увеличением его дозы содержание аскорбиновой кислоты повышается на 10.2-24.1 (томат) и 3.5-10.9 % (капуста); при этом происходит снижение нитратов на 3.8-9.3 у томата и на 11.2-23.3 % у капусты.

11. Под действием осадка сточных вод содержание белка в зерне увеличивается на 0.30-0.91 (озимая рожь) и 0.45-1.37 % (озимая пшеница);

содержание крахмала повышается на 0.9-1.7 (озимая рожь) и 2.1-6.6 % (озимая пшеница); содержание биогенных элементов (фосфор, калий) - соответственно на 0.06-0.11 и 0.04-0.11 у ржи и 0.09-0.16 и 0.06-0.16 % у пшеницы.

12. Последействие осадка сточных вод приводит к увеличению урожайности овощных культур на 27.3-52.9 (томат) и на 5.6-19.8 (капуста); зерновых культур - на 10.5-17.3 % (яровой ячмень) в зависимости от дозы удобрения.

13. Осадок сточных вод, вносимый под сельскохозяйственные культуры, ( не влияет на накопление изученных тяжелых металлов (2п, №, Си, Сг, РЬ, (М) в

основной продукции; при этом в большинстве случаев происходит снижение их накопления с повышением используемой дозы осадка. Использование осадка с иловых карт улучшает агрохимическую характеристику почвы как по действию так и по последействию, при этом накопления тяжелых металлов в пахотном горизонте после внесения осадка в дозах 30-60 т/га не происходит.

14. Вносимый осадок положительно влияет на рост численности микрофлоры почвы, осуществляющей трансформацию органических и минеральных соединений азота, при этом активность этих процессов возрастает с увеличением дозы осадка.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

По результатам исследований, осадки сточных вод со станции биологической очистки ГОСК г.Ульяновска обладают агрохимическими I свойствами, характеризующими их высокую удобрительную ценность. Технологическая обработка осадков с выдержкой на иловых картах в течение трех лет позволяет обеспечить необходимое обеззараживание по санитарно-эпидемиологическим характеристикам, а также снизить содержание тяжелых металлов до уровня их безопасного выщелачивания.

В связи с тем, что под влиянием осадка сточных вод с иловых карт 3-хлетней выдержки увеличивается урожайность, улучшается качество сельскохозяйственной продукции, а также улучшаются агрохимические свойства почв, можно рекомендовать сельскохозяйственным производствам и фермерским хозяйствам, расположенным близко к ГОСК г.Ульяновска, применять их в качестве удобрения для одноразового внесения в дозах 30-60 т/га.

Список опубликованных работ по теме диссертации

I. Чемаева О.В. Проблемы городских канализационных очистных сооружений и способы их разрешения /О.В. Чемаева //Вузовская наука в современных условиях: Тезисы XXXV науч.-техн. конф. УлГТУ (29 января-4 февраля 2001 г.). - Ульяновск, 2001,- С. 34.

1 2. Чемаева О.В. Проблемы утилизации осадков промышленных и бытовых сточных вод г.Ульяновска /О.В. Чемаева //Научно-технический калейдоскоп. - Ульяновск, 2001. - N 1. - С. 73-74.

3. Костин В.И. Поведение тяжелых металлов в осадках сточных вод /В.И. Костин, О.В. Чемаева //Современные проблемы математики и естествознания: Матер. I Всерос. науч.-техн. конф. (январь 2002 г.). - Н.Новгород, 2002. - С.З.

4. Костин В.И. Влияние осадков сточных вод на биологическую активность почв /В.И. Костин, О.В. Чемаева //Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства: Матер. Междунар. науч.-практ. конф. (12-14 марта 2002 г.). Т.2. - Пенза, 2002. - С. 39-40.

5. Костин В.И. Выщелачиваемость тяжелых металлов из осадков сточных вод ГОСКа г.Ульяновска /В.И. Костин, О.В. Чемаева //Экономика, экология и общество России в 21-м столетии: Труды 4-й Междунар. науч.-практ. конф. (211 23 мая 2002 г.). Т. 3. - СПб, 2002. - С. 253-255.

6. Костин В.И. Использование осадков сточных вод в качестве экологически безопасного удобрения /В.И. Костин, О.В. Чемаева //Ноосферные знания и технологии: Труды Ульяновского научного центра РАЕН. Т.5. Вып. 1. -Ульяновск, 2002. - С. 119-122.

7. Костин В.И. Исследование осадков сточных вод городских канализационных сооружений г.Ульяновска /В.И. Костин, О.В. Чемаева //Ноосферные знания и технологии: Труды Ульяновского научного центра РАЕН. Т.5. Вып. 1. - Ульяновск, 2002. - С. 123-128.

8. Чемаева О.В. Содержание тяжелых металлов в профиле осадков сточных вод с иловых карт ГОСКа г. Ульяновска /О.В. Чемаева //Ученые записки УлГУ. Сер. Экология. Вып. 3. - Ульяновск, 2002. - С. 157-158.

9. Чемаева О.В. Выщелачиваемость тяжелых металлов из осадков сточных вод в зависимости от температуры /О .В Чемаева //Ученые записки

1 УлГУ. Сер. Экология. Вып. 3. -Ульяновск, 2002. - С. 158-162.

10. Чемаева О.В. Влияние действия осадков сточных вод на урожайность и качество овощных культур /О.В Чемаева //Экономика, экология и общество России в 21-м столетии: Труды 5-й Междунар. науч.-практ. конф. (15-17 апреля 2003 г.). Т. 3. - СПб, 2003. - С. 278-279.

II. Чемаева О.В. Использование осадков сточных вод для улучшения плодородия почв за счет снижения концентраций тяжелых металлов /О.В. Чемаева //Современные проблемы математики и естествознания: Матер. V Всерос. науч.-техн. конф. (18 апреля 2003 г.). - Н.Новгород, 2003. - С. 19.

Подписано в печать 03.11.2003. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №110302.

Отпечатано с оригинал-макета в Типографии Облучинсхого 432063 г.Ульяновск, ул. Гончарова, 11А

1 88 03

íSgoj

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Чемаева, Ольга Владимировна

Введение.

1. Современное состояние изученности вопроса.

1.1.Состав и свойства осадков сточных вод.

1.2.Методы обработки осадков сточных вод.

1.3.Методы обезвреживания осадков сточных вод.

1.4.Поведение тяжелых металлов в осадках сточных вод и почвах.

1.5.Агроэкологические аспекты использования осадков сточных вод.

1.6.Влияние осадков сточных вод на микробиологические процессы в почве.

1.7.Миграция тяжелых металлов в растения и их накопление.

2. Условия и методика проведения исследований.

2.1.Методика проведения исследований.

2.2.Почвенный покров и его агрохимическая характеристика.

2.3.Метеорологические условия. 3. Исследование свойств осадков сточных вод с иловых карт.

3.1.Химический состав и свойства осадков сточных вод.

3.2.Выщелачиваемость осадков сточных вод методом концентрирования.

3.3.Выщелачиваемость осадков сточных вод в течение времени в динамическом и статическом режимах.

3.4.Выщелачиваемость осадков сточных вод в зависимости от рН

3.5.Выщелачиваемость осадков сточных вод в зависимости от температуры.

3.6.Распределение тяжелых металлов в профиле осадков сточных вод

3.7.Бактериологическое загрязнение осадков сточных вод.

4. Экологические аспекты влияния осадка сточных вод с иловых карт на почву и растения.

4.1.Влияние осадка сточных вод на биологическую активность почв.

4.2.Влияние осадка сточных вод на сельскохозяйственные культуры.

4.3.Последействие осадка сточных вод на сельскохозяйственные культуры.

4.4.Исследование почвы по агрохимическим показателям после использования осадка сточных вод в качестве удобрения.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологическая оценка осадков сточных вод и использование их в качестве удобрения"

Актуальность темы. Современная жизнь людей сопряжена с накоплением техногенных отходов, в частности, осадков промышленных и бытовых сточных вод, требующих размещения. Наиболее прогрессивным решением в условиях перехода к альтернативному земледелию, является утилизация осадков в качестве потенциально-ценного органо-минерального удобрения в сельском хозяйстве, что приведет к снижению дефицита органических удобрений. Однако при решении данного вопроса особую актуальность приобретает проблема загрязнения агроэкосистем тяжелыми металлами, содержащихся в отходах очистки сточных вод (М.Г.Левченко, М.С.Герасимчук, В.А.Руденко, 1974; В.А.Касатиков, С.Ш.Саркисян, 1988; Т.К.Никушина, Г.Н.ХЦурина, 1988; Н.Г.Чеботарев, А.В.Колесниченко, 1988).

В связи с этим исследования посвящены изучению свойств осадков, характеризующих их удобрительную ценность и экологическую безопасность, так как в условиях лесостепи Поволжья, как и в целом по России, еще нет достаточно данных для обоснования теоретических и практических аспектов использования осадков сточных вод таким образом.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

- исследовать физико-химические, агрохимические и биологические свойства осадков сточных вод;

- изучить основные закономерности процесса выщелачивания осадков сточных вод во времени и определение влияния на них различных факторов; изучить влияние разных норм осадков сточных вод на микробиологические процессы в почве;

- определить возможность использования осадков в качестве органо-минерального удобрения и влияние их на продуктивность и качество сельскохозяйственных растений.

Научная новизна. Изучены свойства осадков сточных вод разной степени старения в процессе технологической обработки. Изучена динамика процесса вымывания тяжелых металлов (цинк, медь) из осадков с иловых карт в зависимости от различных факторов (рН, t°C, режим выщелачивания). Впервые применительно к условиям лесостепи Поволжья изучено влияние осадка с иловых карт на биологическую активность и агрохимическую характеристику черноземов выщелоченных; действие и последействие осадка 3-х лет выдержки на иловых картах на продуктивность и качество овощных (томат, капуста) и зерновых (озимые рожь и пшеница, яровой ячмень) культур.

Основные положения, выносимые на защиту:

- свойства различных осадков сточных вод в зависимости от степени старения в процессе технологической обработки;

- специфика выщелачиваемости различных видов осадков с иловых карт в зависимости от режима выщелачивания, рН и температуры;

- влияние осадка сточных вод на состояние почвенной микрофлоры, осуществляющей в почве трансформацию азота;

- урожайность и качество продукции различных сельскохозяйственных культур под действием применяемых в качестве удобрения отходов очистки сточных вод;

- последействие осадка сточных вод;

- использование осадка сточных вод как фактор, улучшающий агрохимическую характеристику почв.

Практическая значимость работы. Использование осадков сточных вод на удобрение по сравнению с другими методами утилизации отличается низкой энергоемкостью, экологической безопасностью, не требует больших затрат ручного труда, легко вписывается в технологию возделывания и приводит к повышению урожайности, что в целом может решить проблему дефицита органических удобрений.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава УГТУ (2000-2003); на 1-й Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы математики и естествознания» (Н.Новгород, 2002); на международной научно-практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2002); на 4-й международной научно-практической конференции «Экономика, экология и общество России в 21-м столетии» (С.-Петербург, 2002); на конференциях молодых ученых УГУ и УГСХА (2002, 2003); на 5-й Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы математики и естествознания» (Н.Новгород, 2003).

Публикации. Опубликовано 20 научных работ, из них по теме диссертации 11.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 171 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и предложений производству, включает 46 таблиц и 36 приложений. Список литературы включает 211 наименований, в том числе 53 иностранных авторов.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Чемаева, Ольга Владимировна

выводы

2. Агрохимическая характеристика осадков с иловых карт свидетельствуют об их высокой потенциальной удобрительной ценности, в них содержится в зависимости от вида осадка (в % на сухое вещество): углерод в пересчете на гумус - 3.4-4.1, азот - 1.13-1.39, фосфор - 2.0-2.2, калий - 1.02-1.14, кальций 1.68-1.96.

3. При выщелачивании осадков сточных вод методом концентрирования содержание тяжелых металлов (цинк, медь) в вытяжках не превышает соответственно 2.98-3.64 и 0.85-1.27 мг/л, что соразмерно с таковыми в природных незагрязненных почвенных растворах.

4. Суммарные концентрации изученных металлов, вымытых из твердого вещества осадков сточных вод при изменении режима с динамического на статический уменьшается для цинка с 58.31-64.08 до 27.33-34.24; для меди - с 17.49-17.22 до 13.46-15.42 мг/кг, хотя динамика выщелачивания независимо от режима аналогична.

8. Осадки, выдержанные в естественных условиях на иловых площадках, являются безопасными в санитарно-эпидемиологическом отношении, так как патогенные микроорганизмы и жизнеспособные яйца гельминтов в них не обнаружены, а содержание бактерий группы кишечная палочка - в пределах допустимых значений.

9. Урожайность овощных культур на опытных вариантах при прямом действии осадка сточных вод увеличивается на 20.6-37.3 (томат) и на 9.325.4 % (капуста). Урожайность озимых культур возрастает по сравнению с контролем на 6.4-19.7 (озимая рожь) и на 11.0-35.1 % (озимая пшеница).

10. Применение осадка оказывает положительное влияние на качество овощной продукции: с увеличением их дозы содержание аскорбиновой кислоты повышается на 10.2-24.1 (томат) и 3.5-10.9 % (капуста); при этом происходит снижение нитратов на 3.8-9.3 у томата и на 11.2-23.3 % у капусты.

11. Под действием осадка сточных вод содержание белка в зерне увеличивается на 0.30-0.91 (озимая рожь) и 0.45-1.37 % (озимая пшеница); содержание крахмала повышается на 0.9-1.7 (озимая рожь) и 2.1-6.6 % (озимая пшеница); содержание биогенных элементов (фосфор, калий) соответственно на 0.06-0.11 и 0.04-0.11 у ржи и 0.09-0.16 и 0.06-0.16 % у пшеницы.

13. Осадок сточных вод, вносимый под сельскохозяйственные культуры, не влияет на накопление изученных тяжелых металлов (Zn, Ni,

13. Осадок сточных вод, вносимый под сельскохозяйственные культуры, не влияет на накопление изученных тяжелых металлов (Zn, Ni, Си, Сг, Pb, Cd) в основной продукции; при этом в большинстве случаев происходит снижение их накопления с повышением используемой дозы осадка. Использование осадка с иловых карт улучшает агрохимическую характеристику почвы как по действию так и по последействию, при этом накопления тяжелых металлов в пахотном горизонте после внесения осадка в дозах 30-60 т/га не происходит.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

По результатам исследований осадки сточных вод со станции биологической очистки ГОСК г.Ульяновска обладают агрохимическими свойствами, характеризующие их высокую удобрительную ценность. Технологическая обработка осадков с выдержкой на иловых картах в течение трех лет позволяет обеспечить необходимое обеззараживание по санитарно-эпидемиологическим характеристикам, а также снизить содержание тяжелых металлов до уровня их безопасного выщелачивания.

В связи с тем, что под влиянием осадка сточных вод с иловых карт 3-хлетней выдержки увеличивается урожайность, улучшается качество сельскохозяйственной продукции, а также улучшаются агрохимические свойства почв, можно рекомендовать сельскохозяйственным производствам и фермерским хозяйствам, расположенным близко к Городским очистным сооружениям канализации (ГОСК) г.Ульяновска применять в качестве удобрения для одноразового внесения в дозах 30-60 т/га.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время приходится сталкиваться с проблемой многотоннажных отходов ежегодно образующихся на станциях очистки бытовых и промышленных сточных вод. Данные отходы как удобрительные средства приобретают большое народнохозяйственное значение в условиях дефицита органоминеральных удобрений. Однако, достаточной изученности, в отличие от минеральных удобрений, по действию на почвенное плодородие осадки сточных вод не подвергались систематическим исследованиям как в целом по России, так, в частности, для лесостепного Поволжья.

Наши исследования подтверждают, что исходный химический состав осадков с городских очистных сооружений города Ульяновска свидетельствует об их высокой потенциальной удобрительной ценности. Результаты анализов по санитарно-эпидемиологическим характеристикам осадков с иловых карт выявили отсутствие остаточного бактериального и гельминтологического загрязнения. В связи с конкретным направлением утилизации отходов опасения вызывало наличие подвижных форм тяжелых металлов в составе осадков с иловых карт, количественно превосходящих их предельно-допустимое содержание для почв.

Лабораторные исследования по выщелачиваемости осадков показывают, что максимальные концентрации тяжелых металлов, способные переходить в раствор, находятся на уровне природных незагрязненных почвенных растворов (концентрации цинка в пределах 2.98-3.64 мг/л; меди - 0.85-1.27 мг/л).

Максимальные количества вымытых ионов ТМ из твердого вещества значительно изменяются под влиянием различных факторов: встряхивания в процессе элюировании, значения рН выщелачивающей жидкости и температурного режима. Нами выявлено, что при изменении режима с динамического на статический скорость растворения цинка уменьшается в два раза и концентрации металла, вымытого в течение семи дней, уменьшаются в зависимости от режима: с 58.31-64.08 до 27.33-34.24 мг/кг. Для меди при этом значительных изменений не происходит - с 17.49-17.22 до 13.46-15.42 мг/кг.

Выщелачивание ТМ в зависимости от щелочно-кислотных условий в диапазоне рН от 1 до 9 происходит следующим образом. Для осадка 2-хлетней выдержки при рН=1 выщелачивается за три дня в сумме Zn - 80 %, Си ~ 50 % от валового содержания металлов в осадке. При рН=2: Zn ~ 32 %; Си ~15 %. Осадок после 3 лет выдержки на иловых картах, характеризующийся большей степенью минерализации, имеет следующие проценты выщелачивания ТМ от общего содержания: при рН=1 -Zn ~ 100, Си ~ 100 %. При рН=2 - Zn ~ 38 %, Си ~ 57 %. Высокая степень растворимости ТМ осадков при низких значениях рН свидетельствует о преобладании низкомолекулярных, более растворимых комплексных соединений ТМ с органическим веществом.

При увеличении рН выщелачивающей жидкости от 3 до 9 значительных концентраций вымытых ТМ не наблюдается. Максимумы за три дня выщелачивания принадлежат: для Zn - 4.3 % (при рН=3 в осадке 3-хлетней выдержки) и 2.82 % (при рН=3 - осадок 2-хлетней выдержки).

Для Си - 3.01 % (при рН=6 в 3-хлетнем осадке) и 2.49 % (при рН=4 - в 2-хлетием). В целом при изменении рН в интервале от 3 до 9 выщелачивание цинка и меди всегда находятся в пределах ПДК для почв. Учитывая, что в условиях природных черноземных почв, значения рН лежат чаще всего между 5 и 7 можно предположить, что выщелачиваемость данных металлов минимальная.

Нами установлено, что в зависимости от температурного режима минимальные концентрации металлов (цинк, медь) переходят в раствор при температуре 2°С, максимальные - при 20°С с дальнейшим снижением растворимости при повышении температуры до 30-40°С. Разовые концентрации цинка не превышают ПДК почв ни в одном из случаев выщелачивания. Суммарные (в течение трех дней последовательного элюирования) - незначительное превышение ПДК - зафиксировано только для 3-хлетнего осадка в опытах с характеристиками: температура выщелачивающей жидкости 20°С и рН=6. Результаты разовых вымываний по меди не превышают значений ПДК почв по всем вариантам исследования. Однако, суммарные концентрации только при температурах 2°С и 10°С меньше ПДК; в остальных случаях отмечается либо незначительное превышение (некоторые опыты при 30°С и 40°С), либо превышение в 1.5-2 раза (подавляющее большинство опытов при 20°С).

Распределение тяжелых металлов (Pb, Си, Ni) в профиле ОСВ 3-хлетней выдержки в зависимости от содержания органического вещества показало, что для каждого из металлов характерно накопление в верхнем слое почвенного профиля (0-20 см), но в разной степени: наибольшее у меди, наименьшее у никеля.

Исследование химических свойств осадков сточных вод разной степени старения позволяет сделать вывод о целесообразности применения в качестве удобрения осадка с иловых карт 3-х летней выдержки, поэтому под сельскохозяйственные культуры нами были взяты 3-х годичные ОСВ.

Полевые исследования по использованию ОСВ в качестве удобрения (в количествах 30, 60, 90 т/га) под различные сельскохозяйственные культуры выявили значительное положительное влияние действия и последействия на продуктивность и качество урожая. Урожайность овощных культур по действию ОСВ увеличивается в годы исследований на 20.6-37.3 (томат) и на 9.3-25.4 % (капуста). Урожайность зерновых культур повышается на: 6.4-19.7 (озимая рожь) и 11.0-35.1 % (озимая пшеница). Длительное последействие осадка также приводит к увеличению продуктивности: овощных - на 27.3-52.9 (томат) и 5.6-19.8 % (капуста); зерновых - на 10.5-17.3 % (яровой ячмень).

Нами установлено, что качество, характеризующее безвредность различных сельскохозяйственных культур, выращенных на почвах с осадками сточных вод, являются с точки зрения экологичности более чистыми продуктами питания.

Немаловажное значение имеют и вероятные последствия действия и последействия загрязнений осадков на плодородие почв (деградация, обеднение и т.д). Результаты наших исследований свидетельствуют о положительном воздействии осадка на биологическую активность микрофлоры почв, осуществляющей трансформацию органических и минеральных форм азота. А также приводит к значительному улучшению агрохимических свойств черноземов: увеличение в их составе органического вещества, подвижных форм биогенных макроэлементов и т.д. И, что является наиболее важным, использование осадка сточных вод 3-хлетней выдержки на иловых картах не приводит к накоплению тяжелых металлов в пахотном горизонте после одноразового внесения осадков в дозах 30-60 т/га.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Чемаева, Ольга Владимировна, Ульяновск

1. Аграноник Р.Я. Технология обработки осадков сточных вод с применением центрифуг и ленточных пресс-фильтров. М.: Стройиздат, 1985.-217 с.

2. Александрова JI.H., Дорфман Э.М., Юрлова О.В. Органо-минеральные производные гуминовых веществ в почве. «Зап.Ленингр. с.-х.ин-та», 1970, Т. 142. С.157-198.

3. Алексеев А.А., Зырин Н.Г. Поведение кадмия в системе почва-растение // Вестник МГУ. Почвоведение. 1982. № 3. С. 23-31.

4. Алексеев Ю.В. Качество растениеводческой продукции. Л.:Колос, 1978.-256 с.

5. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. М., 1987.-142 с.

6. Алещук Л.В. Геохимия меди никеля и железа в почвах Мурманского Заполярья// Мат. к геохимии ландшафтов Кольского полуострова. М.: Изд-во МГПИ, 1972. С.69-94.

7. Анспок Л.И. Микроудобрения. М.: Колос, 1990. - 279 с.

8. Антонова Г.Г., Вардья Н.П., Дрель Р.И., Курбатова Р.И., Травицкая Э.О. Содержание подвижных форм микроэлементов в освоенных торфяных почвах урочища «чисть» Псковской области. В кн: Микроэлементы в почве. Ленинград: Пушкин, 1974. С. 23-29.

9. Ю.Аристовская Т.В. Микробиология подзолистых почв. М.-Л.: Наука, 1965,187 с.

10. П.Ахтырцев Б.П., Ахтырцев А.Б., Яблонских JI.A. Тяжелые металлы и радионуклеиды в гидроморфных почвах лесостепи русской равнины и их профильное распределение.//Почвоведение. 1999. № 4. С. 435-444.

11. Бабьева И.П., Левин С.В., Решетова И.С. Изменение численности микроорганизмов в почвах при загрязнении тяжелыми металлами // Тяжелые металлы в окружающей среде. М., 1980. С. 115.

12. Байдина Н.Л. Инактивация тяжелых металлов гумусом и цеолитами в техногенно-загрязненной почве // Почвоведение. 1994. № 9. С. 121-125.

13. Болдырев Н.К. Растительная и почвенная диагностика питания зерновых культур // Химизация сельского хозяйства. 1991. № 11. С. 3843.

14. П.Бондарев Л.Г. Ландшафты, металлы и человек. -М.: Мысль, 1987. -72 с.

15. Булавко Г.И. Влияние различных соединений свинца на почвенную микрофлору// Извест. СО АН СССР. Сер.биол. 1982. Вып. 1. № 5. С. 1-9.

16. Буслович С.Ю., Дубенецкая М.М. Химические вещества и качество продуктов. Минск: Ураджай, 1986. - 199 с.

17. Бутова С.А., Гнатюк П.П и др. Флокулянты: Свойства, получение, применение. Справ, пособие. -М.: Стройиздат, 1997. 239 с.

18. Варшал Г.И., Велюханов Г.И., Кощеева И.Я. Геохимическая роль гуминовых кислот в миграции элементов // Гуминовые вещества в биосфере. М.: Изд-во МГУ. 1993. С. 97-117.

19. Варшал Г.М., Кощеева И.Я., Велюханова Т.К. и др. Сорбция тяжелых металлов и изотопных носителей долгоживущих радионуклеидов на гуминовой кислоте // Геохимия. 1996. № 11. С. 1107-1112.

20. Васильевская В.Д., Шибаева И.Н. Фракционный состав соединений металлов.//Почвоведение. 1991. № 11. С. 14-23.

21. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки воды. М.: Стройиздат, 1975. 140 с.

22. Величко Б.А., Абрамова Г.В., Шутова А.А. и др. Результаты и перспективы применения биосорбентов при решении некоторых экологических проблем // Экология промышленного производства, 1998. № 1-2. С. 42-47.

23. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 237 с.

24. Виноградский С.Н. Микробиология почвы. Проблемы и методы. М.: Изд-во АН СССР, 1952, С. 411-412.

25. Воробьева J1.A., Рудакова Т.А., Лобанова Е.А. Элементы прогноза уровня концентрации тяжелых металлов в почвенных растворах по диаграммам растворимости // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. С. 28-34.

26. Ганжара Н.Ф., Флоринский М.А., Озерова М.С. Содержание тяжелых металлов в техногенно-загрязненных почвах и легкоразлогаемом органическом веществе // Изв. ТСХА. 1993. Вып. 4. С. 64-71.

27. Гармаш Г.А. Накопление тяжелых металлов в почвах и растениях вокруг металлургических предприятий: Автореферат дис.канд.биол.наук. Новосибирск, 1985. - 16 с.

28. Глазовская М.А. Критерии классификации почв по опасности загрязнения свинцом.// Почвоведение. 1994. № 4. С. 110-120.

29. Гольдфарб Л.П. Сушка и сжигание осадков сточных вод после механического обезвоживания // Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ. 1970. С. 152-176.

30. Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. М.: Высшая школа, 1978.-255 с.

31. Гончаренко А.А. Селекция озимой ржи: Опыт и проблемы // Сб. науч.тр. НИИ СХ С-В. Киров. 1995ю № 1. С. 80-83.

32. Горбатов B.C., Зырин Н.Г., Обухов А.И. Адсорбция почвами цинка, свинца, кадмия // Почвоведение, 1988. № 1. С. 10-16.

33. Демин В.В. Роль гуминовых кислот в необратимой сорбции и биогеохимии тяжелых металлов в почве // Изв. ТСХА. 1994. Вып. 2. С.79-86.

34. Державин Л.М. Влияние химизации земледелия на содержание тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства. Сб.научн.тр. М.: ЦИНАО, 1988. - 148 с.

35. Диалло А., Кукушкин В.К., Наумов В.Д., Пельтцер А.С. Сорбция цинка почвами при внесении фосфора и меди // Изв. ТСХА. 1990. Вып. 3. С. 84-90.

36. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеивание. М.: Мысль, 1983. 272 с.

37. Добровольский Г.В. Значение почв в сохранении биоразнообразия // Почвоведение. 1996. № 6. С. 694-697.

38. Добровольский В.В. Ландшафтно-геохимические критерии оценки загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами. // Почвоведение. 1999. № 5. С. 639-645.

39. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985.-351с.

40. Дудина Н.Х. и др. Агрохимия и система удобрения. М.: Агропромиздат, 1991. - 400 с.

41. Елпатьевский П.В., Луценко Т.Н. Роль водорастворимых органических веществ в переносе металлов технического происхождения по профилю горного бурозема// Почвоведение. 1990. № 6. С. 30-42.

42. Ильин В.Б. Буферные свойства почвы и допустимый уровень ее загрязнения тяжелыми металлами // Агрохимия, 1997. № 11. С. 65-70.

43. Ильин В.Б. О нормировании тяжелых металлов в почве // Почвоведение. 1986. № 9. с. 90-98.

44. Ильин В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжелым металлам // Агрохимия. 1995. № 10. С. 109-113.

45. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. М., 1991,- 148с.

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

47. Исаев JI.K. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. СПБ: Эколого-аналитический информационный центр «Союз», 1998. 896 с.

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

49. Канатчикова М.К. Динамика содержания микроэлементов в среде при анаэробном разложении. «Изв. АН КазССР. Сер.биол.наук», 1965, вып. 4.-С. 17-23.

50. Каракис К.Д., Рудакова Э.В. Устойчивость сельскохозяйственных культур к загрязнению среды тяжелыми металлами. Тез.докл. 9 Всесоюзн. конф. По проблеме микроэлементов биологии. Кишинев. 1981. С. 27-28.

51. Карнаухов А.И., Ткаченко В.М., Иосипчук Б.М. Исследование сорбции меди некоторыми типами почв. Мелиорация и химизация земледелия Молдавии //Тез.докл. Респ.конф. 11-12 июля 1988. Кишинев, 1988. Ч. 1. С. 86-87.

52. Касатиков В.А., Касатикова С.М., Гольдфарб JT.JI. и др. Рекомендации по применению осадков сточных вод с иловых площадок в качестве удобрения. Владимир, 1984. 23 с.

53. Касимов Н.С., Кошелева Н.Е., Самонова О.А. Подвижные формы тяжелых металлов в почвах лесостепи Среднего Поволжья (опыт многофакторного регрессионного анализа).// Почвоведение. 1995. № 6. С. 705-713.

54. Кашин В.К., Иванов Г.М. Никель в почвах Забайкалья.// Почвоведение, 1995. № 10. С. 1291-1298.

55. Кирейчева JI.B., Глазунова И.В. Методы детоксикации почв, загрязненных тяжелыми металлами // Почвоведение, 1995. № 7. С. 892896.

56. Кобзев В.А. Взаимодействие загрязняющих почву тяжелых металлов и почвенных микроорганизмов // Тр. Ин-та эксп. Метеорологии. М.: Гидрометеоиздат, 1980. Вып. 10. С. 51.

57. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Наука, 1977. 300 с.

58. Ковальский В.В. Геохимическая экология и ее биологическое значение // Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине. Киев: Госсельхозиздат УССР, 1963. С. 22-34.

59. Корбрижд Д. Фосфор (основы химии, биохимии и технологии). М.: Мир, 1982. -680 с.

60. Косицын А.В., Алексеева-Панова Н.В. Действие тяжелых металлов на растения и механизмы устойчивости // Растения в экстремальных условиях минерального питания. Л.: Наука, 1983. С. 5-21.

61. Костин В.И., Уханев Ю.А. Разработка технологии применения на удобрение просушенных осадков с иловых площадок очистных сооружений. Ульяновск, УГСХА, 1991. 22 с.

62. Красинская Н.П., Летунова С.В. Накопление цинка, молибдена и бора биомассой почвенной микрофлоры при изменении уровня содержания этих элементов в псевдооподзоленной зоны Абхазской АССР// Агрохимия. 1981. №6. С. 111-119.

63. Крюков П А. Горные, почвенные и иловые растворы. Отв.ред. академик А.П.Виноградов. Новосибирск: Наука, Сиб.отд, 1971. 220 с.

64. Кудеярова А.Ю. Трансформация почвенных органических соединений в процессе сорбции орто- и пирофосфатов.//Почвоведение. 1995. № 4. С. 429-437.

65. Кудеярова А.Ю., Семенюк Н.Н. Химические и микробиологические аспекты буферности серой лесной почвы при загрязнении цинком // Почвоведение. 1999. № 3. С. 354-358.

66. Ладонин Д.В. Влияние техногенного загрязнения на фракционный состав меди и цинка в почвах // Почвоведение. 1995. № 10. С. 12991305.

67. Ладонин Д.В. Конкурентные взаимоотношения ионов при загрязнении почвы тяжелыми металлами // Почвоведение. 2000. № 10. С. 1285-1293.

68. Ладонин Д.В. Особенности специфической сорбции меди и цинка некоторыми почвенными минералами // Почвоведение. 1997. № 12. С. 1478-1485.

69. Ладонин Д.В., Марголина С.Е. Взаимодействие гуминовых кислот с тяжелыми металлами // Почвоведение, 1997. № 7. С. 806-811.

70. Левченко М.Г., Герасимчук М.С., Руденко В.А. Использование осадков сточных вод в сельском хозяйстве. Киев: Наук, думка., 1974.- 60 с.

71. Летунова С.В., Грибовская Н.Ф. Участие почвенной микрофлоры в биогенной миграции меди, молибдена и свинца в некоторых биогеохимических провинциях Армении. Агрохимия, № 3, 1975. С. 123.

72. Линник П.Н., Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 270 с.

73. Лукиных Н.А., Туровский И.С. Проблема обработки осадков городских сточных вод // Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ, 1970. С.3-13.

74. Любарский В.М. Использование замораживания и оттаивания осадков городских сточных вод для интенсификации их обезвоживания // Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ. 1970. С. 107-125.

75. Малинина М.С., Богатырев Л.Г., Малюкова Л.С. Особенности поведения цинка в лесных подстилках северотаежных экосистем.// Почвоведение. 1999. № 4. С. 476-483.

76. Манская С.М., Дроздова Г.В. Геохимия органического вещества. М.: Наука, 1964.-314 с.

77. Марченко В.А., Якушин Ф.С, Матенштейн А.И. Влияние заместителя при атоме фосфора на сольватирующие свойства соединений с фосфорильной группой // Химия и применение фосфорорганических соединений. М.: Наука, 1974. С. 203-206.

78. Махонько З.П., Малахов С.Г., Блинов Б.К. и др. Содержание тяжелых металлов в растворимых осадками формах в выпадениях в зависимости от расстояния от источника загрязнения // Загрязнение атмосферы, почвы и природных вод. М., 1985. - Вып. 13. - С. 50-59.

79. Минеев В.Г., Дебрецени Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральные удобрения. М.: Колос, 1993. 415 с.

80. Минеев В.Г., Егоров B.C. Экономическая оценка применения агрохимических средств в агроценозе // II Съезд Общ-ва почвов.: Тез.докл. СПб., 1996. Кн. 1. С. 370-371.

81. Монгайт Л.И., Вайсфельд Б.А. Депонирование осадков сточных вод // ЭКИП, 1999. № 10. С.23-27.

82. Монгайт Л.И., Б.А.Вайсфельд. Депонирование осадков сточных вод (на примере полигона в Марьино) //Экология и промышленность России, 1999. № 11. С.14-16.

83. Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Изменение некоторых свойств почвенного поглощающего комплекса дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы под влиянием известкования // Агрохимия, 1997. № 10. С. 5-12.

84. Нечаева Г. Некоторые особенности содержания и выноса микроэлементов озимой пшеницы // Агрохимия. 1978. №11. С.59-62.

85. Обухов А.И., Лурье Е.М. Закономерности распределения тяжелые металлов в почвах дерново-подзолистой подзоны // Геохимия тяжелых металлов в природных и техногенных ландшафтах. М., 1983. С. 55-62.

86. Обухов А.И., Плеханова И.О. Детоксикация дерново-подзолистых почв, загрязненных тяжелыми металлами: теоретические и практические аспекты // Агрохимия, 1995. № 2. С. 108-115.

87. Обухов А.И., Поддубная Е.А. Содержание свинца в системе почва-растение // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. С. 192-197.

88. Ориентировочные допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах // Госкомсанэпиднадзор России. М., 1995. 8 с.

89. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв. М.:Изд-во Моск. ун-та, 1974. -284 с.

90. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. 325 с.

91. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1992. 400 с.

92. Орлов Д.С., Садовникова JI.K. Нетрадиционные мелиорирующие средства и органические удобрения // Почвоведение, 1996, № 4. С. 517523.

93. Орлов Д.С., Садовникова J1.K., Саврова A.J1. Сравнительное изучение сорбционного поглощения тяжелых металлов гуминовой кислотой различного происхождения //Докл. РАН. 1995.Т. 345. № 4. С. 535-537.

94. Павлов А.Н. Повышение содержания белка в зерне. М.: Нааука. 1984.- 119 с.

95. Паникова Е.Л., Перцовская А.Ф. Схема гигиенического нормирования тяжелых металлов в почве // Химия в сел.хоз-ве. 1982. № З.С. 12.

96. Пейве Я.В. Агрохимия и биохимия микроэлементов: Избр.тр. — М.: Наука, 1980.-430 с.

97. Першикова Г.В. Подвижные формы кадмия в почве и потребление элемента растениями // Вестн. МГУ. Сер. 17., Почвоведение. 1984. № 2. С. 24-28.

98. Пинский Д.Л. Ионообменные процессы в почвах. Пущино: Инт-т почвоведения и фотосинтеза РАН, 1997. - 168 с.

99. Пипрова P.P., Мусина Г.Х. Влияние доз ила и шламостоков на ферментативную активность почв. В кн: Почвы Среднего Поволжья и Урала, теория и практика их использования и охраны. Тез.докл.ХП

100. Конф.почвоведов, агрохимиков и земледелов Сред.Повольжья и Урала, Казань: Татар.кн.изд-во, 1991. С. 69-70.

101. Плеханова И.О., Кутукова Ю.Д., Обухов А.И. Накопление тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями при внесении осадков сточных вод//Почвоведение, 1995, № 12. С. 1530-1536.

102. Покровская С.Ф. Переработка органических отходов с использованием дождевых червей // Сельское хозяйство за рубежом. 1984. №5. С. 10-14.

103. Покровская С.Ф., Касатиков В.А. Использование осадка городских сточных вод в сельском хозяйстве. М.: ВНИИТЭИагропром, 1987. 87с.

104. Полянская Е.С., Арнаутова Н.И. Влияние длительного применения минеральных удобрений на содержание марганца в почве и растениях // Агрохимия. 1980. № 2. С. 82-87.

105. Понизовский А.А., Студеникина Т.А., Мироненко Е.В. Поглощение ионов меди (11) почвой и влияние на него органических компонентов почвенных растворов // Почвоведение. 1999. № 7. С. 850-859.

106. Понтер Л.И., Луценко Г.И. Сбраживание осадков городских сточных вод в метантенках // Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ. 1970. С. 14-37.

107. Природные условия Ульяновской области. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1978. 328 с.

108. Рауце К., Кырст С. Борьба с загрязнением почв. М.: Агропромиздат, 1986.-294 с.

109. Рекомендации по применению осадков городских сточных вод с иловых площадок в качестве удобрения / В.А.Касатиков, С.М.Касатикова, Л.Л.Гольдфарб и др. Владимир, 1984. 23 с.

110. Ринькис Г.Я. Оптимизация минерального питания растений. Рига, 1972.-355 с.

111. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности: учебник для студентов технических и технологических специальностей. Калуга: Издательство Н.Б.Бочкаревой, 2000. - 800 с.

112. Руденская К.В. Содержание марганца и меди в органическом веществе некоторых почв Ростовской области. В кн: Материалы 3-го межвуз.совещ. по микроэлементам. Ростов, 1962. С. 77-78.

113. СанПиН 232.56.96. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. М., 1997.-27 с.

114. Семенов А.Ю. Изучение влияния предпосевной обработки семян пектином и микроэлементами на урожайность и качество зерна озимой ржи // Информационный листок Ульяновского ЦНТИ, 2001. № 77-066-01.-Зс.

115. Семенов А.Ю. Влияние пектина и микроэлементов на урожайность озимой ржи // Молодые ученые АПК. - Ульяновск: УГСХА, 2002. - С. 41-44.

116. Сидельникова А.И., Цветкова М.Р. Биологическое обезвреживание опасных промышленных отходов // Экология промышленного производства, 1999. № 4. С.25-29.

117. Сизых М.Р., Жигжитова И.А., Рязанцев А.А. Утилизация отходов предприятий по выделке овчин // Экология и промышленность России, 2000. № 1.С. 13-16.

118. Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления: Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 2000. 232 с.

119. Степанова М.Д. Микроэлементы в органическом веществе почв. -Новосибирск: Наука, 1976. 107 с.

120. Степанова М.Д. Подходы к оценке загрязнения почв и растений тяжелыми металлами // Химические элементы в системе почва-растения. Новосибирск: СО АН СССР. 1982. С. 92-105.

121. Теппер Е.З., Иванова Б.И, Ганжара Н.Ф. Синтез и минерализация гумусовых веществ и участие микроорганизмов в этих процессах // Изв. ТСХА, 1975. Вып. 2. С.131-139.

122. Терещук А.И. Исследование и переработка осадков сточных вод. Львов: Высш.школа, изд.при Львовск.гос.ун., 1988. 167 с.

123. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. М.: Стройиздат, 1975.- 121 с.

124. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. М.: Стройиздат, 1988.- 156 с.

125. Туровский И.С. Определение производительности вакуум-фильтров при обезвоживании осадков сточных вод // Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ. 1970. С. 69-83.

126. Файза Салама Али Салама, Мустафа Моавад Абузид, Обухов А.И. Влияние органических удобрений на подвижность свинца в почве и поступление его в растения // Вестн. МГУ. Сер. 17. Почвоведение, 1993. №4. С. 45-51.

127. Файнгольд З.Л. Термическая обработка осадков городских сточных вод с целью дегельминтизации // Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ. 1970. С. 126-151.

128. Чеботарев Н.Т., Колесниченко А.В. Опыт использования осадков сточных вод на удобрения в условиях Московской области // В кн.:

129. Влияние химизации земледелия на содержание тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства: Сб.науч.тр. под ред. Л.М.Державина. М.: ЦИНАО, 1988. - С. 110-115.

130. Челноков А.А. Основы промышленной экологии. Минск: УП «Технопринт», 2001. 85 с.

131. Чернавина И.А. Физиология и биохимия микроэлементов. М.: Высш. школа. 1970.-310 с.

132. Черников В.А. Трансформация гуминовых кислот автохтонной микрофлорой//Почвоведение. 1992. № 5. С. 69-77.

133. Черных Н.А., Овчаренко М.М., Поповичева Л.Л., Черных И.Н. Применение снижения фитотоксичности тяжелых металлов // Агрохимия. 1995. № 9. С. 101-107.

134. Чумаченко И.Н., Ковалева Т.П., Крылов Е.А., Собачкин А.А., Аристархов А.П., Абриногенов Г.В., Якимов С.Н. Микроудобрения на полимерной основе из промышленных отходов // Химизация сельского хозяйства. 1988. № 2. С. 48-50.

135. Чупракова В.В. Исследование процесса аэробного сбраживания осадков сточных вод// Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ. 1970. С. 32-60.

136. Шарова А.С., Радуева Г.Е. Медь, цинк, кобальт и молибден в почвах лесостепи Предуралья Башкирской АССР// Серые лесные почвы Башкирии. Уфа: БФ АН СССР, 1963. С. 292-302.

137. Шевченко А.И., Барсук Г.Е. Взаимосвязь содержания элементов питания в почве и азота в растениях с урожайностью зерна озимой пшеницы в условиях правобережной лесостепи Украины //Агрохимия. 1983. № 11. С. 43-48.

138. Шека З.А., Синявская Э.И. Координационные соединения окисей фосфина // Успехи химии координационных соединений. Киев: Наукова думка, 1975. С.113-214.

139. Шестяг-Сосонко Ю.Р., Дубына Д.В. Государственный заповедник «Дунайские плавни». Киев: Наук.думка, 1984. - 288 с.

140. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. JL: Наука, 1974.-323 с.

141. Шульгин А.И. Эффективная технология рекультивации нарушенных земель // Экология и промышленность России, 2000. № 3. С.29-32.

142. Шульгин А.И, Шаповалов А.А. и др. Гуминовые вещества и проблема утилизации осадков сточных вод // Экологический вестник Москвы, 1994. № 8-10.

143. Эйхгорн Г. Неорганическая биохимия. М. Т ХА. 1978. 147 с.

144. Ягодин Б.А. Питание растений // Агрохимия, М.: Агропромиздат, 1989. С. 33-94.

145. Ягодин Б.А. Сера, магний и микроэлементы в питании растений // Агрохимия. 1985. № 11. С. 117-126.

146. Ягодин Б.А., Говорина В.В., Виноградова С.В. Никель в системе почва-удобрение-животные и человек.// Агрохимия. 1991. № I.e. 128138.

147. Яковлев С.В., Волков Л.С., Воронов Ю.В. и др. Обработка и утилизация осадков производственных сточных вод. М.: Химия, 1999. - 448 с.

148. Anderson T.I. et al. Metal concentrations in tissues of meadow voles from sewage Sludge-treated fields // J. of Environmental Quality. 1982.V. 11. N 2. P. 272-277.

149. Baxter J.C.et al. Heavy metal rebention in cattle tissues from ingestion of sewage sludge//J. of Environmental Quality. 1982.V. 11. N 4. P. 161-177.

150. Bingham F.T. Bioavailability of Cd to tood crops in relation to heavy metal content of sludge-amended soil. Envison. Health Persped. 1979. V. 28. P. 39-43.

151. Bolton J. Liming effects on the toxicity to perennial ryegrass of a sewage sludge contamibated with zinc, nickel, copper and chromium // Environ. Pollut. 1975. V. 9. P.295-304.

152. Brande G.L., Nash A.M., Wolf W.J., Carr R.L., Chaney R.L. Cadmium and lead content of soybean products // J. Food Sci.1980. V. 45, P. 11871196.

153. Bray B.I. et al. Trance metal accumulations in tissues of goats fed silage produced on sewage sludge ameuded soil // J. of Environmental Quality. 1985.V. 14. N l.P.l 14-118.

154. Burton K.W., King J.B. Morgan E. Chlorophyll as an indicator of the upper critical tissue concentration of cadmium in plants // Water, Air, Soil Pollut, 1986. V. 27.N 1-2. P. 147-154.

155. Cataldo D.A., Garland T.R., Wildung R.E. Nickel in plant // Plant Physiol. 1978. V. 62. N 1-2.P.563-566.

156. Chang A.C. et al. Heavy metal absorption by winter wheat follow wing termination of crohlaund sludge application // J. of Environmental Quality. 1982.V. 11. N4. P.705-708.

157. Clemens D.F., Whitehurts B.M., Whitehurts G.B., Chelates in agriculture. Fertil. Res. 1990.25, 2: P.127-131.// РЖ Земледелие. Агрохимия. 1992. № 11-12. С. 14.

158. Craze В. Restoration of Capitains Flat mining area // J. Soil Conserv. N.S.W.1977. V.33.P. 98-103.

159. Dabin P., Marafante E., Mousny L.M., Myttenaere C. Adsorption, distribution and binding of cadmium and zinc in irrigated rice plants // Plant Soil. 1978. V. 50. P 329-336.

160. Diaz L.T., Golueke C.G. Co-composting refuse and sludge// Biocycle. 1984. V. 25. N 1. P.21-25.

161. Fliessbach A., Martens R., Reber H.H. Soil microbial biomass and microbial activity in soils treated with heavy metal contraminated sewage slude // Soil Biol. Biochem. 1994. V. 26. N. 9. P. 1201-1205.

162. Freegues P.R., Francis R.E., Dennis G.L. Sewage sludge on soil and plant quality in a degraded, semiarid grassland // J. envirenm/ Qnal. 1990,V. 19. N. 2. P. 324-329 // РЖ Земледелие. Агрохимия. 1992. № 1. С. 19.

163. Freegues P.R., Francis R.E., Dennis G.L. Soil and vegetation responses to sewage sludge on a degraded semiarid broom snakeweed/ blue grama plant community. J. Range Manag. 1990. V.43, N. 4. P. 325-331 // РЖ Земледелие. Агрохимия. 1992. № 9. С. 16.

164. Gadd G.M., Griffiths A.J. Microorganisms and heavy metal toxicity // Microb.Ecol.1978. V 4. P. 303-309.

165. Goldstein N. Sewage sludge composting facilities on the rise // Biocycle. 1985. V. 26. N8. P. 19-24.

166. Halstead R.L., Finn B.J., MacLean A.J. Extractability of nickel added to soil and its concentration in plants. Can. J. Soil Sci. 1969.V. 49.P. 335-337.

167. Hay I.C. Two-step composting in LA country // Biocycle. 1985. V. 26. N 8. P.38-44.

168. Hodgson J.F., Geering H.R, Norvell W.A. Micronutrient cation complexes in soil solution // Soil Sci. Soc. Am. Proc.l965.V.29.N. 1.P.665-670.

169. Hornick S.B. Utilisation of sewage sludge compostasa soil conditioner and fertilizer for plant growth // Biocycle. 1984. V. 25. N 1. P. 1-9.

170. Hughes M.K., Lepp N.W., Phipps D.A. Aerial heavy metal pollution and terrestrial ecosustems// Adv. Ecol. Res. 1980. 1 l.P. 217-222.

171. Jodice R., Consiglio M. Fertilizzanti organici da Cortecce e residui Legnosi // Italia Agraria. 1982. V. 119. N 3. P. 147-160.

172. Kobayashi J., Morii F., Muramoto S. Remuval of cadmium from polluted soil with the chelating agent, EDTA, in: Trace Subst. Environ. Health, Vol. 8, Htmphill D.D., Ed., Univtrsity of Missouri, Columbia, Mo., 1974. 179 p.

173. Lambert D.H., Baker D.E., Cole H.Jr. The role of mycorrhizae in the interactions of P with, Zn, Cu and other elements // Soil Sci. Soc. Am.J. 1979. V. 43.P. 976-973.

174. Liang C.N., Tabatabai M.A. Effects of trace elements on nitrogen mineralisation in soils // Environ. Pollut. 1977. V. 12. P. 141-146.

175. Mach R. Biologische Behandlund und Verwertung organischer Abfalle // Zeitschrift fur Kulturtechnik und Flurbereinigung . 1981. Bd. 22. N 5.S.278-285.

176. Mengel K., Kirkby E.A.Principles of Plant Nutrition, International Potash Institute, Wworblaufen-Btrn, 1978, 593 p.

177. Moore D.P. Mechanisms of micronutrient uptake by plants, in: Micronutrients in Agriculture, Mortudt J.J., Giordano P.M., Lindsay W.L., Eds., Soil Science Society of America, Madison, Wis., 1972, 17 p.

178. Nordgren A., Baath E., Sodestron B. Soil microfungi in an area polluted by heavy metals // Can. J.Bot. 1985.V 63.N 3.P.448-455.

179. Pauli F.W. Heavy-metal humates and their behaviour against hydrogen sulphide//Soil Sci. 1975. V. 119N1.P. 98-105.

180. Piotrowska M. The mobility of heavy metals in soil contaminated with the copper smelter dusts, and metal uptake by orchard grass, Materialy IUNG, 159-R, Pulawy, Poland, 1981, 88 p.

181. Roberts T.M., Gizyn W., Hutchinson T.C. Lead contamination of soil, air, vegetation and people in the vicinity of secondary lead smelters, in: Trace Subst. Environ. Health, Vol. 8, Hemphill D.D., Ed., University of Missouri, Columbia, Mo., 1974. 155 p.

182. Salt D.E., Blaylock M., Kumar N. et al. Phytoremediation: a novel strategy for remuval of toxic metals from the environment using plants //Biotechnology. 1995, V.13. P. 468-474.

183. Scheffer K., Stach W., Vardakis F. Uber die Verteilung der Schwermetallen Eisen. Mangan, Kupfer und Zink, in: Sommergesternpflanzen, Landwirtsch. Forsch. 1978. 1. P. 156-159.

184. Serwage sludge should be returned to lend // Countryside. 1984. V.68. N 7. P. 40.

185. Singh B.B., Tabatabai M.A. Factors affecting rhodanese activity in soils // Soil Sci. 1978. V. 125. P. 37-41.

186. Somers E. Fungiotoxicity of metal ions // Nature (London), Suppl. 1959. V.184.N7. P. 475-482.

187. Steinberg C. Species of dissolved metals derived from oligotrophic hard water// Water Res. 1980. V. 14. N9. P. 1239-1250.

188. Tiffin L.O. Translocation of micronutrients in plants, in: Micronutrients in Agriculture, Mortvedt J.J., Giordano P.M., Lindsay W.L.,Eds., Soil Sci. Soc. of America, Madison, Wis., 1972, 199 p.

189. Tiffin L.O. Translocation of micronutrients of metals in plants: an overview, in: Proc. Hanford Life Sciences Symp. U.S. Dapartment of Energy, Symposium Series, Washington, D.C., 1977, 315 p.

190. Tiffin L.O. Translocation of manganese iron, cobalt and zinc in tomato // Ibid, 1967. 42. N 10. P. 1427-1432.

191. Tiffin L.O. Translocation of micrpnutrients un plants // Soc. Agrjn. 1972. P. 129-229.

192. Tomati U. et al. Fertilizers from vermiculture as an Option for organic waste recovery // Agrochemia. 1984. V.27. N 2/3. P. 244-251.

193. Trolldenier G. Influence of plant nutrition on the microbial activity in the rihizosphere, paper presented at 16th Coll. Agric.Yield Potentials in Continental Climates, Warsaw, June 22, 1981,127 p.

194. Welch R.M., Сагу E.E. Concentration of chromium, nickel, vanadiumin plant materials //J.Agric.Food Chem. 1975. V. 23. P. 479-480.

195. Wilson D.O., Cline J.F. Removal of plutonium-239, tungsten-185, and lead-210 from soil, Nature (London). 1966. 209. P. 941-947.

196. Woldendorp J.W. Nutrients in the rihizosphere, paper presented at 16th Coll. On Agric.Yield Potentials in Continental Climates, Warsaw, June 22, 1981,89 р.

197. Zhang Z.Z., Sparks D.L. Sodium-copper exchange on Wyoming montmorillonite in chloride, perchloride, nitrate, and sulfate solutions // Soil Sci. Soc. Am.J. 1996.Y. 60. P. 1750-1757.

Информация о работе

Чемаева, Ольга Владимировна
кандидата биологических наук
Ульяновск, 2003
ВАК 03.00.16

Диссертация

Экологическая оценка осадков сточных вод и использование их в качестве удобрения - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы