Приемы обезвоживания сапропелей и процессы их минерализации

Керечанина, Елена Дьердьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Приемы обезвоживания сапропелей и процессы их минерализации
ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Приемы обезвоживания сапропелей и процессы их минерализации"

На правах рукописи

Керечанина Елена Дьердьевна

ПРИЕМЫ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ САПРОПЕЛЕЙ И ПРОЦЕССЫ ИХ МИНЕРАЛИЗАЦИИ (на примере салропелей Псковской области)

Специальность 06.01.03 - агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

9 ИЮН 2011

Великие Луки - 2011

4849093

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Великолукская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Иванова Тамара Александровна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Осипов Анатолий Иванович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Чернов Дмитрий Викторович

Ведущая организация: ГНУ ВНИИОУ Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится «15» июня 2011 года в 15-00 часов на заседании диссертационного совета Д 006.001.01 при ГНУ Агрофизический научно-исследовательский институт Россельхозакадемии по адресу:

195220, г. Санкт-Петербург, Гразвданский пр. 14, тел./факс (812) 534-19-00

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Агрофизического научно-исследовательского института

Автореферат разослан «12» мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертации. В последние годы почти во всех регионах страны из-за длительного использования пахотных земель без внесения достаточных доз удобрений складывается отрицательный баланс гумуса.

Большое влияние на повышение плодородия почв оказывают различные органические удобрения, в том числе и навоз. Однако объемы навоза в связи с уменьшением поголовья животных резко сократились, и остро встала проблема поиска нетрадиционных местных удобрений, например, сапропелей.

На территории России насчитывается около . 3 млн. озер, запасы сапропеля в которых оцениваются приблизительно в 250 млрд.м3. Работы по разведке и оценке запасов сапропелей ведутся во многих регионах РФ, в том числе Псковской области насчитывающей более 3700 озер, занимающих около 6% ее площади. Однако, несмотря на большие запасы, их разностороннюю ценность, до настоящего времени сапропели используются крайне мало. Это связано с тем, что различные условия формирования водоемов, наличие специфических свойств сапропелей и недостаточный уровень технологических разработок требуют создания разномодульных комплексов добывающего и перерабатывающего оборудования.

Чрезвычайно важной проблемой в технологии добычи является обезвоживание, так как сапропели являются гидрофильными органо-минеральными илистыми отложениями, которым свойственна низкая фильтрация и испарение. Литературных данных по интенсификации обезвоживания сапропелей очень мало, они зачастую противоречивы, недостаточно изучены и разработаны.

Из известных способов можно выделить осаждение сапропелевой пульпы в отстойниках, центрифугах, гидроциклонах, сепараторах, электроосмос и другие. (Э.Г.Кшондзер, 1987, В.В.Морозов, 1993, ПВ.Макаров, 1996, В.Н.Фомин, 2000). Однако эти способы достаточно дорогостоящие, требуют сложного аппаратурного оформления и вполне очевидна необходимость дальнейшего комплексного изучения механизма обезвоживания.

Таким образом, разработка рациональных, технологических приемов добычи сапропелей и последующее изучение наиболее целесообразных режимов обезвоживания их, а также процессов минерализации и динамики физико-химических свойств, модифицированных сапропелей, являются чрезвычайно важными и актуальными задачами исследований.

Цель и задачи исследований. Исходя из состояния изученности и важности данной проблемы, основной целью настоящего исследования является изучение механизма процессов обезвоживания и минерализации сапропелей.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1) разработка методов интенсификации обезвоживания сапропелей с помощью воздействии на них электрических и низкотемпературных полей;

2) изучение трансформации органического вещества в процессе минерализации сапропелей при различных режимах в лабораторных условиях;

3) исследование динамики физико-химических свойств исходных и модифицированных сапропелей при минерализации их в полевых условиях;

4) определение механического, химического и агрохимического состава са-

пропелей.

Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследования сапро-пелей 6 озер Великолукского района Псковской области различной заболоченности и проточности. Установлены закономерности течения влаги. Изучена кинетика конвективной сушки сапропелей. Исследован механизм обезвоживания сапропелей при низких температурах окружающей среды и в физических полях. Разработаны условия модифицирования сапропелей и выявлены закономерности минерализации исходных сапропелей и смесей на их основе.

Практическая значимость. По результатам комплексных исследований установлены оптимальные режимы обезвоживания, разработаны приемы модификации и изучено влияние минеральных добавок на процесс минерализации сапропелей. Разработаны практические рекомендации по их применению в сельском хозяйстве.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-практических конференциях в Санкт-Петербурге, 2004, 2010 г; в Мичуринске, 2006 г. На научных конференциях в Новосибирске, 2005 г; Москве, 2005, 2006, 2010 г; Уфе, 2006 г, а также в Великих Луках (Великолукской ГСХА), 2004-2010 гг.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 15 печатных работ, в том числе одна в реферируемом журнале «Земледелие».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 125 страницах, содержит 21 таблицу, 26 рисунков. Список литературы включает 214 источников, в том числе - 9 иностранных.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Закономерности изменения интенсивности обезвоживание сапропелей от состава электролитов.

2. Роль электрических полей и промораживания в обезвоживании сапропелей.

3. Факторы, влияющие на интенсивность минерализации сапропелей.

Содержание работы

Глава 1. В данной главе дан литературный обзор о способах и средствах добычи, переработки сапропелей и их использования в народном хозяйстве. Приведены характеристики различных способов обезвоживания сапропелей, их преимущества и недостатки.

Глава 2. Объекты и методы исследований. Материалами для написания диссертационной работы послужили лабораторные и полевые исследования, проведенные в период с 2004 до 2009 гг. па землях Шелковской волости Великолукского района и в лаборатории Великолукской государственной сельскохозяйственной академии.

Для исследований выбраны сапропели из 6 различных по проточности и заторфованности озер Псковской области Великолукского района. Образцы от-

бирались тростевым буром с различных глубин в пяти конвертно-образных точках акватории озер. Исследуемые сапропели разделены по внешним признакам на 4 вида: смещанноводорослевый - из озер Бельковское, Мелкое и Купуй-ское; железистый - из озера Сосновское; известковистый - из озера Бор-Лазавское; песчанистый - из озера Псово.

По величине зольности исследуемые сапропели разделены на две основные группы: Среднезольные (30-50%) - оз. Купуй (35%), Мелкое (38%) и Бельковское (44%) и Высокозольные (50-85%) - оз. Сосновское (51%), Псово (52%) и Бор-Лазавское (68%).

Агрохимические и физико-химические свойства используемых в опыте са-пропелей представлены в таблице 1. Как видно из данной таблицы влажность, используемых в опыте сапропелей, колеблется в пределах 77-93%. Железистый сапропель характеризуется слабокислой реакцией среды (рН - 5,1), песчанистый и смешанноводорослевый нейтральной (6,4 - 7,1), а известковистый щелочной (рН - 7,8). Разброс концентрации химических элементов в минеральной части незначителен. Плотность сапропелей менялась от 1040 до 1179 кг/м3.

Таблица 1.

Агрохимические и физико-химические свойства используемых в опыте сапропелей____ . _

Виды сапропелей % Плотность, кг/м3 рН н20 Зольность, % N. % мг/100 г

Са мЕ р2о5 К20

смешанноводорослевый 93 1040 7,1 34,5 1,7 0,41 0,041 3,0 4,1

железистый 88 1069 5Д 50,5 2,1 0,54 0,042 1,6 3,3

известковистый 77 1179 7,8 67,5 1,7 0,73 0,080 1,6 1,2

песчанистый 81 1130 6,4 52,1 2,4 0,42 0,031 6,7 3,3

Групповой состав нами изучен для двух сапропелей — среднезольного из озера Купуй и высокозольного из озера Бор-Лазавское. Установлено, что содержание фракции водорастворимых веществ колеблется в пределах от 7,3% до 10,8%, легкогидролизуемых соединений - от 38,5 до 40,0%, трудногидролизуе-мых соединений - от 5,0 до 8,5%, гуминовых веществ - от 25,7 до 30,7% и не-гидролизуемого остатка - от 7,4 до 10,0%.

Все анализы сапропелей выполнялись в трехкратной повторности с использованием типовых методов и методик:

1. Метод дифференциально-термического анализа (ДТА) сапропелей.

В основе данного метода лежали процессы, протекающие, в сапропелях при нагревании их в диапазоне температур 180-850°С. Нами определена, потеря межслоевой (180-250°С) и адсорбционной воды (250-350°С), а также термораспад органического вещества.

2. Кинетика конвективной сушки сапропелей.

Процесс сушки изучали на лабораторном влагомере, оборудованном автоматическими весами, двумя электроподогревателями, вентилятором и электроконтактным термометром. Текущие значения влажности, влагосодержания и интенсивности сушки определяли по общепринятым уравнениям, используемым в конвективной сушке материалов.

3. Кинетика водопоглощения сапропелей.

Динамику водопоглощения абсолютно сухих образцов, сформованных из сапропелей, высушенных до технологической влажности, изучали в дистиллированной воде при комнатной температуре в течение 48 часов. Интенсивность процесса оценивали константой К.

4. Метод влияния низких температур на обезвоживание.

Суть метода заключалась в изучении влияния отрицательных температур на процесс водоотдачи сапропелей в морозильной камере и в полевых условиях. Данная методика разработана нами впервые. В основе метода лежал механизм разделения удаленной влаги на три составляющих: испарение, фильтрация и их совместное воздействие.

5. Обезвоживание сапропелей в лабораторных условиях в электрических полях, переменного и постоянного тока. Изучали фильтрацию влаги на взаимно-перпендикулярных электродах.

6. Экспресс-метод минерализации сапропелей в лабораторных условиях, по определению массы выделившегося диоксида углерода (СО^). Образцы сапропелей определенной массы (в перерасчете на абсолютно сухое вещество) в чашках Петри помещали на дно стеклянного сосуда. Туда же ставили один стаканчик с 50 мл децинормального раствора гидроксида натрия, а другой с 50 мл дистиллированной воды. Сосуды закрывали крышкой и инкубировали в термостате в течение двух недель при температуре 28±1°С, при естественном освещении. Контролем в опыте служил аналогичный сосуд без сапропеля. Выделяющийся при разложении органического вещества С02, поглощался раствором гидроксида натрия и его количество определяли по формуле:

С02=(хо-0) 2,2 мг, где хо - количество соляной кислоты, которое пошло на титрование в контроле мл; 0 - количество соляной кислоты, затраченное на титрование опыта с сапропелем мл; 2,2 - количество диоксида углерода, соответствующее 1 мл НС1, мг.

7. Метод минерализации изолированных проб с сапропелевыми капсулами в полевых условиях. Капсулы из двухслойной льняной ткани, с исходными са-пропелями и модифицированными смесями по 100 г закладывались в пахотный и подпахотный слой почвенного профиля на 3 месяца. В качестве модификаторов использовали природные материалы и отходы производства: древесные опилки, древесная зола и мелкозернистый песок. Соотношение компонентов 95:5 масс %.

Климат Псковской области характеризуется как умеренно-континентальный, влажный, смягченный сравнительной близостью Атлантического океана. По данным метеостанции г. Великие Луки сумма активных температур воздуха (больше 10°С) составила 2065°С, а сумма эффективных температур воздуха больше 5"С -157б°С. Продолжительность безморозного периода в

воздухе - 144 дня, на почве - 106 дней. Среднегодовое количество осадков на территории области колеблется в пределах 600 мм. Средняя величина испарения за вегетационный период составляет 470 мм, летом - 109 мм, осенью - 23 мм, весной - 105 мм.

Таблица 2.

Месяцы года Температура воздуха, °С

средняя многолетняя 1 дек 2 дек 3 дек за месяц отк. от мног.

Май 11,9 14,2 7,8 10,5 10,8 -1,1

Июнь 15,6 13,4 13,4 17,5 14,8 -0,8

Июль 17,4 16,4 16,8 20,4 17,9 +0,5

Август 15,8 19,1 17,0 16,4 17,5 +1,7

Сентябрь 10,7 12,6 13,4 11,1 12,4 +1,7

Вегетационный период 14,3 14,7 +0,4

Метеорологические условия в год проведения исследований (2004) незначительно отличались от среднемноголетних величин. Температура воздуха в мае и июне была ниже среднемноголетней на 1,1, 0,8,°С соответственно, а во второй половине вегетации с июля по сентябрь выше на 0,5-1,7°С (табл. 2). Практически весь вегетационный период был более сухим по сравнению со среднемноголетними данными, лишь только в сентябре выпало на 7 мм осадков больше нормы (табл. 3).

Таблица 3

Среднемесячное количество атмосферных осадков за вегетационный период 2004года__

Месяц Осадки, мм

средняя многолетняя 1 дек. 2 дек. 3 дек. за месяц отк. от мног.

Май 52 11,9 20,4 12,0 44 -8

Июнь 75 15,6 21,6 29,2 67 -8

Июль 84 14,5 46,9 18,6 80 -4

Август 82 17,7 23,2 32,2 73 -9

Сентябрь 60 43,3 2,9 21,1 67 +7

Вегетационный период 353 331 -22

Изучение валового и агрохимического состава почв и сапропелей определяли по типовым методикам, принятых в агрохимической службе Севера-

Запада РФ (ГОСТ - 26207 - 91). Групповой состав сапропелей выполняли методом исключения, применяемым для исследования торфов (Шатихиной Т.А. и др., 1973). Статистическую обработку полученных данных проводили дисперсионным и разностным методами с использованием микро-ЭВМ и персонального компьютера.

Глава 3. Групповой состав и дифференциально-термический анализ сапропелей. В результате применения дифференциально-термического анализа, большая часть органической массы сапропелей разлагается при нагревании их до 400°С. В интервале температур 400-500°С идет дальнейшая деструкция органического вещества (рис.1). Эндотермический эффект с максимумом при температуре 180-195°С, исключительно у всех исследуемых образцов наглядно иллюстрирует удаление сорбционно-связанной воды. Пик термического превращения (300°С) отвечает, первичным реакциям разложения органических веществ. Он показывает, что в этом температурном интервале преобладают реакции дегидратации, дезаминирования, декарбоксилирования, деструкции серу-содержащих и азотсодержащих гетероциклических соединений. Согласно критериям (Раковский и др., 1959, Филимонов, 1962, Белькевич и др., 1971), он свидетельствует о термических превращениях углеводов. Углеводы и липиды в основном идентифицированы в составе легкогидролизуемых соединений. Это позволяет судить о том, что в данной температурной области превалируют реакции расщепления олигосахаридов и полисахаридов, а также реакции, связанные с разрывом химических связей в белках, в первую очередь, водородных и ионных.

При температуре 350°С на кривых ДТА четко выявляется второй экзотермический максимум для железистого сапропеля (рис.1, кривая 4). Пик указанного термического превращения подтверждает распад гуминовых веществ и не-гидролизуемого остатка (Раковский и др., 1959, 1962). У большинства других исследуемых сапропелей в области температур 300-390°0 четко прослеживается один широкий экзотермический максимум (рис.1, кривые 1, 2, 3). Пик этого термического превращения, отвечающего на наш взгляд деструкции углеводов, липидов, белков, гуминовых кислот и негидролизуемого остатка, имеет точно выраженные границы.

Эндотермический эффект в интервале температур 420-450°С, очевидно, демонстрирует наличие реакций крекинга летучих высокомолекулярных соединений. Сходство превращений в данной температурной области приводит к тому, что характер взаимодействия летучих органических веществ с твердым нелетучим остатком - коксом, практически одинаков для всех испытуемых сапропелей. При пиролизе, как правило, образуется большое количество непредельных соединений (Берг, 1969). Для интерпретации результатов превращений в интервале температур 560-580°С обратимся к групповому составу сапропелей. Речь идет о гуминовых веществах. Поскольку все исследуемые виды сапропелей характеризуются достаточно высоким содержанием гуминовых веществ (26-31% на сухое вещество), то правомочно утверждение, что в указанном температурном интервале происходит перестройка последних и уплотнение ароматических структур. Об этом свидетельствует эндотермический пик с

максимумом при температуре 560-580°С и экзотермический пик с максимумом при температуре 585°С. Эти выводы были подтверждены в работе П.Л. Фалю-шина (1973). Глубокий эндотермический эффект в области температур 600-850°С наглядно иллюстрирует реакции с участием минеральных компонентов. Пик этого термического превращения для различных образцов сдвинут относительно температурной линии. Так, первый эндотермический максимум при температуре 760°С, ярко выраженный для смешанноводорослевого сапропеля, характеризует реакции диссоциации карбонатов магния (рис.1, кривая 2).

300

Рис.1. Кривые дифференциально-термического анализа исследуемых сапропелей: 1 - известковистый; 2 - смешанноводорослевый; 3 - песчанистый; 4 - железистый

Эндотермический пик с максимумом при температуре 820°С, отмеченный для железистого сапропеля, позволяет судить о существовании реакций диссоциации карбонатов железа. Эндотермический эффект с максимумом при температуре 850°С, отвечающий реакциям диссоциации карбонатов кальция, особенно наглядно выявляется у известковистого и песчанистого сапропелей (рис.1, кривые 1, 3). Пониженное содержание карбонатов кальция у остальных испытуемых сапропелей сказывается на высоте соответствующих пиков.

Дополнительную информацию о влиянии химического состава на эти про-

ля. В интервале температурной области от 200 до 800°С потери массы смешанноводорослевого образца составили 75% от первоначальной.

Глава 4. Закономерности течения влаги в сапропелевых системах. При проведении конвективной сушки сапропелей нами выяснено, что при высокой концентрации общего углерода (26%), рост исходной влажности сапропелей связан с повышением гидрофильности надмолекулярных структур и увеличением вклада физико-химически связанной влаги. При более низких концентра-

циях углерода (13-20%) зольность и плотность последних возрастает, начальная же влажность при этом убывает. В итоге доля связанной влаги падает.

Как видно из рисунка 2, на участке аб происходит прогревание образцов, при этом интенсивность их сушки быстро возрастает, однако испаряется лишь очень малое количество свободной воды. На участке бв интенсивность сушки остается постоянной, удаляется основная масса свободной боды, уменьшается объем и повышаются плотность и объемная масса образцов. Участок вг отвечает удалению физико-химически связанной влаги. В начальный период наблюдается линейность графиков. Это означает, что для преодоления сил связи воды с твердыми частицами расходуется весьма небольшая часть энергии, поэтому интенсивность сушки монотонно убывает.

Следующий участок гд явно демонстрирует отклонение графиков от линейности. Последнее обусловлено возрастанием доли энергии, затраченной на преодоление сил сцепления воды с частицами твердой фазы, и проявилось в затормаживании резкого спада интенсивности сушки. Наибольшее значение имеет участок бв, относящийся к удалению основной массы свободной воды. Приведенные данные показывают различие положений критической точки (перехода кривых с плато до нулевого уровня влажности) для всех изученных образцов. Они строго соответствуют вполне определенным значениям влажности, пониженным у высокозольных сапропелей и повышенным у среднезольных.

Рис. 2. Изменение интенсивности сушки для различных видов сапропеля: 1 - известковистый; 2 - смешанноводорослевый; 3 - песчанистый;

4 - смешанноводорослевый; 5 - железистый;

К - критические точки влажности

Отклонение закономерности наблюдается, при повышенной концентрации ионов кальция в составе известковистых сапропелей. Во многом это может являться следствием образования кальциевых мостиков между полярными группами макромолекул и экранизацией активных центров сорбции.

При изучении кинетики водопоглощения сапропелей нами выявлено, что кривые поглощения влаги можно условно разбить на три стадии: I - начальная,

II - промежуточная, III - заключительная (рис. 3). На I стадии, очевидно, происходит гидратация сорбционной влаги, набухание органических комплексов и их диффузия в дисперсионную среду. При переходе ко II стадии впитывание влаги достигает максимальных значений. Кривые на II и III стадиях выходят на плато и масса поглощенной воды практически не изменилась. Интенсивность

АГ = — 1п——— 1 Вя-В,

процесса оценивали константой К:

Установлено, что зависимость 1пВ, от времени линейная. Как и следовало ожидать, максимальная скорость водопоглощения наблюдалась у смешанново-дорослевого сапропеля в сочетании с древесной золой (кривая 1, рис.3), а наименьшая у известковистого и песчанистого (кривые 4, 5, рис.3). Промежуточное положение занимают смешанноводорослевый и железистый сапропеля.

I и / / /• 1 / ' ■у' / .у А / ■•/ ^^ -----ш, г-------

. II -П

36 1. час 48

Рис. 3. Кинетика поглощения воды сапропелями: 1 - смешанноводорослевый в сочетании с древесной золой; 2 - смешанноводорослевый; 3 - железистый; 4 - песчанистый; 5 - известковистый

В отдельном опыте нами изучалось влияние низких температур на обезвоживание естественных сапропелей и их смесей с такими электролитами как нитрат аммония (КИ^Оз) и хлорид калия (КС1). Соотношение компонентов варьировало в пределах 25:75, 50:50 и 75:25 массовых %. Перемешивание компонентов проводили в шаровой мельнице в течение 15 минут. Убедительно показано, что температура смесей изменялась уже в процессе их приготовлении. Она постепенно снижалась от +20° до 0°С и далее приобретала отрицательные значения (-5°С). Происходила кристаллизация смесей, а протяженность температурного диапазона зависела от их состава. Выявлено, чем меньше концентрация электролитов, тем больше понижение температуры смеси. Очевидно, это свидетельствовало о наличии фазовых превращений, что не могло не отразиться на дальнейшем обезвоживании сапропелей.

В другом аналогичном опыте в качестве объекта исследований был выбран исходный смешанноводорослевый сапропель и его смесь с гипсом (СГИПС) и суперфосфатом (СФОС) в соотношении 95:5 массовых %. Исследования проводили зимой в полевых условиях. В стеклянные сосуды емкостью 700 см3 помещали исходный сапропель и его смеси массой 0,5 кг с известной естественной влажностью. Схема эксперимента включала три варианта. По первому варианту происходило только испарение (сублимация) влаги с поверхности сапропелей,

помещенных в открытые сосуды, имеющие в нижней части сплошной поддон. По второму варианту происходила только фильтрация влаги из массы сапропе-лей помещенных в закрытые сосуды, имеющие в нижней части решетчатый поддон (диаметр отверстий - 1-2 мм). В третьем варианте происходило и испарение и фильтрация сапропелей. Все сосуды с образцами помещались на открытой площадке и площадке с навесом. По метеоусловиям средняя температура наружного воздуха в этот период колебалась от -3,5°С до -10°С, среднее количество выпавших осадков составляло 33 мм. Продолжительность эксперимента - три месяца (декабрь, январь и февраль) 2004-2005 гг.

В течение опыта с периодичностью 1 раз в неделю определяли массу удаленной влаги. В результате проведенного опыта можно отметить, что наименьшее обезвоживание в полевых условиях наблюдалось у исходного смешанно-водорослевого сапропеля и составило 12,6%, причем за счет испарения 4,6%, а за счет фильтрации - 8,0% (рис.4). В модифицированных сапропелях обезвоживание проходило более интенсивно и колебалось в пределах 17,0 - 23,0%. Из двух исследуемых электролитов наиболее активным оказался двойной суперфосфат.

1,0 2,0 Время, месяц

Рис.4. Процесс обезвоживания смешанноводорослевого сапропеля и его смесей при испарении и фильтрации влаги

1 - исходный сапропель; 2 - СФОС (сапропель содержит 5% Са3(Р04)2); 3 - СГИПС (сапропель содержит 5% Са504*2Н20)

В другом опыте изучали водоотдачу сапропелей под воздействием постоянного я переменного электрического тока. Эксперимент продолжался 8 часов, так как при дальнейшем увеличении длительности опыта влажность образцов не изменялась. Через каждые 30 мин определяли процент удаленной влаги. Для исключения влияния поляризационных явлений полярность проводов изменяли с периодичностью один час. В электрическую схему переменного тока дополнительно включали стабилизатор напряжения. Электрическая схема включала источник постоянного питания, миллиамперметр, вольтметр и электроды между которыми находился сапропель. Ток пропускался в двух взаимно-перпендикулярных направлениях, в одном случае электроды размещались па-

раллельно оси абсцисс, в другом - параллельно оси ординат. Электроды представляли собой две стальные плоские пластины со 173 отверстиями диаметром 3,2-10"3м. Каждая пластина размером (91,7-74,5• 1,5)-10"3 м. Расстояние между параллельно установленными пластинами и, следовательно, толщина образца составляла 16,3-10'3 м. В верхней части пластин, а именно в зоне соприкосновения капсул с сапропелем отверстия имели неровности в виде заусенцев, которые могли способствовать снижению энергии активации. В результате проведенного опыта установлено, что электрическая проводимость сапропелей качественно различается в поле постоянного и переменного тока. Действительно в поле постоянного тока зависимость удельного сопротивления от продолжительности эксперимента - линейная. В поле переменного тока зафиксирован скачкообразный рост величины удельного сопротивления уже за первые 3 часа наблюдений с последующим выходом на плато (рис.5, кривая 1).

1600 у 1400 -1200 -¡4000 --

| 800 --&

"600 --

^ . - -Ж- - - -Ж- - -¿ж- • • -*- ж

1-1-1-1-1-1-1-Ь

430 405 2 380 355 о 330 2 305 280 255 230 205 180 -- 155 | 130 | 105 £ 80 >> 55 30

8 ?

я м

5 и

5 §

о, в

в Й.

о ^

о &

2 3 4 Продолжительность, час

Рис. 5. Зависимость изменения величины удельного сопротивления сапропелей при обезвоживании, известковистый: 1- в поле переменного тока; 2 - в поле постоянного тока;

смешанноводорослевый: 3 - в поле постоянного тока; песчанистый: 4 - в поле постоянного тока; 6 - в поле переменного тока; железистый: 5 - в поле переменного тока

Как видно из рисунка 6 за первые 4 часа наблюдений обезвоживание исследуемых образцов проходило интенсивнее. В дальнейшем этот процесс несколько замедлялся. За весь период опыта общие потери влаги известковистого сапропеля составили 27%, смешанноводорослевого - 26%, а железистого -24%. Таким образом, интенсивность водоотдачи изучаемых в опыте сапропелей была практически одинаковой. Аналогичная картина получена при фильтрации в вертикальном направлении. За весь период общие потери влаги составили: 24,

22 и 23% соответственно. Вероятно, сапропелевый субстрат при воздействии постоянного тока подвергался необратимым структурным изменениям. Косвенным подтверждением этого явилось газовыделение, значительное снижение силы тока и возможно дипольная поляризация молекул воды в течение всего процесса обезвоживания. Это не могло не сказаться на интенсивности фильтрации. Как показали исследования, сапропели обладают фильтрационной анизотропией.

•3 27,5 ^ 24,0 20,5

0 1 2 3ВреДчас5 б 7 8

Рис.6. Динамика водоотдачи исходных сапропелей при воздействии постоянного тока в процессе фильтрации в горизонтальном направлении 3 - смешанноводорослевый сапропель;

2 - железистый сапропель;

1 - известковистый сапропель

Характерно, что при фильтрации через мембрану, состоящую из 2-х слоев термостойких волокон, в отсутствии встряхивания, нагревания и электрического поля, уже в первые часы наблюдений процесс водоотдачи затормаживался вплоть до полного прекращения.

8 «23,5

Зта 4 5 Время, час

Рис. 7. Динамика водоотдачи исходного сапропеля при воздействии переменного тока в процессе фильтрации в горизонтальном направлении 1 - смешанноводорослевый сапропель; 2 - железистый сапропель; 3 - известковистый сапропель

В электрическом поле постоянного тока фильтрация продолжалась в течение всего периода наблюдений и была более интенсивной за счет предотвращения их слипание и осаждение.

В аналогичном опыте, в поле переменного тока процент фильтрационной влаги значительно повысился (рис. 7). Как видно из представленного рисунка, при горизонтальной фильтрации за 4 часа массовая потеря влаги у известкови-стого сапропеля составила 29%. У смешанноводорослевого и у железистого соответственно - 19%-16%. Общая потеря влаги за весь период наблюдений возросла у известковистого сапропеля до 50%, у смешанноводорослевого до 32% и у железистого до 30%. Из всех исследованных сапропелей, у известковистого аналога получены наилучшие показатели по массовой потере влаги, что, очевидно, связано с его меньшей буферной способностью и наибольшей зольностью (67,5%). Самой низкой водоотдачей обладает смешанноводорослевый сапропель.

Известно, что в процессе промораживания природных пористых тел, таких как грунтов, почв, торфов, сапропелей, происходит коагуляция. Свободная вода, замерзая в виде линз и ледяных слоев, в дальнейшем легко отделяется от субстрата и интенсивность фильтрации повышается. Влияние промораживания на фильтрационные свойства мы изучали на примере смешанноводорослевого сапропеля.

Время, час

Рис. 8. Динамика обезвоживания промороженного смешанноводорослевого сапропеля в полях постоянного и переменного тока

1 - постоянный ток;

2 -переменный ток

При сопоставлении кривых представленных на рисунке 8 видно, что по истечении 60-90 минут виден резкий скачок - максимум дегидратации, наиболее ярко выраженный при переменном токе (кривая 2). В последующие часы фильтрация несколько замедлилась. Суммарные потери влаги за весь период эксперимента составили 37% в поле переменного и 29% в поле постоянного тока. Что касается фильтрации непромороженного сапропеля, то эти показатели были значительно ниже и составили 32% и 26% соответственно.

Таким образом, прием промораживания сапропелей существенно усиливает их обезвоживание. Характерно, что максимум дегидратации непроморожен-ных образцов был менее выражен и проявился лишь спустя 3,5 - 4,0 часа с мо-

мента наблюдений. Немаловажен тот факт, что смешанноводорослевый сапропель, отличался от других аналогов низкой водоотдачей, что, по нашему мнению, связано с его высокой буферностью. Анализируя полученные результаты в целом, можно отметить, что в электрическом поле образцы обезвоживались интенсивнее, особенно при фильтрации в горизонтальном направлении. Влияние переменного тока намного эффективнее. Наилучшие результаты зафиксированы при обезвоживании в электрических полях предварительно промороженных сапропелей.

Глава 5. Исследование процесса минерализации сапропелей. Следующим этапом работы явилось исследование процесса минерализации сапропелей. Известно, что сапропели являются полидисперсными многофазными системами, и процессы их водоотдачи слагаются из многих факторов: плотности, содержания органического вещества, его химического и группового состава. Чем больше органики в сапропеле, тем выше его влажность, а трудности водоотдачи связаны с их коллоидной структурой. Поэтому сапропели проявляют высокую водоудерживающую способность, и их начальная влажность находится в обратно пропорциональной зависимости от зольности. У высокозольного известковистого сапропеля, плотностью 1179 кг/м\ влажность составляла 77%, а у среднезольного смешанноводорослевого сапропеля плотностью 1040 кг/м3 начальная влажность возросла до 93% (табл.1).

Важной технологической характеристикой сапропелей является их дисперсный состав. В таблице 4 приведен дисперсный состав смешанноводорослевого сапропеля. Как показали наши исследования, данный сапропель отличался большей неоднородностью состава, а содержание в нем грубодисперсных фракций составляло около 70%.

Таблица 4

Дисперсный состав смешанноводорослевого сапропеля

Фракция, мм >0,5 0,5 -0,25 0,25 - 0,10 <0,05 <0,01 <0,005 <0,001

Содержание, % 17 28 24 13 13 3 3

Нами было изучено влияние дисперсного состава смешанноводорослевого сапропеля на набухание в дистиллированной воде ив 1% и 5% растворах гид-роксида натрия. Как показали исследования, в водной среде таблетки (сформованные из фракций 0,25-0,1 мм) практически не набухали, а в 1% растворе гид-роксида натрия набухание возросло до 80%, в 5% растворе - до 90%. На набухание сапропеля влияла и температура среды, с повышением которой набухание в дистиллированной воде возрастало.

С увеличением степени дисперсности твердой фазы сапропелей и повышением концентрации гидроксида натрия, сорбция растворителя идет интенсивнее, что очевидно, обусловлено изменением состава обменных ионов (замена кальция на натрий), пептизацией материала и повышением эффективного коэффициента диффузии. Как показали исследования, при введении в сапропель

мочевины набухание через сутки увеличилось по сравнению с исходным образцом с 4 до 56%. Гипс увеличивает набухание до 22%, а опилки - до 35% (рис.9).

О 0,5 1

Продолжительность набухания, сутки

Рис.9. Зависимость набухания смешанноводорослевого сапропеля от состава добавок 1 - исходный сапропель;

2 - СМОЧ (сапропель содержащий 5% СОСЫНгЬ);

3 - СГИПС (сапропель содержащий 5% Са804*2Н20);

4 - сапропель, содержащий 5% древесных опилок

Нами также изучалась минерализация сапропелей в лабораторных и полевых условиях. Показателем скорости минерализации их в лабораторных условиях являлась интенсивность выделения диоксида углерода. В проведенном опыте сапропели закладывали в инкубатор без предварительной сушки, при естественной влажности, высушивали их до технологической влажности (55%), а также высушивали до абсолютно сухого состояния (2-3%) и хранили в эксикаторах. Естественно варьировалась и масса всех навесок.

о4

V о Я

о и

0 7 Время, сутки 14

Рис. 10. Интенсивность минерализации смешанноводорослевого сапропеля при различных значениях влажности: 1-93%; 2 -55%; 3-2-3%

Данные, представленные на рис.10 свидетельствуют о том, что интенсивность минерализации смешанноводорослевого сапропеля резко уменьшается от исходной влажности к гигроскопической. В отличие от железистого, песчани-

стого и известковистого образцов, смешанноводорослевый сапропель имел наименьшую зольность 34,5% и был наиболее обводнен в естественных условиях. Именно он минерализовался в большей степени, по сравнению с другими видами (табл.5). За 14 суток инкубации, количество выделившегося углекислого газа, у смешанноводорослевого сапропеля при естественной влажности составило 0,95%, при технологической - 0,83%, а при гигроскопической влажности - 0,40%. У остальных сапропелей эта величина колебалась в пределах 0,550,63% при естественной влажности, 0,45-0,50% при технологической и 0,300,45% при гигроскопической влажности. Таким образом, интенсивность минерализации зависит от влажности образцов и от содержания органического вещества.

Таблица 5.

гчггг,*- о/л

Виды сапропелей Влажность

Исходная Технологическая 55% Гигроскопическая 2-3%

смешанноводорослевый 0,95 0,83 0,40

железистый 0,55 0,45 0,30

известковистый 0,63 0,50 0,45

песчанистый 0,63 0,45 0,30

В полевых условиях нами проводились наблюдения за изменением зольности, органической части и азота у изучаемых сапропелей в процессе минерализации. Как видно из таблицы 6 на степень разложения органической части влияла исходная влажность сапропелей. Интенсивность минерализации существенно зависит и от химического состава изучаемых сапропелей. Наибольшей минерализации подвергся смешанноводорослевый сапропель. За 3 месяца проведения опыта содержание общего углерода в нем уменьшилось с 26,2% до 5,4% в пахотном горизонте и до 7,9% в подпахотном. У известковистого сапропеля соответственно с 13,0 до 8,2 и 6,1%. Наименьшая минерализация наблюдалась нами у железистого аналога. В нем содержание общего углерода уменьшилось с 19,8% до 16,3% в пахотном горизонте и до 9,5% в подпахотном. Мы считаем, что уменьшение содержания общего углерода при минерализации происходит в результате деятельности целлюлозоразлагающих микроорганизмов. Слабая активность данных микроорганизмов в железистом сапропеле объясняется кислой реакцией среды, которая для них является неблагоприятной. Уменьшение общего углерода в исследуемых сапропелях привело к резкому увеличению общего азота с 1,7-2,1% до 7,5-14,0% в пахотном горизонте и до 10,0-20,5% в подпахотном горизонте.

Таблица 6

Влияние минерализации на химический состав сапропелей

До После

минерализации минерализации

Группа сапропелей Собщ. % N. % Зольность, % С/Ы Собщ. % N. % Зольность, % С/Ы

Исходный сапропель (контроль) Пахотный

подпахотный

смешанноводо-рослевый железистый 26,2 19,8 1,7 2,1 34,5 50,5 15,4 9,4 5.4 7,9 16,3 9.5 14,0 20,5 8,0 10,0 86,5 80,3 59,3 76,3 0,4 0,4 2,0 0,9

известковистый 13,0 1,7 67,5 7,6 8,2 6,1 2А. 14,0 79.6 84.7 1,1 0,4

Одновременно с этим в минерализованных сапропелях существенно увеличилась их зольность и резко, уменьшилось соотношение углерода к азоту. Помимо естественных сапропелей в полевом опыте мы также использовали их смеси с такими компонентами как древесные опилки, древесная зола и мелкозернистый песок в соотношение 95:5 масс %. Исследования показали, что применение древесной золы и мелкозернистого песка не оказало существенного влияния на ход минерализационных процессов в почве. Использование в качестве добавки древесных опилок привело к резкому ингибированию всех процессов минерализации. Это связано с тем, что древесные опилки, имея кислую реакцию среды при внесении в изучаемые сапропели, подкисляют их и существенно снижают деятельность целлюлозоразлагающих микроорганизмов. Содержание общего углерода и зольность сапропелей на протяжении всего периода проведения опыта практически не изменилась. Таким образом, применение таких компонентов как древесные опилки, древесная зола и мелкозернистый песок в качестве наполнителя мы считаем нецелесообразным. Это приводит к лишним затратам человеческих ресурсов и дополнительной техники, что в конечном итоге увеличит себестоимость изготовленной продукции.

Основные выводы

1. Изучены агрохимические и физико-химические свойства смешанново-дорослевого, железистого, известковистого и песчанистого сапропелей из 6 озер Великолукского района Псковской области.

2. Определен групповой и фракционный состав органической части сапро-пелей. Все они характеризуются невысоким содержанием водорастворимых фракций (7,3-10,8%), повышенным содержанием лепсогидролизуемых (40%) и гуминовых веществ 30%, из которых на долю гуминовых кислот приходится 21%,а на фульвокислоты - 9%.

3. Методом дифференциально-термического анализа исследованы процессы деструкции, протекающие в сапропелях при нагревании.

4. Начальная влажность сапропелей находится в прямой зависимости от концентрации общего углерода в них. При более низких концентрациях углерода зольность и плотность у исследуемых сапропелей возрастает, а начальная влажность убывает.

5. Интенсивность водопоглощения сапропелей оценивается константой

1 В

К = - 1п—2—. Установлено, что в логарифмической системе координат зависимость 1пВ, от I линейная.

6. Выявлено, что наименьшее обезвоживание в полевых условиях наблюдалось у исходного смешанноводорослевого сапропеля и составило 12,6%, причем за счет испарения 4,6%, а за счет фильтрации - 8,0%. Добавление в сапро-пели 5% гипса или суперфосфата приводило к более интенсивному обезвоживанию до 17,0 - 23,0% соответственно.

7. Изучены процессы обезвоживания сапропелей в электрических полях. Установлена повышенная водоотдача известковистого сапропеля по сравнению с другими видами при горизонтальной фильтрации 27%, а при вертикальной -24% в поле постоянного тока, в переменном поле - 50%, 27% соответственно.

8. Предварительное промораживание сапропелей усиливает их водоотдачу, причем интенсивность ее значительно выше при фильтрации в горизонтальном направлении в поле переменного тока.

9. Трансформация органического вещества при минерализации сапропелей в лабораторных условиях зависит от их зольности и влажности. Чем больше зольность и меньше влажность сапропелей, тем выше их устойчивость к разложению органической части.

11. Интенсивность минерализации существенно зависит и от химического состава изучаемых сапропелей. Наибольшей минерализации подвергся сме-шанноводорослевый сапропель. Содержание общего углерода в нем уменьшилось с 26,2% до 5,4% в пахотном горизонте и до 7,9% в подпахотном. У известковистого сапропеля соответственно с 13,0 до 8,2 и 6,1%.

12. Наименьшая минерализация наблюдалась у железистого аналога, что связано с кислой реакцией данного сапропеля и низкой активностью целлюло-зоразлагающих микроорганизмов.

13. Применение древесных опилок, древесной золы и мелкозернистого песка в качестве наполнителя нецелесообразно. Это приводит к лишним затратам человеческих ресурсов и дополнительной техники, что в конечном итоге увеличит себестоимость сапропелей.

Предложения производству

1. Сапропели могут являться дополнительным источником органических удобрений для сельхозтоваропроизводителей.

2. Для обезвоживания сапропелей наиболее эффективным способом является предварительное их промораживание.

3. В кислых почвах целесообразно использовать известковистый сапропель.

Список работ по теме диссертации:

1. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А., Конкин И.И. Набухание сапропелей. //Сб. н. тр. «Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного производства Псковской области». Великие Луки: ВГСХА, 2004. С. 41-43.

2. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Смачивание сапропелей. //Сб. н. тр. «Новые фармакологические средства в ветеринарии. Материалы XVI Международной научно-практической конференции». Санкт-Петербург, 2004. С. 5051.

3. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Разуплотнение сапропелей модифицирующими добавками. Великие Лукя. ВГСХА. 2005. С. 61-62.

4. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Физические свойства модифицированного сапропеля. //Сб. н. тр. «58-ая научно-практическая конференция студентов, посвященная 75-летию университета». Мичуринск. 2006. С. 55-57.

5. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Вытеснение водных растворов из поро-вого пространства сапропелей неорганическими электролитами. //Сб. н. тр. «Молодые ученые в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК»». Уфа. 2006. С. 69-70.

6. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Экологические аспекты использования сапропелей. //Сб.н.тр. «10-ая Международная экологическая конференция». «Экология России и отдельных территорий». Новосибирск. 2005. С. 44-46.

7. Керечанина Е.Д. Использование природного субстрата. Роль водно-физических свойств сапропеля. //Материалы конференции «Инновации молодых ученых с.х. России». Москва МСХА им. Тимирязева. 2005. С. 48-49.

8. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Использование сапропеля в земледелии. //Сб.н.тр. «Инновационные технологии развития сельскохозяйственного производства». Великие Луки: ВГСХА. 2006. С. 41^3.

9. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Гранулометрический состав сапропеля. //Сб.н.тр. «Конференция агропромышленного комплекса. Состав и перспективы развития» Великие Луки: ВГСХА. 2005. С. 51-52.

10. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. «Разложение органической части сапропелей при минерализации в полевых условиях». Пенза. 2008. С. 46-47.

11. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Минерализация сапропелей в полевых условиях. //Земледелие. 2009. №1. С. 24-25.

12. Керечанина Е.Д., ИвановаТ.А. Химические превращения в сапропелях на основе дифференциально-термического анализа. //V Всероссийской научной

конференций «Гуминовые вещества в биосфере». Санкт- Петербург. 2010 г. С. 135-138.

13. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Агрохимические свойства и биологическая активность сапропелей. //V Всероссийской научной конференции «Гуминовые вещества в биосфере». Санкт-Петербург. 2010 г. С. 397-399.

14. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Гуминовые препараты на основе сапропелей и их применение. //V Всероссийской научной конференции «Гуминовые вещества в биосфере». Санкт-Петербург. 2010 г. С. 399-402.

15. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Степень изменения состава сапропелей и модифицированных смесей в полевых условиях. //Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии. Всероссийская н. конф. «Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования почвенного покрова», Москва, 2010. С. 34-38.

Лицензия ЛР № 040831 Подписано к печати05.05.2011 Формат 60 х 90/16 Усл. печ. 1,5 п.л. Тираж 100 экз.

Заказ 40

Редакционно-издательский отдел ФГОУ ВПО «ВГСХА» 182100, г. Великие Луки, пл. Ленина, 1

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Керечанина, Елена Дьердьевна

Введение.

Глава 1. Использование сапропелей в народном хозяйстве обзор литературы).

1.1. Классификация сапропелей.

1.2. Природа, состав и свойства сапропелей.

1.3. Биологическая активность сапропелей.

1.4. Средства и технологии добычи, переработки и обезвоживания сапропелей.

Глава 2. Объекты и методы исследований.

2.1. Природно-климатическая характеристика Псковской области.

2.2. Гидрологические условия Псковской области.

2.3. Почвенно-мелиоративные условия.

2.4. Мезоклиматическая характеристика района.

2.5. Объекты исследований.

2.6. Методы исследований.

Глава 3. Групповой состав и дифференциально-термический анализ сапропелей.

3.1. Групповой состав сапропелей.

3.2. Дифференциально-термический анализ сапропелей.

Глава 4. Закономерности течения влаги в сапропелевых системах.

4.1. Кинетика конвективной сушки сапропелей.

4.2. Кинетика водопоглощения сапропелей.

4.3. Влияние низких температур на процесс водоотдачи сапропелей.

4.4. Обезвоживание сапропелей в поле постоянного и переменного тока.

Глава 5. Исследование процесса минерализации сапропелей.

5.1. Экспресс-метод минерализации сапропелей в лабораторных условиях.

5.2. Метод изолированных проб с сапропелевыми капсулами в полевых условиях.

5.3. Факторы, влияющие на водоотдачу сапропелей.

5.4. Минерализация сапропелей в лабораторных и полевых условиях.

Выводы.

Предложения производству.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Приемы обезвоживания сапропелей и процессы их минерализации"

Интерес к изучению сапропелей возник в 1915 году, когда по инициативе академиков Н.С. Курнакова, В.И. Вернадского и А.Е. Ферсмана была создана Комиссия по изучению естественных производительных сил России (КЕПС). Исследования, проведенные с 1919 по 1932 год, были направлены в основном на получение из сапропелей различных химических продуктов.

Практически во всех регионах страны в земледелии в последние годы складывался отрицательный баланс гумуса. Длительное использование пахотных земель без внесения достаточных доз удобрений сопровождалось их истощением. По обобщенным отечественным и зарубежным данным, уменьшение содержания гумуса в почве на 10% снижает урожайность зерновых культур в среднем на 5 - 6 ц/га, а в ряде случаев на 10 ц/га.

Большое влияние на повышение плодородия почв оказывают органические удобрения, в частности, навоз. Однако в связи с уменьшением поголовья животных объемы навоза резко сократились, и остро встала проблема поиска нетрадиционных местных удобрений, например, сапропелей. В большинстве публикаций, посвященных использованию сапропелевых удобрений, приводятся сообщения о дозах внесения, прибавках урожая и показаны их положительные свойства (Воробьев и др., 1986; Горблюк и др., 1986; Галенчик, 1988; Геращенко, 1988).

Данных по химическому составу сапропелей недостаточно, что весьма усложняет разработку научно обоснованных рекомендаций по их применению в качестве удобрений. Основная причина, сдерживающая применение сапропелей это низкий уровень технических средств при их добыче (Белов, 1973; Ан-спок и др., 1989). Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по изучению свойств сапропелей, технологиям добычи, обезвоживания и использования их в качестве удобрений носят сопутствующий характер (Смирнов, 1965; Квасов, 1990; Хохлов, 1991; Тимофеев, 1998). Комплексных исследований по определению экономической эффективности применения сапропелевых удобрений недостаточно, результаты их противоречивы, в связи, с чем возникает проблема глубокого анализа и объективной оценки (Кот, 1975; Кирейчева, 2001; Морозов, 2001).

На территории России насчитывается около 3 млн. озер, запасы сапропелей в которых составляют примерно 250 млрд. м3 (Нейштадт, 1963).

Опытно-конструкторские работы по разведке и оценке запасов сапропелей проводятся в Псковской, Тюменской, Новосибирской, Свердловской, Челябинской, Кемеровской, Астраханской областях, в Красноярском крае, а также в Якутии и Белоруссии (Лесненко, Абросов, 1973; Богданов и др., 1987). В Псковской области насчитывается более 3700 озер, которые занимают около 6% ее площади, некоторые из них вымирают.

В настоящее время сапропели используются очень мало. Это связано с различными условиями формирования водоемов, специфическими свойствами сапропелей и недостаточным уровнем технологических разработок. Поэтому остро встала проблема создания разномодульных комплексов добывающего и перерабатывающего оборудования. В технологии добьгчи сапропелей трудноразрешимой задачей является их обезвоживание. Сапропели, являясь гидрофильными органо-минеральными илистыми отложениями, которым свойственна низкая фильтрация и испарение. При намыве их в отстойники, фильтрация быстро замедляется из-за кольматации пор подстилающего дна и затем практически прекращается. Поэтому для обеспечения дальнейшего отвода фильтрующейся воды необходимо дренирование основания отстойников. Причем расстояние между дренами и глубину их заложения следует рассчитывать и уточнять в каждом конкретном случае в зависимости от категории подстилающего грунта. Литературных данных по интенсификации обезвоживания сапропелей очень мало, они зачастую противоречивы, недостаточно изучены и разработаны. Как указывалось выше, метод обезвоживания сапропелевой пульпы в отстойниках малоэффективен, из-за больших капитальных вложений и зависимости от погодных условий. Метод прессования сапропелей на различных по конструкции прессах: винтовых, гидравлических, ленточных и т.д., связан с большими энергозатратами. Обезвоживание сапропелей при использовании химических коагулянтов, практически не применяется. Этот способ дорогостоящий и технологически не разработан. В литейном производстве, в строительстве, применяют сушильные аппараты, с помощью которых осуществляют таблетирование сапропелей под давлением, гранулирование их с последующей кристаллизацией, однако в сельскохозяйственном производстве такие аппараты малоэффективны и вряд ли оправданны. Известны также методы осаждения сапропелей в гидроциклонах, центрифугах, сепараторах, комплексная обработка пульпы, электроосмос и т.д. (Кшондзер, 1987; Морозов, 1993; Макаров, 1996; Фомин, 2000). Однако перечисленные способы энергоемки и недостаточно изучены. Поэтому разработка рациональных приемов добычи и последующего обезвоживания сапропелей является чрезвычайно важной задачей.

Актуальность исследований определяется необходимостью изучения и выявления наиболее целесообразных режимов обезвоживания, разработки оптимальных технологических приемов сушки, исследования процесса минерализации сапропелей в лабораторных и полевых условиях, изучения динамики изменения физических и физико-химических свойств исходных и модифицированных сапропелей.

1) разработка методов интенсификации обезвоживания сапропелей с помощью воздействия на них электрических и низкотемпературных полей;

4) определение механического, химического и агрохимического состава сапропелей.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые проведены комплексные исследования сапропелей 6 озер Великолукского района Псковской области различной заболоченности и проточности. Установлены закономерности течения влаги. Изучена кинетика конвективной сушки сапропелей. Исследован механизм обезвоживания сапропелей при низких температурах окружающей среды и в физических полях. Разработаны условия модифицирования сапропелей и выявлены закономерности минерализации исходных сапропелей и смесей на их основе.

Практическая значимость научной работы состоит в том, что по результатам комплексных исследований установлены оптимальные режимы обезвоживания. Разработаны приемы модификации и закономерности минерализации смесей на основе сапропелей, для практических рекомендаций по применению их в сельском хозяйстве.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Закономерности изменения интенсивности обезвоживание сапропелей от состава электролитов.

2. Роль электрических полей и промораживания в обезвоживании сапропелей.

3. Факторы, влияющие на интенсивность минерализации сапропелей. Апробация работы. Основные положения диссертации ежегодно докладывались на научно-практических конференциях: «Новые фармакологические средства в ветеринарии. В материалах XVI Международной научно-практической конференции», «V Всероссийской научной конференции «Гу-миновые вещества в биосфере» г. Санкт - Петербург, 2004, 2010 годах. На 58-ой научно-практической конференции студентов, посвященной 75-летию университета» в Мичуринске 2006 год. На научных конференциях «10-ая Международная экологическая конференция», «Экология России и отдельных территорий» в Новосибирске, 2005 год. В материалах конференции «Инновации молодых ученых с.х. России» в Москве МСХА им. Тимирязева в 2005-2006 годах. На Всероссийской научной конференции «Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования почвенного покрова» в Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии г. Москва, 2010 год. На конференции «Молодые ученые в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК»» в Уфе, 2006 год. На научных конференциях Великолукской ГСХА: «Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного производства Псковской области»; «Инновационные технологии развития сельскохозяйственного производства»; «Конференция агропромышленного комплекса. Состав и перспективы развития»; «Перспективы устойчивого развития сельских территорий Нечерноземья» 2004-2010 гг.

По материалам исследований опубликовано 15 печатных работ, в которых изложены основные результаты, в том числе в реферируемом журнале «Земледелие».

Диссертационная работа выполнена на кафедрах физики, химии и агрохимии Великолукской ГСХА в течение 2004-2009 гг.

Автор выражает искреннюю благодарность доктору сельскохозяйственных наук, профессору Т.А. Ивановой, а также всем сотрудникам, оказавшим помощь при выполнении работы.

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Керечанина, Елена Дьердьевна

105 Выводы

1. Изучены агрохимические и физико-химические свойства смешанноводо-рослевого, железистого, известковистого и песчанистого сапропелей из 6 озер Великолукского района Псковской области.

2. Определен групповой и фракционный состав органической части сапропелей. Все они характеризуются невысоким содержанием водорастворимых фракций (7,3-10,8%), повышенным содержанием легкогидролизуемых (40%) и гуминовых веществ 30%, из которых на долю гуминовых кислот приходится 21%, а на фульвокислоты — 9%.

5. Интенсивность водопоглощения сапропелей оценивается константой

1 В

К = -\п--—. Установлено, что в логарифмической системе координат зави

1 Вт~В1 симость 1пВ4 от I линейная.

6. Выявлено, что наименьшее обезвоживание в полевых условиях наблюдалось у исходного смешанноводорослевого сапропеля и составило 12,6%, причем за счет испарения 4,6%, а за счет фильтрации — 8,0%. Добавление в са-пропели 5% гипса или суперфосфата приводило к более интенсивному обезвоживанию до 17,0 — 23,0% соответственно.

7. Изучены процессы обезвоживания сапропелей в электрических полях. Установлена повышенная водоотдача известковистого сапропеля по сравнению с другими видами при горизонтальной фильтрации 27%, а при вертикальной - 24% в поле постоянного тока, в переменном - соответственно 50%, 27%.

10. Интенсивность минерализации существенно зависит и от химического состава изучаемых сапропелей. Наибольшей минерализации подвергся сме-шанноводорослевый сапропель. Содержание общего углерода в нем уменьшилось с 26,2% до 5,4% в пахотном горизонте и до 7,9% в подпахотном. У из-вестковистого сапропеля соответственно с 13,0 до 8,2 и 6,1%.

11. Наименьшая минерализация наблюдалась у железистого аналога, что связано с кислой реакцией данного сапропеля и низкой активностью целлюло-зоразлагающих микроорганизмов.

12. Применение древесных опилок, древесной золы и мелкозернистого песка в качестве наполнителя нецелесообразно. Это приводит к лишним затратам человеческих ресурсов и дополнительной техники, что в конечном итоге увеличит себестоимость сапропелей.

Предложения производству

2. Для обезвоживания сапропелей наиболее эффективным способом является предварительное их промораживание.

3. В кислых почвах целесообразно использовать известковистый сапропель.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Керечанина, Елена Дьердьевна, Великие Луки

1. Агроклиматические ресурсы Псковской области. JL, 2000. 60 с.

2. Айтьян С.Х., Белая М.Л., Чизмаджев Ю.А. //Докл.АН СССР. 1981. Т.256. С. 990.

3. Александров Б.Н. и др. Технология производства торфосапропелевых гидрогуматов //Мелиорация и водное хозяйство. 1996. №2. С. 37-38.

4. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации Л., 1980. 123 с.

5. Андроников М.В., Морозов В.В. Определение удельной теплоемкости сапропеля //Биологические и технико-экономические проблемы в сельском хозяйстве: тезисы XXXIII научно-практической конференции 2-3 апреля 1998. Великие Луки, 2000. С. 104-105.

6. Антипов С.О. Совершенствование технологических процессов использования сапропеля на кормовые добавки путем обоснования послойной разработки залежи и конструктивных параметров смесителя: Автореферат, 1992. 23 с.

7. Антонова О.И. Торфогуминовые удобрения в Алтайском крае //Агрохимический вестник. 2000. №2. С. 26—39.

8. Баженов H.H. Результаты опытов по использованию озерного ила в рационе свиней //Свиноводство. 1936. №5. С.41.

9. Бакшеев В.Н. Сапропель вчера, сегодня и завтра. Монография. /СибИМЭ. Новосибирск, 1998. 80 с.

10. Бакшеев В.Н. Механизация добычи и использования сапропеля в животноводстве: Автореф, дис.канд. техн.наук/СибИМЭ. Новосибирск, 1989. 25 с.

11. Белькевич П.И., Голованов Н.Г., Долидович Е.Ф. Битумы торфа и бурого угля //Наука и техника. Минск, 1989. 125 с.

12. Белькевич П.И., Гайдук К.А. Химия твердого топлива. Минск, 1971.6

13. Берг Л.Г. Введение в терморгафию. М., 1969. 395 с.

14. Богданов В.В. Методы исследования технологических свойств пластмасс. Л: Издательство ЛГУ, 1978. С. 83-90.

15. Бодак В.И., Шевчук М.И., Хайлис Г.А. Технологии добычи сапропеля //Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1994. №5. С. 6-7.

16. Бондаренко Н.Ф., Нерпин C.B. //Поверхностные силы в тонких пленках и дисперсных системах. М., Наука, 1972. С. 281—289.

17. Бузмаков В.В. Сапропелевые удобрения //Достижение науки и техники АПК. 2001. №3. С. 20-21.

18. Бурак Ю.К. Использование торфа в сельском хозяйстве. 1975. 48 с.

19. Бурмагов И.М. Торфяники на службе сельского хозяйства. 1983. 37 с.

20. Валуева Н.В. //Применение сапропелей и сочетание биологического ила с навозом. 1998. С. 23-25.

21. Васильев П.А. Длительность полета струи гидросмеси сапропеля при дождевании //Мелиорация и водное хозяйство. 2002. №6. С. 40^41.

22. Вериго С.А., Разумова Л.А. Почвенная влага и ее значение в сельскохозяйственном производстве. Ленинград, 1963. 290 с.

23. Вильнер А.М., Белехов Г.П., Чубинская A.A. О кормовой ценности сапропелей Ленинградской области для свиней и молочного скота //2-я межвузовская научн. конф. по использованию сапропеля в сельском хозяйстве. Свердловск, 1966. С. 29-31.

24. Вирясов Г.П. Торфоминеральные гранулированные удобрения //Химизация сельского хозяйства. 1990. №11. С. 19-22.

25. Галактионова A.A. Экологические аспекты использования торфогу-миновых удобрений //Аграрная наука. 1998. №6. С. 13-15.

26. Гамасонов Н.И., Испарян P.A., Клипгер A.B. Построение и идентификация математических моделей тепло- и массопереноса в капиллярно-пористых телах //Инже.-физ. журн. 1986. т.50. №2. С. 299-303.

27. Гидротранспорт сапропеля: Сб. научных трудов, 1987. С. 65-69.

28. Глагольев Е.П. Эффективность применения низинного торфа на серых лесных почвах //Химизация сельского хозяйства. 1991. №12. С. 63-64.

29. Глазунова Н.М. Эффективность фосфоритной муки на дерново-подзолистой известкованной почве //Агрохимия. 1988. №10. С. 17-23.

30. Глевицкий В.И. Гидромеханизация в транспортном строительстве. М., Транспорт, 1988. 271 с.

31. Глинкина Ю.В. Минерализация органического вещества. //Процессы трансформации органических веществ в почве. 1998. С. 23-25.

32. Гоготов И.Н. Характеристика биогумусов и почвогрунтов, производимых некоторыми фирмами России //Агрохимический вестник. 2003. №1. С. 11.

33. Гуринович Е.С. и др. Биологическая характеристика некоторых малозольных сапропелевых отложений БССР. В сб. «Химия и генезис торфа и са-пропелей» Минск, 1962. С. 93-97.

34. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Зорин З.М. //Изв.АН СССР. Сер. Хим. 1982. №8. С. 1698-1710.

35. Дерягин Б.В., Поповский Ю.М., Силенко Г.П. //Докл.АН СССР. 1972. Т.207. С. 1153-1156.

36. Дерягин Б.В., Поповский Ю.М. //Коллоид.ж. 1982. Т.44. С. 863-870.

37. Евдокимова Г.А., Кушнарева З.Н. Проблемы использования сапропе-лей в народном хозяйстве. //Тез. докл. IV Респ. науч. конф. Минск, 1986.

38. Ефимов В.Н. и др. Торф в сельском хозяйстве Нечерноземной зоны: Справочник, 1987. С. 37-40.

39. Ефимова Н. //Сапропель — комплексное биологически активное вещество. Новые технологии получения органических удобрений и биологических средств. 1998. С. 46-48.

40. Елисеев А.Н. Лечебно-профилактические свойства сапропеля при болезнях пальцев у парнокопытных: Автореф. Дис.д-ра. наук/ ВНИИНБЖ Воронеж, 1984. 39 с.

41. Ершова Г.Ф., Чураев Н.В. //Коллоид.ж. 1979. Т.41. С. 1176-1180.

42. Ершова Г.Ф., Зорин З.М., Чураев Н.В. //Коллоид.ж. 1975. Т.37. №2. С. 208-212.

43. Жбанова Е. //Технологические принципы приготовления гранулированного сапропеля. 1998. С. 48-50.

44. Загуменнов А. Использование сапропеля пониженной влажности при выращивании ремонтного молодняка //Свиноводство. 2001. №5. С. 15-17.

45. ЗельтинаН. //Применение сапропелей. 1997. С. 63-64.

46. Зорин З.М., Соболев В.Д., Чураев Н.В. //Ж.физ.хим. 1972. Т.46. С. 1127-1129.

47. Иванов А. Влияние системы удобрения на основе сапропеля на свойства дерново-подзолистые почвы и продуктивность овсяницы луговой //Агрохимия. 2005. № 7. С. 9-18.

48. Иванова Е.В. //Использование сапропелевых удобрений. 1997. С. 22—23.

49. Иванова Т.А. Минерализация сапропелей Северо-Западного региона //Агрохимия. 1996. №11. С. 108-111.

50. Иванова Т.А., Спасов В.П. Химия окружающей среды и техника ее защиты. Великие Луки, 1999. 225 с.

51. Иванова Т.А., Воскресенский A.M. Базовые модели переработки полимерных и природных высокомолекулярных материалов. Санкт-Петербург, 2003. 192 с.

52. Иванова Т.А. Комплексное использование сапропелей Автореферат, 1995. 32 с.

53. Иванова Т.А., Конкин И.И., Керечанина Е.Д. Набухание сапропелей. //Сб.н.тр. «Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного производства. Псковской области». Великие Луки: ВГСХА, 2004. С. 41-43.

54. Иванова T.A., Керечанина Е.Д. Смачивание сапропелей. //Сб.н.тр. «Новые фармакологические средства в ветеринарии. Материалы XVI Международной научно-практической конференции». Санкт-Петербург, 2004. С. 5051.

55. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д., Разуплотнение сапропелей модифицирующими добавками. Великие Луки: ВГСХА, 2005. С. 61-62.

56. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д. Использование сапропеля в земледелии. //Сб.н.тр. «Инновационные технологии развития сельскохозяйственного производства». Великие Луки: ВГСХА, 2006. С. 41-43.

57. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д. Гранулометрический состав сапропеля. //Сб.н.тр. «Конференция агропромышленного комплекса. Состав и перспективы развития» Великие Луки: ВГСХА, 2005. С. 51-52.

58. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д. Гришин В.Х., Волошин Ю.И. Учебное пособие «Лабораторный практикум по физике», Часть I, И. В.Луки. 2009. 108 с.

59. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д. Разложение органической части сапропелей при минерализации в полевых условиях. Пенза, 2008. С. 46-47.

60. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д. Применение ЯМР в биологических исследованиях. Великие Луки: ВГСХА, 2009. С. 61-62.

61. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д. Химические превращения в сапропе-лях на основе дифференциально-термического анализа. //V Всероссийской научной конференции «Гуминовые вещества в биосфере». Санкт-Петербург, 2010. С. 135-138.

62. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д. Агрохимические свойства и биологическая активность сапропелей. //V Всероссийской научной конференции «Гуминовые вещества в биосфере». Санкт-Петербург, 2010. С. 397-399.

63. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д. Гуминовые препараты на основе сапропелей и их применение. //V Всероссийской научной конференции «Гуминовые вещества в биосфере». Санкт-Петербург, 2010. С. 399-402.

64. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д. Рациональное использование водоемов Псковской области. //Междунар. н.-практ. эколог, конф. «Перспективы устойчивого развития сельских территорий Нечерноземья», В.Луки, ВГСХА, 2010. С. 25-27.

65. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д. Эффективное использование водоемов. //Междунар. н.-практ. конф. Посвященная 170-летию БГСХА, Горки, 2010. С. 45^48.

66. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д. Адсорбционные методы очистки атмосферы. // Междунар. н.-практ. конф. «Регионы в условиях неустойчивого развития», Кострома, 2010. С. 56.

67. Иванова Т.А., Керечанина Е.Д. Ионный обмен. //Сб.н.тр. «Проблемы экологии», Астрахань, 2010. С. 20-24.

68. Инишева Л.И. Агрохимические свойства торфов для удобрений //Химизация сельского хозяйства. 1991. №12. С. 67-69.

69. Казаков М.И. Механизация заготовки и использования торфа. 1967. 230 с.

70. Казаков Е.И., Пакровская Л.С., Любимова З.В. Химическое исследование сапропелей некоторых месторождений СССР. «Химия твердого топлива», 1971. №5. С. 56-60.

71. Какунова И.В., Малноч А.О. Производство комплексных гранулированных удобрений на основе сапропеля //Достижение науки и техники АПК. 2001. №8. С. 11-12.

72. Караваев Н.М., Будяк Н.Ф. Исследования так называемых гуминовых кислот пресноводных сапропелей. ДАН СССР, 1960. №1. С. 132.

73. Касатиков В.А. Агрохимические свойства осадков городских сточных вод и торфоиловых компостов //Агрохимия. 1996. №8-9. С. 87—97.

74. Касимова Л.В. Перспективные способы получения удобрений из торфа//Мелиорация и водное хозяйство. 1996. №2. С. 32.

75. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Физические свойства модифицированного сапропеля. //Сб.н.тр. «58-ая научно-практическая конференция студентов посвященная 75-летию университета». Мичуринск, 2006. С. 55-57.

76. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Вытеснение водных растворов из по-рового пространства сапропелей неорганическими электролитами. //Сб.н.тр. «Молодые ученые в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК»». Уфа, 2006. С. 69-70.

77. Керечанина Е.Д., Иванова Т.А. Экологические аспекты использования сапропелей. //Сб.н.тр. «10-ая Международная экологическая конференция». «Экология России и отдельных территорий». Новосибирск, 2005. С. 4446.

78. Керечанина Е.Д. Использование природного субстрата. Роль водно-физических свойств сапропеля. //Материалы конференции «Инновации молодых ученых с.х. России». Москва: МСХА им. Тимирязева, 2005. С. 48-49.

79. Кирейчева Л.В. Изучение состава и свойств сапропелевых отложений для использования их в качестве мелиоранта и удобрения длительного действия //Доклады Российской академии с.-х. наук. 1998. №5. С. 24-25.

80. Кирейчева Л.В. Восстановление деградированной почвы сапропелем //Аграрная наука. 2004. № 5. С. 24-26.

81. Кирейчева Л.В. Использование сапропелевых смесей //Агрохимический вестник. 2001. №3. С. 38-40.

82. Кирейчева JI.B. Использование сапропелей в качестве кондиционеров осадков сточных вод //Агрохимический вестник. 2002. №4. С. 33-35.

83. Кирейчева Л.В. Повышение плодородия почв на основе внесения сапропелей //Вестник Российской академии с.-х. наук. 2005. №5. С. 37-^40.

84. Кирейчева Л.В. Сравнительная эффективность гуминовых препаратов типа «Дарина» и сапропеля //Агрохимический вестник. 2004. №3. С. 19-21.

85. Кирейчева Л.В. Элементарный состав гуминовых веществ сапропелевых отложений //Вестник Российской академии с.-х. наук. 2000. №4. С. 59-62.

86. Киселева O.A., Соболев В.Д., Старов В.М., Чураев Н.В. //Коллоид.ж. 1979. Т.41. С. 245-249.

87. Киселев A.B., Лиопо В.А., Мецик М.С. //Поверхностные силы в тонких пленках и дисперсных системах. М., Наука, 1972. С. 194—196.

88. Ковалев Н.Г. и др. Торфогуминовое комплексное микроудобрение для торфяных почв //Мелиорация и водное хозяйство. 1996. №2. С. 33-34.

89. Кодрашов А.Г. Гумат калия торфяной жидкий //Агрохимический вестник. 2000. №2. С. 40.

90. Козлова Н. //Химический состав сапропелей и их классификация. — 1998.

91. Коноваленко Н.Т. Кладовая солнца: Гумат «Плодородие» удобрение из сапропеля и торфа Галического озера. //Агрохимический вестник. 2002. №1. С. 3-5.

92. Кордэ Н.В. Биостратификация и типология русских сапропелей. М., 1960. 150 с.

93. Королев A.B. Особенности земледелия на Северо-Западе Нечерноземной зоны. Лениздат, 1982. 185 с.

94. Коротков Б.И. др. Агрономическое и экологическое обоснование применения сапропеля и осадков сточных вод //Достижение науки и техники АПК. 1997. №6. С. 16-17.

95. Кошечкина М.П. //Торфоминеральные и комплексно-гранулированные удобрения. 1998.

96. Кузнецов С.Г. и др. Химический состав сапропелей различных месторождений//Зоотехния. 1997. №10. С. 19-22.

97. Кузнецов С.И. Микрофлора озер и ее геохимическая деятельность. Л., 1970. 212 с.

98. Кулаковская Т.Н. Оптимизация агрохимической системы почвенного питания растений. М. Агропромиздат, 1990. 218 с.

99. Курзаев А.Б., Козлов С.Н., Киселев В.Ф. //Докл.АН СССР. 1976. Т.228. С. 877-881.

100. Лаптеева А. //Сапропель как мелиорант почв, загрязненных тяжелыми металлами. 1998.

101. Лесненко В.К., Абросов В.Н. Озера Псковсой области. Псков, 1973. С. 71-72.

102. Лейкин С.Л., Козлов М.М., Черномордик Л.В. и др. //Биол.мембраны. 1986. Т.З. С. 1159-1171.

103. Лиштван И.И., Базин Е.Т., Косов В.И. Физические свойства торфа и торфяных залежей. Минск, Наука и техника. 1985. 240 с.

104. Лобанова Г.Л. Электроимпульсная обработка торфа в воде как метод выделения биологически активных веществ //Химия в сельском хозяйстве. 1994. №5. С. 6-8.

105. Лопотко М.З, Шабан Н.С. Вода сапропелей. В сб. «Исследования по технологии, механической и химической переработке торфа». Минск, 1972. 100 с.

106. Лопотко М.З. Сапропели БССР, их добыча и использование. Минск, 1974. 198с.

107. Лопотко М.З. Сапропелевые удобрения. Минск, 1983. 226 с.

108. Лопотко М.З. Технология заготовки сапропелевых удобрений //Земледелие. 1985. №5. С. 5-9.

109. Лопотко М.З., Евдокимова Г.А. Сапропели и продукты на их основе. Минск, 1986. 190 с.

110. Лопотко М.З., Кислов Н.В. Использование сапропелей в народном хозяйстве СССР и за рубежом /ЦБНТИ Минтоппрома РСФСР. М., 1990.

111. Лосев И.П., Тростянская Е.Б. Химия синтетических полимеров. М., 1964. 574 с.

112. Максимов П.Г. Результаты агроэкологической оценки сапропелевых месторождений. 2000. 95 с.

113. Малышев Ф.А. Гумификация и минерализация органического вещества торфа в дерново-подзолистой песчаной почве //Агрохимия. 1991. №11. С. 72-77.

114. Малышев Ф.А. и др. Превращение органического вещества торфа //Химизация сельского хозяйства. 1990. №6. С. 40-44.

115. Маслов Б.С. Комплексная мелиорация: становление и развитие. М., РАСХН, 1998. 280 с.

116. Марченко Л.О. Микроорганизмы сапропелевых грязей БССР и их антагонистические свойства. В сб. «Вопросы физиотерапии и курортологии». М., 1959. С. 91-95.

117. Мееровский A.C. Сапропелевые удобрения. Минск, 1983. 78 с.

118. Мессинова М.А. Активные ферменты в иловых отложениях озер За-лучья. Труды лаборатории генезиса сапропеля, вып. 2. М., 1945. С. 50-55.

119. Мерзлая Г.Е. Агроэкологическая эффективность нетрадиционных органических удобрений //Наука и образование возрождению с.-х. России: Международная научно-практическая и учебно-методическая конференция. Брянск, 2000. С. 150-151.

120. Мецик М.С. //Поверхностные силы в тонких пленках и дисперсных системах. М., Наука, 1972. С. 189-194.

121. Михальченко Н.И. Технология добычи сапропелей //Химизация сельского хозяйства, 1990. №1. С. 17-18.

122. Михальченкина Н.В. О некоторых водно-физических свойствах сапропелей. «Торфяная промышленность», 1960, №1. С. 20-21.

123. Морозов В.В. и др. Влияние сапропеля на износ конструкционных материалов //Мелиорация и водное хозяйство, 1996. №3. С. 14.

124. Мичурин Б.Н. Энергетика почвенной влаги. Ленинград, 1975. 140 с.

125. Морозов В.В. и др. Интенсификация обезвоживания сапропеля электрофизическим воздействием //Мелиорация и водное хозяйство. 1999. №1. С. 44.

126. Морозов В.В. и др. Исследование динамики влажности сапропеля методом сушки. С. 103—104.

127. Морозов В.В. и др. Сапропель важнейший источник органических удобрений //Земледелие. 2001. №5. С. 35.

128. Морозов В.В. и др. Структурно-механические характеристики сапро-пелеминеральной смеси для производства комплексных гранулированных удобрений. С. 147-150.

129. Морозов В.В. Изменение плотности сапропелеминеральных смесей при объемном деформировании //Достижение науки и техники АПК. 2001. №7. С. 27.

130. Морозов В.В. Процессы деформирования и структура образования в сапропеле минеральных системах //Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2002. №4. С. 8-10.

131. Морозов В.В. Технология и комплекс машин для послойной разработки сапропеля на удобрения /Учебное пособие, 1995. 53 с.

132. Морозов В.В. Технология и комплекс машин для послойной разработки сапропеля на удобрения (Для условий Северо-Западной зоны РФ): Автореферат, 1995. 25 с.

133. Морозов В.В., Антипов С.О. Обоснование конструктивных и кинематических параметров шнекового смесителя для сапропеля. Великие Луки, 1998. С. 101-103.

134. Морозов В.В., Фомин В.Н. Режимы электрической обработки сапропеля //Мелиорация и водное хозяйство. 1996. №3. С. 16.

135. Морозова О. //Сапропель важный резерв органических удобрений. 1998.

136. Надточий И.А. Агроэкологическая эффективность применения сапропеля в качестве мелиоранта загрязненной кадмием дерново-подзолистой почвы: Автореферат, 2005. 24 с.

137. Надточий И.А. Агроэкологическая эффективность применения сапропеля в качестве мелиоранта загрязненной кадмием дерново-подзолистой почвы: Автореф. дис.канд.с.х. наук/ВГСХА. Великие Луки, 2005. 22 с.

138. Небольсин А.Н. Теоретическое обоснование известкования почв северо-запада Нечерноземной зоны РСФСР. Дисс. докт. с.-х. наук. Л., ЛСХИ, 1983. 505 с.

139. Ненайденко Г.Н. Агрохимическая характеристика ила и его влияние на свойства почвы и урожайность зерновых культур //Агрохимия, 2002. №3. С. 27-34.

140. Ненайденко Г.Н. Индустриальная технология заготовки и внесения торфяных удобрений, 1985. 80 с.

141. Ненайденко Г.Н. Индустриальная технология заготовки и внесения торфяных удобрений, 1989. 65 с.

142. Нерпин C.B., Чудновский А.Ф. Физика почв. Москва, 1967. 584 с.

143. Нерпин C.B., Петрова З.М. //Поверхностные силы в тонких пленках. М., Наука, 1979. С. 114-118.

144. Никонов М.Н. Комплексное использование торфа в сельском хозяйстве, 1965. 87 с.

145. Никульченкова Е. //Агрохимические свойства осадков городских сточных вод и торфоиловых компостов. 1998.

146. Новиков М.Н. Эффективное использование торфа в качестве удобрения //Мелиорация и водное хозяйство. 1996. №2. С. 36-37.

147. Новицкий А.А. Продукция нового поколения (Переработка сапропе-лей) //Агрохимический вестник. 2001. №2. С. 2-3.

148. Овчаренко М.М. Агроэкологическая характеристика сапропелей Западно-Сибирского региона//Химия в сельском хозяйстве. 1996. №6. С. 21—23.

149. Оглуздин A.C. Сапропель как мелиорант почв, загрязненных тяжелыми металлами //Химия в сельском хозяйстве. 1996. №4. С. 5—7.

150. Перевертаев В.Д., Тимошенко Г.Т. //Ж.физ.хим. 1972. Т.46. С. 14911493.

151. Пешель Г., Белоушек П. //Поверхностные силы в тонких пленках. М., Наука, 1979. С. 51-61.

152. Петербургский A.B., Янишевский Ф.В. Формы калия в почве при многолетнем применении удобрений //Известия ТСХА, 1963. № 6. С. 113 -124.

153. Попов П.Д. Производство и применения в сельском хозяйстве торфо-продукции //Химизация сельского хозяйства. 1991. №9. С. 35-38.

154. Поповский Ю.М. //Исследование в области поверхностных сил. М., Наука, 1967. С. 148-153.

155. Поповский Ю.М., Алтоиз Б.А. //Коллоид.ж. 1981. Т.43. С. 1177-1182. .

156. Привалов П.В. Сапропелевые кормовые добавки //Кормопроизводство. 1997. №12. С. 27-31.

157. Проблемы использования сапропелей в народном хозяйстве: Сб.науч. конференции. Минск, Наука и техника. 1976. 248 с.

158. Проблемы использования сапропелей в народном хозяйстве. Тез. докл. третьей республиканской научной конференции. Минск, Наука и техника. 1981. 164 с.

159. Прянишников Д.Н. Избранные труды. М., Наука, 1976. 591 с.

160. Рабинович Г.Ю. Микробиологическое и биохимическое тестирование процессов ускоренной биоконвекции торфонавозных смесей с аскорбинатами //Доклады Российской академии с.-х. наук. 2001. №4. С. 21—24.

161. Раковский В.Е., Каганович Ф.Л., Новичкова Е.А. Химия пирогенных процессов. Минск, 1959.

162. Раковский В.Е., Филимонов В.А. В сб. «Химия и генезис торфа и сапропелей». Минск, 1962.

163. Розанов Н.С. Использование торфа в сельском хозяйстве. 1953. 35 с.

164. Романенко Г.А., Тютюнников А.И., Сычев В.Г. Удобрения, значение, эффективность применения. Справочное пособие. М., ЦИНАО, 1998. 375 с.

165. Сергеенкова Е.А. //Неспецифические соединения в составе гумино-вых кислот. М., 1998. С. 40-43.

166. Симонова A.A. Применение торфа в приусадебном хозяйстве, коллективных садах и огородах. М., 1989. 68 с.

167. Скортанова С. Торф на удобрение. М., 1983. 45 с.

168. Сметанин В. Гидротранспорт сапропелей при очистке водоемов: Автореферат, 1982. 23 с.

169. Смирнов A.B. Озерные сапропели, их добыча и использование в сельском хозяйстве. М., 1965. 45 с.

170. Соболев В.Д., Сергеева И.П., Чураев Н.В. //Поверхностные силы и граничные слои жидкостей. М., Наука, 1983. С. 102-110.

171. Степанова Е.А. Химическая характеристика гуминовых кислот сапропелей//Почвоведение. 1996. №10. С. 118-119.

172. Старов В.М., Чураев Н.В. //Коллоид.ж. 1979. Т.41. С. 297-300.

173. Степанюк В.В., Кузьмин Е.А. Сравнительное содержание биологически активных элементов в торфе и органических удобрений //Актуальные проблемы аграрной науки и практики: сб. научн. тр. Тверь, ТГСХА. 2005. С. 8183.

174. Тимофеев Г.В. Сапропель — природный продукт многогранного использования //Достижение науки и техники АПК. 1998. №3. С. 18-20.

175. Тишкович A.B. Теория и практика аммонизации торфа. //Сб. Физические, технологические и химические свойства торфа. Минск, 1972. С. 58-65.

176. Тишкович A.B. Использование торфа в сельском хозяйстве. Минск, 1984. 200 с.

177. Трибис В.П. Торфяные почвы: состояние и прогноз. Минск, 1991. 198с.

178. Толстопятова Н.Г. Агроэкологическая оценка эффективности активного ила//Земледелие. 2001. №1. С. 6.

179. Трунов А.Е. Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторский, проектно-технологический инженерный центр по комплексному использованию торфа //Химизация сельского хозяйства. 1991. №12. С. 56-58.

180. Упоров Н.Г., Экарев С.Б. Землесосные снаряды и перекачивающие установки. М., Высшая школа, 1974. 288 с.

181. Фалюшин П.Л. В сб.: Физические, технологические и химические свойства торфа. Минск, Наука и техника, 1973. С. 193-198.

182. Фивейская C.B., Нагиб П.К. Микробиологическое изучение волжских илов в связи с использованием их для повышения плодородия почв. Труды Свердловского с.-х. института, T. XVII. 1968. С. 212—216.

183. Филимонов В.А. Автореф. канд. дис. .Минск, 1962.

184. Фомин В.Н. и др. Определение теплофизических параметров сушки сапропеля.//Биологические технико-экономические проблемы в с/х: тезисы XXXIII научно-практической конференции 2-3 апреля 1998. В.Луки, 2000. С. 106-107.

185. Хоботова O.A. Электроимпульсная обработка торфа в воде как метод выделения биологически активных веществ. М., 1998. 46 с.

186. Хохлов В.И., Фомин А.И., Шилова H.A. Применение сапропелей на удобрение. М., 1986. 76 с.

187. Хохлов В.И. Современное состояние добычи и использование сапропеля на удобрение. Москва, 1991. 56 с.

188. Хохлов Б.Н. Использование сапропелей для химической мелиорации почв// Антропогенные карбонаты для известкования кислых почв Нечерноземья. Пермь, 1984. С. 122-127.

189. Хохлов Б.Н. и др. Значение сапропеля для плодородия почв. «Сельскохозяйственная биология», 1969. Т. IV. №2. С. 10-15.

190. Хохлова О.Б. Влияние карбонатного сапропеля на буферность верхового торфа//Доклады Российской академии с.-х. наук. 2001. №5. С. 24—26.

191. Христева JI.A. Физиологическая функция гуминовой кислоты в процессах обмена вещества высших растений.-В кн.: Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. Харьков, 1957. С. 95—109.

192. Чистова С. Сапропель — перспективный вид органического удобрения. М., 1998. 58 с.

193. Чичерин Г.М. Торф, навоз и плодородие //Химизация сельского хозяйства. 1991. №12. С. 64-67.

194. Чураев Н.В. //Коллоид.ж. 1984, Т.46, №2. С. 302-313.

195. Шатихина Т.А., Просолова Г.Д. Определение группового состава торфа методом исключения //Сб. Физические, технологические и химические свойства торфа. Минск, 1973. С. 56-60.

196. Шарифанов Б. Использование сапропелей в рационах молодняка свиней//Свиноводство. 1999. №5. С. 21.

197. Шедова Л.П. Продукты на основе сапропеля. Технология приготовления гранулированного сапропеля. 1997. 125 с.

198. Шипитин Е.А. Гранулированные торфогуминовые удобрения тогум //Химия в сельском хозяйстве. 1994. №5. С. 14—15.

199. Штылина Е.А. Сапропель в земледелии. Термографические характеристики ила из длительно удобряемых почв. 1998. 200 с.

200. Штурм Л.Д., Капульникова З.А. Распределение микроорганизмов в пресноводных иловых отложениях. «Микробиология», Т. XIV, вып.4., 1945. С. 112-118.

201. Юдина Н.В. Изменение состава и свойств торфов при различных условиях хранения //Почвоведение. 2004. №11. С. 1385—1389.

202. Abríais M.F., Dupuis Т., Jambu P. dournab of Thermob Analysis vol. 4, №4, 1972, P. 383-401.

203. Derjaguin B.V., ChuraevN.V. //Groat.chem.acta. 1977. V.50. P. 187-195.

204. Kruglov V.P., Majakova E.F. Peat-Based Growth Promoters and Their use in crop and livestock production. VIII International Peat Congress. Proceedings Veröffentlichungen. Ленинград. 1988. Section IV. P. 40^4.

205. Komissarov I.D., Loginov L.F. The Present-Day knowledge of Physical and Chemical Properties of Peat Humic Acids / VIII International Peat Congress. Proceedings Veröffentlichungen. Ленинград. 1988. Section IV. P. 52-57.

206. Sotnikova E.P., Ivanov V.l., Sokolova B.N. The antitoxic Potential of Peat Volatiles //VIII International Peat Congress. Proceedings Veröffentlichungen. Ленинград. 1988. Section IV. P. 65-69.

207. Solovjeva V.P., Degtjarenko T.V., Abramova A.B. The fundamentals of use of Peat Preparations for treatment and prophylactic purposes // VIII International Peat Congress. Proceedings Veröffentlichungen. Ленинград. 1988. Section IV. P. 70-73.

208. Kudejarov V.N., Bashkin V.N., Kuznetzova T.V. In: Fight against hungers through improved plant nutrient. Proc. 9th Word fertile. Congress. Budapest. 1984. №2. P.188-190.124

Информация о работе

Керечанина, Елена Дьердьевна
кандидата сельскохозяйственных наук
Великие Луки, 2011
ВАК 06.01.03

Диссертация

Приемы обезвоживания сапропелей и процессы их минерализации - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы