CC BY
64
Вестник аграрной науки, 2(71), Апрель 2018, http://dx.doi.org/10.15217/48484 УДК / UDC 631.618:504.53.062.4
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
AGROECOLOGICAL ASPECTS OF RECULTIVATION OF DISTURBED LANDS
Басов Ю.В., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Basov Yu.V., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина», Орел, Россия
Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia E-mail: basov.yu ribas@yandex. ru
Исследования проводились на участке техногенно-нарушенных земель сельскохозяйственного назначения, расположенного на территории Верховского района Орловской области. Анализ почвы выполнен на предварительно отобранных образцах в соответствии с действующими нормативными актами в области анализа почвы и методов отбора проб - ГОСТ 26483-85 Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО, ГОСТ 26951-86 Определение нитратов ионометрическим методом, ГОСТ Р 54650-2011 Определение подвижного фосфора и калия по методу Кирсанова, РД 52.18.289-90 МУ Методика выполнения измерений массовой доли подвижных форм металлов в пробах почвы атомно-адсорбционным методом, ГОСТ 26210-91 Определение обменного калия по методу Масловой, ГОСТ 26213-91 Методы определения органического вещества. Цель работы - установить влияние неорганизованных свалок твердых бытовых отходов (ТБО) на окружающую среду и агроэкологические показатели почвы. Установлено влияние несанкционированной свалки ТБО на окружающую среду и агроэкологические показатели плодородного слоя почвы. Выполнены агроэкологические исследования участка перекрытия плодородного слоя почвы общей площадью 16016,0 м2. Отмечено повышенное содержание гумуса (органического вещества), подвижных форм фосфора, калия и снижение кислотности почвы по сравнению с контролем. Складирование бытовых отходов на участке привело к значительному увеличению содержания токсичных химических элементов - солей ТМ. Превышение ПДК составило в среднем, по кадмию - в 1,23, по меди - 6,075, по цинку - в 17,84, по марганцу - 5,11, по свинцу -в 1,59 раза. В целях устранения отрицательного воздействия на окружающую среду и почвенное плодородие ТБО на исследуемом участке необходимо осуществление комплекса мероприятий по рекультивации нарушенных земель. Рекомендованы радикальные, биологические и физико-химические приёмы детоксикации. Ключевые слова: нарушенные земли, свалка твёрдых бытовых отходов, агроэкологические показатели, гумус, подвижный фосфор, подвижный калий, контроль, токсические химические элементы, тяжёлые металлы (ТМ), кадмий, медь, свинец, цинк, детоксикация, фиторемедиации, рекультивация.
The studies were conducted at the site of technogenic-disturbed agricultural lands located in the territory of the Verkhovsky district, the Orel region. Soil analysis was performed on the preselected samples in accordance with the applicable regulations in the field of soil analysis and methods of sampling GOST 26483-85. Preparation of salt extract and determination of its pH was done by the method of TIN, GOST 26951-86. Ionometric nitrate determination was performed by the method, GOST R 54650-2011. Determination of mobile potassium and phosphorus was done by the method of Kirsanov, RD 52.18.289-90 MU. We applied the technique of measurements of the mass fraction of metals mobile forms in soil samples by atomic absorption, GOST 26210-91. Determination of exchangeable potassium was performed by Maslova's method, GOST 26213-91. We used methods of organic substance definition. The aim of this work is to establish the influence of unorganized landfills municipal
solid waste (MSW) on the environment and agro-ecological indexes of soil. The effect of illegal dumping of MSW on the environment and agro-environmental indicators of fertile soil layer is determined. Agroecological studies of section of the fertile soil layer overlap with a total area of 16016.0 m2 are carried out. The increase of high concentration of humus (organic matter), mobile forms of phosphorus, potassium and reduction of soil acidity in comparison with control are observed. Waste management on the site has led to a significant increase in the content of toxic chemical elements - salts TM. The excess of MPC was, on average, on cadmium by 1.23 times, on copper by 6.075 times, on zinc by 17.84 times, on manganese by 5.11, on lead by 1.59 times. To eliminate negative impacts of solid waste on the environment and soil fertility in the survey area the implementation of complex measures on reclamation of disturbed lands is recommended. Radical biological and physical chemical methods of detoxification are recommended.
Key words: disturbed lands, dumping of solid waste, agro-environmental indicators, humus, mobile phosphorus, mobile potassium, control, toxic chemicals, heavy metals (HM), cadmium, copper, lead, zinc, detoxification, phytoremediation, reclamation.
Введение. Загрязнение окружающей природной среды отходами является одной из самых серьёзных проблем современности. Отходы в значительных количествах образуются во всех базовых отраслях промышленности (сельское хозяйство, энергетика, металлургия, строительство, транспорт, горнодобывающие производства), а также в быту. В общей сложности в Российской Федерации накоплено около 7 млрд. т. отходов, из которых 1 млрд. т. - опасные отходы. В среднем на каждого жителя страны вырабатывается (накапливается) до 15 т/год различных твердых отходов. В России отходы по степени вредности и опасности делятся на четыре класса, в европейских странах принято деление на три класса. К опасным (токсичным) отходам относят отходы, способные вызывать отравления или иное поражение живых существ. Это, прежде всего неиспользованные ядохимикаты сельскохозяйственного назначения, промышленные канцерогены и мутагены [3].
В США даже среди твёрдых бытовых отходов (ТБО) около 40% относят к особо опасным, в Венгрии - 34%; во Франции - 6%, Великобритании - 3%, а в Италии и Японии всего лишь 0,3%. В России, по некоторым данным, таким образом выделяют из ТБО -10% особо опасных [1, 2].
Отходы производства и потребления представляют серьёзную угрозу окружающей среде, являясь источником её параметрического, ингредиентного, биоценотического, стациально-деструктивного и иных видов загрязнения.
По данным Росприроднадзора, ежегодно в России образуется порядка 3540 млн. тонн ТБО и практически весь этот объем размещается на полигонах, санкционированных и несанкционированных свалках, и только 4-5% утилизируется иными способами из-за отсутствия как необходимой инфраструктуры, так и самих предприятий-переработчиков. В стране насчитывается лишь 243 комплекса по переработке ТБО, 53 комплекса по сортировке и только 10 мусоросжигательных заводов [4].
Орловская область не является исключением. Общая площадь земель сельскохозяйственного назначения области составляет 2,032 млн. га, из них 1,508 млн. га - пашни, 54,8 тыс. га - залежи, 17,5 тыс. га - многолетние насаждения, 53,5 тыс. га - сенокосы, 262,7 тыс. га - пастбища. Сельскохозяйственным производителям принадлежит на различных правах 1,508 млн. га. Общая площадь неиспользуемых земель сельскохозяйственного назначения в 2014 году на территории области составляла 87,5 тыс. га. Площадь нарушенных земель в Орловской области, по данным отдела
государственного земельного надзора Россельхозназора по Орловской и Курской областям, - 252,4 тыс. га. Несанкционированное размещение отходов производства и потребления, незаконная добыча полезных ископаемых, снятие и уничтожение плодородного слоя почвы и самовольная разработка карьеров на землях сельскохозяйственного назначения наносят существенный вред почве как объекту окружающей среды и имеют опасные последствия для экологической обстановки.
Проведенный анализ санитарного состояния почвы показал, что в целом на территории области увеличилось количество проб почвы, не отвечающих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям с 3,7% в 2013 году до 10,2% в 2015 году, превышения отмечены по бенз(а)пирену (64 пробы). При этом, на территории селитебной зоны отмечается увеличение доли проб, не отвечающих гигиеническим нормативам на 4,8%, а на территории детских дошкольных учреждений - на 3,8% [7].
Масштабы ежегодного образования отходов в области характеризуются величиной более 1.5 млн. тонн, в том числе: органические отходы перерабатывающих предприятий - 55%; ТБО, отходы очистных сооружений -20%; лом черных и цветных металлов, алюмосодержащие шлаки и железосодержащие отходы ОСПаЗ - 18%; прочие отходы - 7%. В целом по области их суммарное накопление, с учётом захороненных, оценивается в 30 млн. тонн. Состав, объемы и степень опасности отходов по отдельным районам и городам области весьма разнообразны и зависят не только от вида производственной деятельности в регионе, но и социального уровня жизни населения [4].
Цель работы - установить влияние неорганизованных свалок твердых бытовых отходов на окружающую среду и агроэкологические показатели почвы.
Условия, материалы и методы. Исследования проводились на участке техногенно-нарушенных земель сельскохозяйственного назначения, расположенном на территории Верховского района Орловской области, западнее 1,1 км от н.п. Нижняя Любовша. Вдоль восточной границы участка (100 м) проходит асфальтированная дорога в направлении Русский Брод-Пеньшино. Категория земель - земли сельскохозяйственного назначения. Исследования почвы проводились на предварительно отобранных образцах в соответствии с действующими нормативными актами в области анализа почвы и методов отбора проб - ГОСТ 26483-85 Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО, ГОСТ 26951-86 Определение нитратов ионометрическим методом, ГОСТ Р54650-2011 Определение подвижного фосфора и калия по методу Кирсанова, РД 52.18.289-90 МУ Методика выполнения измерений массовой доли подвижных форм металлов в пробах почвы атомно-адсорбционным методом, ГОСТ 26210-91 Определение обменного калия по методу Масловой, ГОСТ 26213-91 Методы определения органического вещества, ГОСТ 17.4.3.04-85 Охрана природы. Почвы. Общие требования к контролю и охране от загрязнения. Почвенный покров исследуемого участка представлен серыми лесными почвами суглинистого механического состава.
Результаты и обсуждение. Нами выполнены агроэкологические исследования участка перекрытия плодородного слоя почвы бытовыми отходами общей площадью 16016,0 м2. Период действия свалки бытовых отходов составляет около 35 лет. Усреднённый морфологический состав ТБО по содержанию и массовой доли в % картон, бумага - 33-40; пищевые отходы -
27-33; дерево, листья - 1,5-5; металл чёрный - 2,5-3,6; металл цветной - 0,40,6; кости - 0,5-0,9; кожа, резина - 0,8-1,3: текстиль - 4,6-6,5; стекло - 2,7-4,3; камни, керамика - 0,7-1,0; полимерные материалы - 4,6-6,0; отсев менее 15 мм - 8,8-11,2. Кроме того, ТБО содержат более 100 наименований токсичных соединений, и среди них - красители, пестициды, ртуть и её соединения, свинец и его соли, кадмий, мышьяковистые соединения, формальдегид и др. Особое место среди ТБО занимают пластмассы и синтетические материалы, так как они практически не подвергаются процессам биологического разрушения и могут длительное время находиться на объектах [11].
По степени кислотности почвы подразделяются на сильнокислотные (рН 3,5-4,0), кислые (рН 4,0-5,0), слабокислые (рН 5,0-6,0), нейтральные (рН 6,07,0), щелочные (рН 7,0-8,0) и сильнощелочные (рН 8,0-8,6). Кислотность почв в отобранных образцах на участке перекрытия плодородного слоя ТБО является щелочной и варьирует от 6,87 до 7,4 при среднем значении 7,12, что на 18,07% ниже, чем у контрольного образца (рН 6,04). Это свидетельствует о подщелачивающем действии складированных отходов на плодородный слой почвы (табл. 1).
Таблица 1 - Агрохимические показатели отобранных образцов почвы
№ пробы Агрохимические показатели, мг/кг
рН (ед.) Гумус (%) Фосфор (Р2О5) Калий (К2О)
Пробы с участка перек рытия плодородного слоя
1 7,10 14,42 2917,33 5896
2 7,34 5,11 473,95 913
3 7,12 14,72 2821,27 5891
4 7,40 8,21 569,48 1092
5 6,89 5,41 494,16 930
6 7,13 8,10 573,20 1070
7 7,20 10,21 2220,50 3118
8 7,29 5,19 481,17 921
9 6,87 9,55 554,65 1093
10 7,14 14,40 2614,41 5889
11 6,91 10,35 2116,83 3119
12 7,13 10,40 2301,44 3140
Среднее 7,12 9,67 1511,53 2756
Контроль
13 6,03 8,02 215,29 207
Среднее к контролю 118,07 120,57 702,09 1331,52
Содержание гумуса в почве является основным показателем для определения пригодности почвы при рекультивации нарушенных земель сельскохозяйственного назначения. По содержанию гумуса почвы считаются крайне бедными при содержании его 1% и менее, бедными 1-2%, недостаточно обеспеченными 2-3%, средне обеспеченными 3-4%, хорошо обеспеченными -более 5%. Содержание гумуса в отобранных образцах на участке перекрытия плодородного слоя бытовыми отходами колеблется от 5,11% до 14,72% при среднем значении 9,67%, что на 209,6% больше, чем содержание его в контрольном образце (8,02%). Это указывает на то, что в условиях рассматриваемого участка происходит накопление органического вещества.
Степень обеспеченности почв подвижными формами фосфора (Р2О5) определяется следующими показателями, мг/кг почвы: очень низкая (до 30), низкая (31,0-80,0), средняя (81,0-150,0), повышенная (151,0-200,0), высокая (201,0-300,0), очень высокая (более 300). Содержание подвижных форм фосфора в отобранных образцах на участке перекрытия плодородного слоя почвы ТБО варьирует от 473,96 мг/кг до 2917,33 мг/кг при среднем значении 1511,53 мг/кг, что в 7 раз больше, чем у контрольного образца (215,29 мг/кг). Это свидетельствует о значительном накоплении подвижных форм фосфора за период действия неорганизованной свалки ТБО.
Степень обеспеченности почв подвижными формами калия (К2О) оценивается по следующим показателям, мг/кг почвы: очень низкая (до 40,0), низкая (41,0-80,0), средняя (81,0-140,0), повышенная (141,0-200,0), высокая (201,0-300,0), очень высокая (более 300). Содержание подвижных форм калия в отобранных образцах на участке перекрытия плодородного слоя почвы бытовыми отходами колеблется от 913 мг/кг до 5896 мг/кг при среднем значении 2756 мг/кг, что в 13,32 раза больше, чем у контрольного образца (207 мг/кг почвы). Это указывает на то, что за период действия свалки ТБО произошло существенное накопление подвижных форм калия (рис. 1).
Рисунок 1 - Содержание основных элементов питания растений в образцах почвы
По определению Всемирной организации здравоохранения свинец, ртуть и кадмий являются самыми опасными тяжёлыми металлами (ТМ), представляя «страшную троицу» в окружающей среде. Наибольшую опасность представляют подвижные формы тяжёлых металлов, т.е. наиболее доступные для живых организмов. Подвижность металлов существенно зависит от почвенно-экологических факторов, основные из которых - содержание органического вещества, кислотность почвы, окислительно- восстановительные условия, плотность почвы и др. [5, 9].
В последние десятилетия в процессы миграции ТМ в природной среде интенсивно включилась антропогенная деятельность человечества. Количество химических элементов, поступающих в окружающую среду в результате техногенеза, в ряде случаев значительно превосходят уровень их естественного поступления. Например, глобальное выделение РЬ из природных источников в год составляет 12 тыс. т. и антропогенная эмиссия 332 тыс. т.
Включаясь в природные циклы миграции, антропогенные потоки приводят к быстрому распространению загрязняющих веществ в природных компонентах городского ландшафта, где неизбежно их взаимодействие с человеком. Объемы поллютантов, содержащих ТМ, ежегодно возрастают и наносят ущерб природной среде, подрывают существующее экологическое равновесие и негативно сказываются на здоровье людей. По приблизительной оценке, в настоящее время в мире накоплено, в млн. т.: ^ - 300, Zn - 200, ^ - 70, Pb -20, N - 3,5, Cd - 0,6, ^ - 0,5. Окружающая среда никогда не знала такого объёма ТМ на поверхности земли. Одними из наиболее опасных токсикантов среды являются свинец (РЬ) и кадмий (СН) [5].
В соответствии с ГОСТ 17.4.2.01-81 токсические химические элементы разделены по классам гигиенической опасности:
I класс: мышьяк бериллий (Be), ртуть селен ^п), цинк ^п), кадмий (Cd), свинец фтор - вещества высокоопасные.
II класс: хром кобальт бор молибден (Mo), никель (N0, медь
сурьма ^^ - вещества умеренно опасные.
III класс: барий ванадий (V), вольфрам марганец ^п), стронций ^г) - вещества малоопасные.
Ниже приводим краткое описание свойств металлов, касающихся особенностей их поведения в почвах.
Кадмий (Cd). Кадмий обладает большей подвижностью в кислых средах и лучшей доступностью для растений. В почвенном растворе металл присутствует в виде Cd2+ и образовывает комплексные ионы и органические хелаты. Загрязнение почвенного покрова кадмием считается одним из наиболее опасных экологических явлений, так как он накапливается в растениях выше нормы даже при слабом загрязнении почвы.
Свинец ^Ы. Приоритетный элемент-токсикант. Все растворимые соединения свинца ядовиты. В естественных условиях он существует в основном в форме PbS. Кларк Pb в земной коре 16,0 мг/кг. По сравнению с другими ТМ он наименее подвижен, причем степень подвижности элемента сильно снижается при известковании почв.
Цинк ^п). Его кларк в земной коре 83 мг/кг. Важными факторами, влияющими на подвижность Zn в почвах, являются содержание глинистых минералов и величина рН. При повышении рН элемент переходит в органические комплексы и связывается почвой. С органическим веществом Zn образует устойчивые формы, поэтому в большинстве случаев он накапливается в горизонтах почв с высоким содержанием гумуса и в торфе.
Медь Кларк в земной коре 47 мг/кг. В химическом отношении медь -малоактивный металл. В почвах медь является слабомиграционным элементом, хотя содержание подвижной формы бывает достаточно высоким. Гуминовые и фульвокислоты способны образовывать устойчивые комплексы с медью. При рН 7-8 растворимость меди наименьшая.
Никель (N0. В континентальных отложениях он присутствует, главным образом, в виде сульфидов и арсенитов. Кларк элемента в земной коре равен 58 мг/кг. Содержание никеля в почвах в значительной степени зависит от обеспеченности этим элементом почвообразующих пород [6].
Наибольшую опасность представляют подвижные формы ТМ, т.е. наиболее доступные для живых организмов (табл. 2).
Таблица 2 - Содержание токсичных химических элементов в образцах почвы
№ пробы Со,д ержание подвижных фо рм тяжёлых металлов, мг/кг
Кадмий (Сс1) Марганец (Мп) Медь (Си) Никель (N1) Свинец (РЬ) Цинк £п)
Пробы с участка перекрытия плодородного слоя
1 0,16 90,32 0,28 0,002 2,91 19,07
2 0,15 112,45 0,26 0,002 4,77 18,20
3 0,16 92,98 0,14 0,003 2,29 5,71
4 0,17 83,31 0,17 0,002 3,51 6,12
5 0,18 111,34 0,34 0,002 2,12 21,24
6 0,17 91,10 0,11 0,003 2,24 20,42
7 0,16 83,62 0,36 0,002 1,50 19,43
8 0,15 102,54 0,16 0,001 2,86 20,80
9 0,16 80,91 0,26 0,002 4,86 18,89
10 0,16 91,55 0,25 0,002 3,38 8,46
11 0,17 92,74 0,24 0,002 2,85 16,13
12 0,16 93,11 0,35 0,001 1,71 18,31
Среднее 0,16 93,83 0,243 0,002 2,91 16,06
Контроль
13 0,13 18,36 0,04 0,002 1,82 0,90
Среднее к контролю 123,07 511,05 607,5 0 159,89 1784,44
Г ДК токсичных химических элементов
1 140 3 4 6 23
Подвижность существенно зависит от почвенно-экологических факторов, основные их которых - содержание органического вещества, кислотность почвы, окислительно-восстановительные условия, плотность почвы и др. Миграция загрязняющих веществ в системе почва-растение определяется несколькими факторами, основной их них - миграционная способность токсиканта и отношение к нему растения. Миграция загрязняющих веществ в почве зависит от их вида, особенностей почвенного покрова, типа водного питания, температурного фактора. Например, свинец в почве менее подвижен, чем кадмий. Комплексы свинца с гуминовыми кислотами почти в 150 раз прочнее, чем аналогичные комплексы кадмия. Свинец и ртуть мигрируют на незначительную глубину, проникновение же в глубину почвы у кадмия, меди и цинка выражено сильнее. Аналогичные результаты получены и в других исследованиях: 57-74% свинца и ртути при антропогенном загрязнении закрепляется в слое 0-10 см и только 3-8% мигрирует до глубины 30-40 см. Миграция ТМ по органам растений может быть представлена следующим рядом (в порядке убывания): корни - стебли - листья -семена - плоды - клубни. Причём содержание ТМ в корнях может увеличиваться в 500-600 раз, что свидетельствует о больших защитных (буферных) возможностях этого подземного органа.
Среди травянистых наибольшая устойчивость отмечается у злаковых, бобовых, маревых. Например, высокие концентрации свинца выдерживает ежа сборная. По чувствительности к кадмию и способности накапливать его растения располагаются (по восходящему ряду) следующим образом: томаты -овёс - салат - луговые травы - морковь - редька - фасоль - горох - шпинат.
Анализ данных лабораторных исследований почвенных образцов, отобранных на участке нарушенных земель, показывает, что среднее
содержание токсичных химических элементов в почвенных пробах на участке перекрытия плодородного слоя ТБО значительно выше по сравнению с контролем: по кадмию в 1,23 раза, по меди - в 6,075 раза, по цинку - в 17,84 раза, по марганцу - в 5,11 раза, по свинцу - в 1,59 раза (рис. 2).
Рисунок 2 - Содержание солей тяжелых металлов в образцах почвы
Анализ агрохимических показателей и содержания токсичных химических элементов, почвенных проб, отобранных на участке перекрытия плодородного слоя ТБО, позволяет сделать следующие выводы:
1. Отмечается повышенное содержание гумуса (органического вещества), подвижных форм фосфора, калия и уменьшается кислотность почв по сравнению с контролем.
2. Складирование бытовых отходов на участке привело к значительному увеличению содержания токсичных химических элементов: кадмия, марганца, меди, цинка, свинца.
3. В целях устранения отрицательного воздействия на окружающую среду и почвенное плодородие бытовых отходов на исследуемом участке требуется проведение комплекса мероприятий, направленных на снижение токсичности тяжелых металлов и восстановление утраченного естественного плодородия [10].
Согласно ГОСТ 17.5.1.01-83, нарушенными землями, требующими рекультивации, являются земли, утратившие в связи с их нарушением первоначальную хозяйственную ценность и являющиеся источником отрицательного воздействия на окружающую среду. Типичными представителями нарушенных земель и одним из неблагоприятных факторов, воздействующих на окружающую среду, являются свалки отходов производства и потребления.
Рекомендации. Для ликвидации последствий загрязнения почв ТМ в настоящее время все известные приёмы детоксикации можно разделить на три группы.
I. Радикальные. Полное удаление загрязнённого слоя почвы и замена его на «чистый» или прошедший специальную обработку. Приём используется при локальном загрязнении в ограниченном объёме. Особое внимание следует уделить наиболее перспективному методу рекультивации старых захоронений, получившему широкое применение в последнее время - эскалация свалочных тел с последующей их переработкой (LMFR) (уничтожение на месте). Метод представляет собой организованную выемки свалочного грунта и его
последующую переработку. Метод может использоваться как способ ликвидации старых захоронений, а также неудачно спроектированных или неэффективно функционирующих полигонов, которые не отвечают требованиям охраны окружающей среды и здоровья населения. Количество и характеристики фракций вторичных материалов (потоков), образуемых в процессе применения методики LMFR, зависят от:
1) физико-химических свойств вынутого материала;
2) эффективности используемой технологии разработки свалки;
3) эффективности применения технологии.
II. Биологические. 1) Использование адаптационных возможностей растений. Например, таких которые не накапливают ТМ в съедобных частях. 2) Использование растений-концентратов ТМ для регулярного удаления их надземной и подземной массы, а также специальных микроорганизмов, которые поглощают ТМ. 3) Использование «металлоустойчивых» сортов и видов растений.
Принципиально отличающимся методом рекультивации нарушенных земель может стать фиторемедиация. Новые эксперименты в этом направлении проводятся в рамках развивающегося направления биологических исследований - фиторемедиации, использующей природную способность зеленых растений очищать воды, грунты и атмосферный воздух от химикатов. По оценкам специалистов, использование растений в этих целях обходится примерно в 10 раз дешевле, нежели другие технологии [7]. Фиторемедиация стала эффективным и экономически выгодным методом очистки окружающей среды только после того, как обнаружили растения-гипераккумуляторы тяжелых металлов, способные накапливать в своих листьях до 5% никеля, цинка или меди в пересчете на сухой вес, то есть в десятки раз больше, чем обычные растения.
С каждым днем все больше экспертов считают, что именно биотехнологии становятся символом могущества современной науки, воплощением достижений цивилизации. Профессор биологии Норман Терри (Norman Terry) из университета Калифорнии в Беркли (University of California, Berkeley) с помощью генной инженерии более чем в пять раз увеличил способность растения поглощать из почвы селен. Загрязнение почв селеном (ядовитым металлом) одна из проблем американского фермерского сектора. Растение преобразовывало селен в нетоксичное соединение.
Большинство дикорастущих гипераккумуляторов относится к семейству крестоцветных - близких родственников капусты и горчицы; один из видов горчицы, называемой индийской, или сарептской, оказался весьма эффективным накопителем свинца, меди и никеля. Свинец способны накапливать также кукуруза и известный сорняк амброзия.
В ходе экспериментов, недавно проведенных в США и Великобритании, выяснилось, что генно-модифицированные растения, в частности тополя, поглощают почти в десять раз больше токсинов из грунтовых вод, чем деревья, растущие в естественной среде. Во время экспериментов, проведенных в стенах Вашингтонского Университета, лабораторные тополя вытянули 91% токсичного трихлорэтилена из жидкого раствора, а дикорастущим удалось очистить его от этого вещества только на 3%. Несмотря на то, что высота подопытных деревьев не превышает нескольких дюймов, сам процесс очищения воздуха, водоемов и почвы от вредных веществ происходит у них в сто раз быстрее [5].
III. Физико-химические. Приёмы влияют на подвижность тяжёлых металлов и исключают их из биологического кругооборота или переводят в легкорастворимые и подвижные формы. К их числу относятся:
а) Промывка загрязнённой почвы, например, кальциевой селитрой или внесение растворимых солей железа (хлорное железо).
б) Изменение кислотности почвы (до оптимальной для каждой культуры) путём известкования и повышения содержания гумуса для уменьшения токсичности ТМ вследствие связывания их в недоступные для растений металлоорганические комплексы.
в) Применение минеральных удобрений (в рациональных дозах). Внесение азотных удобрений, совместно с органическими удобрениями снижает токсичность свинца, меди и мышьяка; калийных удобрений (в повышенных дозах) - радиоцезия.
г) Детоксикация почвы, загрязнённой ТМ, с помощью природных и искусственных сорбентов. К ним относятся цеолитовые туфы (5% от массы почвы), известь (кг/м2), торф (20 кг/м2), которые полностью устраняют фитотоксичность и отклонения качества продукции.
Создание повышенного органического фона способствует активизации биологических процессов в почве, что улучшает обеспеченность растений питательными веществами и биологически активными соединениями. Эффективно применение сидератов (18-20 т, что равнозначно внесению 15-17т навоза на 1 га). Хороший результат даёт и применение соломы, 1 т которой эквивалентна 3,5-4 т навоза.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Альшин М.А. Стратегия внедрения схемы утилизации отходов // Твердые бытовые отходы. 2012. № 11 (77). С. 39-40.
2. Бабенко H.H. Свалка может превратиться в клондайк // Твердые бытовые отходы. 2012. № 3. С. 30-31.
3. URL: http://greenologia.ru/othody/bytovye (дата обращения 01.03.2018).
4. Von Stein E.L., Savage G.M. Evaluation of the Collier County, Florida Landfill Mining Demonstration. U.S. EPA: Cincinnati, Ohio, 1993, September.
5. Basov Y.V., Kozyavina K.N. «The influence of the waste water sediments on soils agrochemical indicators» // Vestnik OrelGAU. 2014. №1(46). P. 42-46.
6. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях / Пер. с англ. М.: Мир,1989. 439 с.
7. Доклад об экологической ситуации в Орловской области в 2015 году / Правительство Орловской области. Управление по охране и использованию объектов животного мира, водных биоресурсов и экологической безопасности Орловской области (Орелоблэконадзор); Некрасов В.В., Куликов Ю.М. и др. 0рел,2016. 172 с.
8. Доклад о состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Орловской области в 2015 году / Управление Роспотребнадзора по Орловской области, 2016. 179 с.
9. Анализ состояния обработки осадков бытовых сточных вод малых населенных пунктов // URL: http://www.lib.ua-ru.net/diss/cont/176858.html.
10. Постановление Правительства Российской Федерации от 23.02.1994 г № 140 «О рекультивации земель, снятии, сохранения и рациональном использовании плодородного слоя почвы».
11. URL: https://megalektsii.ru/ (дата обращения 02.03.2018).
