Научная статья на тему 'БИОГЕОХИМИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ ВОСТОЧНОГО ПОДМОСКОВЬЯ ПОСЛЕ ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЙ'

БИОГЕОХИМИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ ВОСТОЧНОГО ПОДМОСКОВЬЯ ПОСЛЕ ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЙ Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
29
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД / ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ / ВЫНОС ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ РАСТЕНИЯМИ / МИГРАЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ / САМООЧИЩЕНИЕ ПОЧВ / SEWAGE SLUGE / COMPOUNDS OF HEAVY METAL / SOIL CONTAMINATION / MIGRATION / SELF-PURIFICATION OF SOILS

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Плеханова Ирина Овакимовна

Осадки сточных вод, внесенные 28 лет назад в дерново-подзолистые супесчаные почвы, определяют повышенное содержание и подвижность соединений Zn, Cd, Cu и Ni; в наибольшей степени это характерно для Cd и Zn. Наиболее загрязнены пахотные горизонты, что свидетельствует о низкой скорости миграции соединений тяжелых металлов. Последние незначительно вымываются из почв с внутрипочвенным стоком. Это определяется их химическими свойствами: низкой растворимостью их соединений, адсорбцией минеральными и органическими компонентами почв, а также нейтральными значениями рН самих почв. Растения, выросшие на загрязненных почвах, характеризуются повышенным содержанием тяжелых металлов, которое различается в пять-семь раз в зависимости от вида растений и их способности к накоплению последних.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

BIOGEOCHEMISTRY OF AGROLANDSCAPES OF THE EASTERN MOSCOW AFTER APPLICATION OF SEDIMENTS OF SEWAGE WATER AS FERTILIZERS (RECEIVED FEBRUARY 18, 2020; REVISED MARCH 10, 2020; ACCEPTED MARCH 13, 2020)

Sewage sludge introduced 28 years ago in sod-podzolic sandy loam soils determines the increased content and mobility of Zn, Cd, Cu, and Ni compounds, and it is the most characteristic for Cd and Zn. The most polluted are the arable horizons of soils. The contaminated layer is within the arable horizon, which indicates on the low rate of heavy metals (HM) migration, which were introduced into the studied soils as part of SS. Heavy metals are washed out of soils with intrasoil runoff insignificantly. This is determined by their chemical properties: low solubility of their compounds, adsorption by mineral and organic components of soils, as well as neutral pH values of the soils themselves. Plants grown on contaminated soils are characterized by an increased content of HM, which varies in 5-7 times depending on the type of plants and their ability to accumulate HM.

Текст научной работы на тему «БИОГЕОХИМИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ ВОСТОЧНОГО ПОДМОСКОВЬЯ ПОСЛЕ ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЙ»

БИОГЕОХИМИЯ

УДК 631.416

БИОГЕОХИМИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ ВОСТОЧНОГО ПОДМОСКОВЬЯ ПОСЛЕ ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЙ

И.О. Плеханова

Осадки сточных вод, внесенные 28 лет назад в дерново-подзолистые супесчаные почвы, определяют повышенное содержание и подвижность соединений 7п, Сё, Си и N1; в наибольшей степени это характерно для Сё и 7п. Наиболее загрязнены пахотные горизонты, что свидетельствует о низкой скорости миграции соединений тяжелых металлов. Последние незначительно вымываются из почв с внутрипочвенным стоком. Это определяется их химическими свойствами: низкой растворимостью их соединений, адсорбцией минеральными и органическими компонентами почв, а также нейтральными значениями рН самих почв. Растения, выросшие на загрязненных почвах, характеризуются повышенным содержанием тяжелых металлов, которое различается в пять—семь раз в зависимости от вида растений и их способности к накоплению последних.

Ключевые слова: осадки сточных вод, загрязнение почв, вынос тяжелых металлов растениями, миграция тяжелых металлов, самоочищение почв.

Введение

В последнее время существенно возрос интерес к применению осадка сточных вод (ОСВ) в качестве органического удобрения для земель сельскохозяйственного назначения [2, 3, 11, 18, 27], городских территорий [10, 19, 20], а также для рекультивации техногенно нарушенных территорий [9, 13]. Анализ мирового опыта в обращении с ОСВ показывает, что в развитых странах наблюдается устойчивая тенденция к росту использования этих отходов в качестве вторичного ресурса.

Экономическая рентабельность применения ОСВ в сравнении с традиционными методами и материалами для технической рекультивации очевидна. Однако, несмотря на перспективность подобных направлений, уровень их использования в России, по данным разных авторов, находится в диапазоне 7—10% [16, 21]. Такая ситуация во многом объясняется двойственной природой ОСВ, которая определяет их состав и высокое содержание как полезных, так и токсичных компонентов.

Осадки сточных вод получают в процессе очистки канализационных хозяйственно-бытовых, промышленных и поверхностных стоков. Их состав зависит от специфики промышленной деятельности района, как правило, отличается высоким содержанием органических веществ сложного химического состава, элементов минерального питания растений, а также микроэлементов, тяжелых металлов (ТМ), полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) [12] и патогенных микроорганизмов, что не позволяет безоговорочно использовать

этот материал в сельском хозяйстве [5, 16, 17, 22, 24, 25, 27].

Цель исследования — изучение экологического состояния почв и растений агродерново-подзо-листых супесчаных почв Восточного Подмосковья, загрязненных в результате применения осадков сточных вод еще до 1990 г., а также динамики и скорости их самоочищения за 28 лет. Задачи работы: оценка уровня загрязнения, определение химических свойств почв, а также масштабов выноса ТМ с внутрипочвенным стоком и определение их содержания в растениях.

Объекты и методы исследования

Исследованы агродерново-подзолистые супесчаные почвы Балашихинского р-на Московской обл. и произрастающие на них растения. Источник загрязнения — ОСВ Люберецкой станции аэрации, которые вносили в качестве органических удобрений в течение 5—10 лет до 1990 г. Применение осадков привело к увеличению содержания гумуса, снижению кислотности почв, обеспечению их основными элементами питания растений и повысило насыщенность основаниями. Результаты исследования показали, что чем больше доза ОСВ, тем выше содержание органического вещества, обменных катионов и элементов питания для растений [24]. Одновременно наблюдалось увеличение содержания и подвижности ТМ в почвах.

После выявления высокого уровня загрязнения почв и растений этого хозяйства земли перепрофилировали из овощого севооборота в кормо-

вой. Такое использование загрязненных почв нельзя назвать рациональным и безопасным, поскольку зеленые части растений накапливают большое количество ТМ [14, 22, 24]. В настоящее время они не используются в сельском хозяйстве, на них произрастают дикорастущие растения.

На поле, где 28 лет назад применяли ОСВ в дозе 600 т/га, были отобраны образцы почв из поверхностного гумусового горизонта, а также по профилю разреза с шагом в 10 см. Также отобраны, высушены и размолоты образцы дикорастущих растений: Trifolium pratense (клевер луговой), Poapratensis (мятлик луговой), Elytrigia repens (пырей ползучий), Alopecuruspratensis (лисохвост луговой), Dactylis glomerata (ежа сборная), Hypericum perfo-ratum (зверобой обыкновенный), Pentaphylloides fruticosa (лапчатка кустарничковая), Taraxacum officinale (одуванчик лекарственный), Tanacetum vul-gare (пижма обыкновенная).

В почве определяли содержание органического вещества (метод Тюрина со светофотометриче-ским окончанием), рН водной вытяжки (потен-циометрически); остальные химические свойства определяли общепринятыми методами [1]. Кисло-торастворимые соединения ТМ идентифицировали после экстрагирования почв раствором 1 М НМОз; подвижные соединения — ацетатно-аммо-нийным буферным раствором с рН 4,8. Для подготовки к анализу растений использовали метод сухого озоления в муфельной печи при температуре 450°; золу обрабатывали горячим раствором 1 М HNO3, переносили в мерные колбы и доводили до метки. Конечное определение ТМ в почвах и растениях проводили атомно-абсорбционным методом в воздушно-ацетиленовом пламени на спектрофотометре AAS-3 фирмы Карл-Цейс-Йена.

Результаты и их обсуждение

Исследованные почвы имеют нейтральные и слабощелочные значения рН поверхностных горизонтов и слабокислые — с глубиной. Значения кислотности за 28 лет достоверно изменились. В результате систематического известкования рН почв и водной вытяжки увеличился, а содержание гумуса снизилось (табл. 1). Известно, что нейтральная реакция среды в почвах способствует прочной фиксации элементов, однако снижение содержания гумуса может вызвать увеличение подвижности ТМ.

Продолжительность пребывания загрязняющих веществ в почвах гораздо больше, чем в других частях биосферы, и металлы, накопившиеся здесь, очень медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции [15, 25]. Скорость самоочищения почвы от ТМ зависит от растворимости и химических свойств находящихся в ней соединений и прочности связи с различными органическими и минеральными компонен-

Таблица 1

Динамика по годам содержания гумуса и кислотности агродерново-подзолистых супесчаных почв с внесенными ОСВ (поле 9, доза 600 т/га)

1990 2002 2008 2018

Гумус, %

4,5 4,0 3,0 2,1

0,73 0,21 0,28 0,23

РНвод

7,0 7,3 7,2 7,3

0,12 0,08 0,24 0,24

Примечание. Над чертой — среднее значение, под чертой — стандартное отклонение.

тами. В реальных условиях на эти процессы оказывают влияние температурный и водный режим, рельеф местности, растительность, функциональное назначение территории, способ ее использования [4, 23].

Результаты анализа показали, что почвы остались загрязненными, несмотря на то, что прошло 28 лет с тех пор, как была внесена высокая доза ОСВ. Содержание кислоторастворимых и подвижных соединений очень высокое, и все показатели содержания Си, 2п и Сё превышают ориентировочно допустимую концентрацию (ОДК) для валового содержания элементов [7] и предельно допустимую концентрацию (ПДК) для подвижных соединений [6]. Отмечена также высокая вариабельность содержания ТМ, которая зависит как от микрорельефа, так и от первоначально неравномерного внесения ОСВ (табл. 2).

Исследование распределения содержания ТМ по профилю почв показало, что основная часть загрязняющих веществ по-прежнему сконцентрирована в поверхностном гумусированном горизонте 0—30 см; на глубине 30—40 см оно снижается и далее мало изменяется с глубиной (табл. 2). Это говорит о низкой миграционной способности и малой растворимости ТМ в почвенном растворе, несмотря на легкий гранулометрический состав почв. Наиболее высокие концентрации отмечаются для Сё, Си и 2п. Содержание меди и цинка превышает ОДК в два, кадмия — в семь раз.

Такое же распределение характерно и для подвижных соединений ТМ: максимум их также наблюдается в верхних слоях почвы, незначительно повышается в подпахотном горизонте, на глубине 30—40 см (табл.3). Далее количество РЬ, N1, Си и 2п приближается к фоновым значениям и только Сё и 2п остается повышенным, вероятно, вследствие более высокой их растворимости.

В результате применения ОСВ сформировалось комплексное полиэлементное загрязнение почв, которое сохраняется на протяжении почти 30 лет. Можно выделить участки почв с высоким

Таблица 2

Содержание кислоторастворимых (слева от косой) и подвижных (справа от косой) соединений ТМ в пахотном горизонте почв с ОСВ под дикорастущими растениями, мг/кг

Растение Cd Pb Ni Cu Zn

Trifolium pratense 2,0/1,9 7,4/2,7 11,7/1,5 36,0/2,8 59,6/28,6

Poa pratensis 2,1/1,4 6,2/2,8 15,3/0,8 46,6/2,9 82,6/26,9

Elytrigia repens 2,4/1,5 5,9/2,8 13,6/1,2 39,2/2,8 73,9/29,8

Alopecurus pratensis 2,9/2,2 8,4/3,6 18,0/3,0 57,3/5,2 98,9/24,5

Dactylis glomerata 2,7/1,6 6,5/4,3 16,4/1,5 53,5/5,9 95,9/24,6

Hypericum perforatum 2,1/1,9 7,8/4,3 14,7/1,9 51,1/6,1 97,0/36,4

Pentaphylloides fruticosa 7,3/1,8 7,5/3,8 12,8/1,5 46,0/5,5 91,7/60,5

Taraxacum officinale 2,7/1,9 7,5/4,2 13,8/2,0 53,4/4,8 108,2/62,4

Tanacetum vulgare 2,8/1,6 7,2/3,9 14,8/1,5 56,0/5,0 107,4/87,6

ОДК валового содержания для песчаных и супесчаных почв 0,5 32 20 33 55

ПДК подвижных соединений — 6 4 3 23

и очень высоким содержанием Сё, 2и и Си при относительно невысоком РЬ и N1, что обусловлено химическим составом осадка, а также дозами и способом применения ОСВ [22, 24]. В настоящее время содержание Сё в почвах с ОСВ превышает нормативные значения в пять—семь раз, а 2и и Си — в полтора—два раза. Однако, если сравнивать содержание ТМ с фоновым, разница гораздо выше: для Сё в десять—двенадцать, для 2и и Си — в пять—восемь раз, что свидетельствует о высокой активности внесенных с осадком ТМ и доступности их для растений (табл. 3).

Анализ растений, выросших на загрязненных почвах, показал, что содержание кадмия в них изменяется в широких пределах и зависит от биологических особенностей растений и их способности к накоплению ТМ. Известно, что на почвах, загрязненных в результате применения ОСВ, фитоток-сический эффект часто отсутствует, однако при выращивании сельскохозяйственных культур это

не является показателем экологической безопасности как почв, так и растений. Значительные различия в способности последних к накоплению ТМ позволяют рассматривать возможность их использования на загрязненных почвах с целью получения продукции, содержание ТМ в которой отвечает санитарно-гигиеническим нормам. Например, содержание кадмия в Hypericum perforatum превышает ПДК в восемь раз, а в Trifolium pratense и Poa pratensis этот показатель ниже ПДК (табл. 4).

Эти различия достаточно велики: при одинаковом количестве кадмия в почве клевер, мятлик и лапчатка содержали в десять—двадцать раз меньше этого элемента, чем зверобой или одуванчик. Такие особенности важно учитывать при сборе лекарственного сырья, при выращивании кормовых растений и поиске путей безопасного использования загрязненных почв.

Результаты анализа почв, проведенного через 10, 18 и 28 лет после внесения ОСВ, позволяют

Таблица 3

Содержание кислоторастворимых (слева от косой) и подвижных (справа от косой) соединений тяжелых металлов в профиле агродерново-подзолистой почвы, мг/кг

Глубина, см Cd Pb Ni Cu Zn

0—20 3,6/3,1 19,5/5,8 14,2/9,0 58,5/4,6 110,0/43,5

20—30 3,2/2,8 18,9/4,7 13,7/8,2 60,0/4,8 118,0/49,5

30—40 0,6/0,5 2,2/0,9 3,0/1,0 3,5/0,5 67,8/8,6

40—50 0,4/0,4 1,9/0,8 2,0/1,0 3,0/0,3 39,8/6,4

50—60 0,4/0,3 1,0/0,5 1,0/1,0 1,0/0,1 39,4/6,0

60—70 0,3/0,2 1,5/0,8 1,0/1,0 1,0/0,1 22,5/4,4

Почва без ОСВ (фон) 0,3/0,06 6,0/0,8 3,0/1,0 7,0/0,5 22,0/8,0

ОДК валового содержания 0,5 32 20 33 55

ПДК подвижных соединений — 6 4 3 23

Таблица 4

Содержание тяжелых металлов в растениях, мг/кг

Растение Cd Pb Ni Cu Zn

Trifolium pratense 0,1 0,3 15,3 1,1 6,4

Poa pratensis 0,2 0,2 1,6 1,6 10,3

Elytrigia repens 0,4 0,4 1,2 3,7 7,9

Alopecurus pratensis 0,3 0,4 2,0 2,6 16,8

Dactylis glomerata 0,4 0,6 10,7 4,4 14,0

Hypericum perforatum 2,4 1,6 2,1 27,7 33,4

Pentaphylloides fruticosa 0,1 0,4 0,9 9,9 9,3

Taraxacum officinale 0,9 3,5 2,5 11,1 29,5

Tanacetum vulgare 0,5 2,3 3,2 18,6 13,6

ПДК для растительной продукции 0,3 5,0 3,0 10,0 50,0

оценить реальную скорость самоочищения дерново-подзолистых супесчаных почв в условиях сельскохозяйственного использования. Сравнение концентрации ТМ показало, что в наиболее загрязненных почвах со временем произошло значительное снижение содержания металлов (табл. 4), которое можно описать экспоненциальными уравнениями (рисунок). Ход кривых и коэффициенты уравнений показывают, что со временем скорость вымывания ТМ снижается.

Чтобы показать достоверное изменение содержания ТМ, требуется большая выборка, так как исходно была отмечена очень высокая вариабельность их содержания в почвах, которая наблюдается и в настоящее время, несмотря на многократное перепахивание (табл. 5).

Известно, что продолжительность пребывания загрязняющих веществ в почвах гораздо больше, чем в других частях биосферы. Тяжелые металлы, накопившиеся в почве, медленно удаляются при

выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции. Период самоочищения от ТМ зависит от уровня загрязнения и подвижности элементов, а также масштабов выноса с урожаем и внутри-почвенным стоком. Анализ этих данных показал, что с учетом значительного запаса ТМ в загрязненном слое и низкой растворимости их соединений самоочищение будет происходить в течение многих десятков лет [9, 23]. Ранее было показано, что максимальный период времени для достижения нормативного уровня содержания кадмия для исследованных почв с высоким уровнем загрязнения составил 288 лет, а для меди и цинка — около 70 лет [23].

Для оценки возможностей миграции тяжелых металлов из почвы в грунтовые и лизиметрические воды был заложен модельный колоночный опыт. Несмотря на то что почвы сильно загрязнены, в воды из почвенных колонок переходило очень незначительное количество ТМ, что показывает

Снижение содержания Cd, №, Pb (а) и Zn, ^ (б) в почвах, удобренных осадком сточных вод, за 30 лет. Пунктир — формат

линии тренда вперед на 10 лет

Таблица 5

Показатели содержания подвижных и кислоторастворимых соединений ТМ в пахотных горизонтах почв с ОСВ в разные годы, мг/кг

Элемент ААБ т03

1990 2002 2008 2018 1990 2002 2008 2018

Сё 5,3 ±2,2 2,7 ± 1,1 2,3 ± 1,3 1,8 ± 0,5 8,6 ± 5,5 4,6 ± 2,0 4,6 ± 1,9 3,1 ± 1,4

N1 9,0 ±5,4 5,0 ± 2,6 6,0 ± 2,3 2,2 ± 1,2 21,0 ±8,8 16,3 ± 6,8 13,0 ± 5,7 14,6 ± 1,9

Си 19,0 ± 10,1 8,0 ±4,5 5,0 ±3,8 4,6 ± 1,1 93,0 ± 41,2 58,0 ± 15,8 57,0 ± 14,2 50,8 ±7,5

РЬ 3,0 ±0,8 2,0 ± 1,0 1,0 ± 0,8 3,6 ± 0,6 24,3 ± 9,2 22,0 ± 8,9 13,0 ± 8,6 7,7 ± 4,8

гп 107,0 ± 43,0 73,0 ± 8,1 67,0 ± 9,2 40,4 ± 22,7 208,0 ± 118 109,0 ± 20,3 114,0 ± 23,2 94,8 ± 16,4

Таблица 6

Содержание соединений ТМ в фильтрате из почв

Вариант опыта Сё Си гп N1 РЬ

Почва с ОСВ — 2008 г. 0,006 ± 0,002 0,32 ±0,16 0,49 ± 0,18 0,11 ± 0,08 0,02 ± 0,005

Почва с ОСВ —2018 г. 0,002 ± 0,001 0,13 ± 0,09 0,32 ± 0,09 0,05 ± 0,01 0,01 ± 0,005

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ПДК для вод хозяйственно-бытового назначения [8] 0,001 1,0 1,0 0,02 0,01

низкую скорость самоочищения почв. В фильтрате только содержание кадмия и никеля было повышенным и достигало два ПДК (табл. 6).

Заключение

Влияние ОСВ, внесенных 28 лет назад, определяет повышенное содержание и подвижность соединений 2и, Сё, Си и N1. В наибольшей степени это характерно для Сё и 2и. Самыми загрязненными являются пахотные горизонты почв. Распределение тяжелых металлов по профилю носит ярко выраженный аккумулятивный характер. Загрязненный слой находится в пределах пахотного горизонта, что свидетельствует о низкой скорости миграции ТМ, которые были внесены в составе ОСВ. Они незначительно вымываются с внутрипочвен-ным стоком, что определяется их химическими

свойствами: низкой растворимостью соединений, адсорбцией минеральными и органическими компонентами почв, а также нейтральными значениями рН самих почв. Снижение содержания ТМ в загрязненных почвах можно описать экспоненциальными уравнениями. Ход кривых и коэффициенты уравнений показывают, что со временем скорость вымывания снижается.

Анализ растений, выросших на загрязненных почвах, показал, что содержание кадмия в них изменяется в широких пределах и зависит от их биологических особенностей и способности к накоплению ТМ, содержание которых в растениях различается в пять—семь раз. Это свойство можно использовать на почвах с низким уровнем загрязнения, а способность к аккумуляции — для фито-мелиорации почв с высоким уровнем загрязнения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агрохимические методы исследования почв / Под ред. А.В. Соколова. М., 1975.

2. Белюченко И.С. Влияние осадков сточных вод на плодородие почвы, развитие озимой пшеницы и качество ее зерна // Тр. КубГАУ. 2012. Т.1, № 34.

3. Васбиева М.Т. Влияние длительного применения осадков сточных вод в качестве удобрения на продуктивность зернового севооборота и качество сельскохозяйственных культур // Агрохимия. 2016. № 1.

4. Водяницкий Ю.Н., Плеханова И.О. Биогеохимия тяжелых металлов в загрязненных переувлажненных почвах (аналитический обзор) // Почвоведение. 2014. № 3.

5. Галиулин Р.В., Галиулина Р.А. Фитоэкстракция тяжелых металлов из загрязненных почв // Агрохимия. 2003. № 3.

6. ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве.

7. ГН 2.1.8.2042-06. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве.

8. ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

9. Дричко В.Ф. Оценка скорости очищения загрязненных почв методом фитомелиорации // Почвоведение. 2006. № 9.

10. Дурихина Н.В., Курганова Е.В., Мёрзлая Г.Е., Хомяков Д.М. Утилизация городских стоков и улучшение агроэкологической ситуации в Московском регионе // Бюл. ВИУА. 2002. № 116.

11. Дурихина Н.В., Хомяков Д.М. Агроэкологиче-ские аспекты утилизации осадков сточных вод//Агро-хим. вестн. 2003. № 6.

12. Зотов В.А., Завгородняя Ю.А., Плеханова И.О. Полициклические ароматические углеводороды в поч-воподобных телах, сформированных на основе осадка сточных вод // Пробл. агрохим. и экол. 2012. № 3.

13. Зотов В.А, Плеханова И.О. Экологические аспекты использования осадков сточных вод в сельском хозяйстве и для рекультивации нарушенных территорий // Экология природных и антропогенных экосистем: проблемы и решения / Под ред. Д.В. Рисник. М., 2017.

14. Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях. Новосибирск, 2001.

15. Кабата-Пендиас А, Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях М., 1989.

16. Касатиков В.А. Агроэкологические и технологические аспекты использования нетрадиционных видов органических удобрений // Всерос. науч.-метод. конф. «Совершенствование организации и методологии агрохимических исследований в Географической сети опытов с удобрениями»: Сб. мат-лов. М., 2006.

17. Касатиков В.А. Влияние осадков городских сточных вод на микроэлементный состав почв // Почвоведение. 1991. № 9.

18. Лучицкая О.А. Воздействие осадков сточных вод на почву и растения // Агрохимия. 2007. № 9.

19. Мёрзлая Г.Е. Агроэкологическая эффективность ОСВ г. Москвы // Агрохим. вестн. 2001. № 5.

20. Мёрзлая Г.Е., Дурихина Н.В., Курганова Е.В. Утилизация городских стоков и улучшение агроэко-логической ситуации в Московском регионе // Бюл. ВИУА. 2003. № 117.

21. Пахненко Е.П. Осадки сточных вод и другие нетрадиционные органические удобрения. М., 2014.

22.Плеханова И.О. Самоочищение агродерново-подзолистых супесчаных почв Восточного Подмосковья при полиэлементном загрязнении в результате применения осадков сточных вод// Почвоведенпие. 2009. № 6.

23. Плеханова И.О. Степень самоочищения агро-дерново-подзолистых супесчаных почв, удобренных осадками сточных вод // Почвоведение. 2017. № 4.

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

25. Keller C, KayserA., Schulin R. Heavy-metal uptake by agricultural crops from sewage sludge treated soils of the Upper Swiss Rhine Valley and the effect of time // Environmental restoration of metals-contaminated soils. USA, 2001.

26. Stjernman F.L. Reclamation of Copper Mine Tailings Using Sewage Sludge: Doct. Thes. Uppsala, Sweden, 2008.

27. Strauch D. Survival of pathogenic microorganisms and parasites in excreta, manure and sewage sludge // Rev. Sci. Tech. Off. Int. Epiz. 1991. Vol. 10.

Поступила в редакцию 18.02.2020 После доработки 10.03.2020 Принята к публикации 13.03.2020

BIOGEOCHEMISTRY OF AGROLANDSCAPES OF THE EASTERN MOSCOW AFTER APPLICATION OF SEDIMENTS OF SEWAGE WATER AS FERTILIZERS

I.O. Plekhanova

Sewage sludge introduced 28 years ago in sod-podzolic sandy loam soils determines the increased content and mobility of Zn, Cd, Cu, and Ni compounds, and it is the most characteristic for Cd and Zn. The most polluted are the arable horizons of soils. The contaminated layer is within the arable horizon, which indicates on the low rate of heavy metals (HM) migration, which were introduced into the studied soils as part of SS. Heavy metals are washed out of soils with intrasoil runoff insignificantly. This is determined by their chemical properties: low solubility of their compounds, adsorption by mineral and organic components of soils, as well as neutral pH values of the soils themselves. Plants grown on contaminated soils are characterized by an increased content of HM, which varies in 5—7 times depending on the type of plants and their ability to accumulate HM.

Key words: sewage sluge, compounds of heavy metal, soil contamination, migration, self-purification of soils.

Сведения об авторе

Плеханова Ирина Овакимовна, докт. биол. наук, доцент, вед. науч. сотр. каф. земельных ресурсов и оценки почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В.Ломоносова. E-mail: irinaoplekhanova@mail.ru.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.