CC BY
4AGRICULTURAL SCIENCES
УДК 615.9: 574
Белоусова Н.М.,
к.б.н., доцент кафедры агрохимии, агроэкологии и охраны труда
Берсенева С.А.,
к.б.н., доцент кафедры агрохимии, агроэкологии и охраны труда
Ерохина Н.Е.
старший преподаватель кафедры агрохимии, агроэкологии и охраны труда ФГБОУ ВО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия»
БИОТЕСТИРОВАНИЕ И АГРОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ИЛА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ МУП «УССУРИЙСК-ВОДОКАНАЛ» ДЛЯ ЕГО ВОЗМОЖНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ
BIOTESTING AND AGROCHEMICAL ANALYSIS STABILIZED SEWAGE SLUDGE MUP "VODOKANAL-USSURYSK" FOR POSSIBLE USE AS AN ORGANIC FERTILIZER
Belousova N.M., PhD, assistant professor of agricultural chemistry, agro-ecology and labor protection Berseneva S.A., PhD, associate professor of the Department of Agricultural Chemistry, agroecology and safety
Erokhina N.E. senior lecturer, Department of Agricultural Chemistry, agro-ecology and labor protection FGBOUIN "Maritime State Academy of Agriculture".
АННОТАЦИЯ
Рассматривается возможность использования биологических отходов (стабилизированного ила очистных сооружений) в качестве органического удобрения. Приведены результаты биотестирования ила, химический состав и схема эксперимента. ABSTRACT
The possibility of using bio-waste (stabilized sewage sludge) as an organic fertilizer. The results of biological testing sludge, chemical composition and experimental setup.
Ключевые слова: осадки сточных вод, поллютанты, тяжелые металлы, биотестирование, фитоток-сичность.
Keywords: sewage sludge, pollutants, heavy metals, biological testing, phytotoxicity.
Неблагоприятная экологическая обстановка, сложившаяся в некоторых регионах является следствием нарастающего давления на окружающую среду, загрязнения почв поллютантами различного происхождения, накоплением отходов, в том числе осадков сточных вод (далее - ОСВ).
Использование ОСВ в сельском хозяйстве -один из альтернативных способов не только их утилизации, но и возможность - повысить почвенное плодородие таких регионов, как Приморский край с его растениеводческой отраслью. Высокое содержание органических веществ, фосфора, азота, наличие большого количества микроэлементов делает этот вид городских отходов несомненно ценным органоминеральным удобрением.
Основным фактором, сдерживающим применение ОСВ, является наличие в нем тяжелых металлов (ТМ), влияние которых на почву, растения и качество продукции изучено недостаточно. Бесконтрольное использование ОСВ может повысить экологическую нагрузку на агроэкосистему за счет введения в нее ряда ТМ.
Разработка научных основ применения ОСВ как удобрения, возврат в почву широкого набора элементов питания, в основном естественного происхождения имеет большое научное и народнохозяйственное значение.
Актуальность наших исследований связана с вопросами использования стабилизированного ила очистных сооружений в качестве удобрения и решением проблемы снижения детоксикации почв, разработки технологий применения ОСВ и получения экологически безопасной растениеводческой продукции на территории Приморского края.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- изучить химический состав ОСВ г. Уссурийска, включая микроэлементы и контролируемые ТМ;
- оценить влияние ОСВ на агрохимические свойства почвы и выявить его удобрительную ценность;
- провести биотестирование стабилизированного ила в лабораторных условиях (тест-культура кресс-салат)
- определить вынос некоторых элементов амарантовыми сорта Харьковский и Воронежский при возделывании на почвах с дозой внесения ила 10т/га и 20 т/га и их содержание в зеленой массе и семенах
Исследования проведены в 2 этапа:
1. Определение состава стабилизированного ила очистных сооружений МУП «Уссурийск-Водоканал».
2. Биотестирование и агрохимический анализ почв до и после применения стабилизированного ила.
Данные по составу стабилизированного ила предоставлены экологическим отделом МУП «Уссурийск-Водоканал» (2016 г.).
Метод биотестирования и агрохимический анализ был проведен на базе лаборатории агрохи-
мических исследований кафедры агрохимии, агроэкологии и охраны труда Института землеустройства и агротехнологий ФГБОУ ВО Приморская государственная сельскохозяйственная академия.
Состав стабилизированнного ила по представленным данным Центра лабораторного анализа и технических измерений по Приморскому краю и представлен в таблице 1.
Таблица 1
Содержание органических веществ, азота и некоторых металлов в отходах МУП _«Уссурийск-Водоканал»_
Токсичный элемент Содержание в стабилизированном иле (в мг/кг)
1. Алюминий (оксид) 18 900
2. Железо (оксид) 7 200
3. Цинк 803,4
4. Хром 700,0
5. Медь 200,0
6. Свинец 143,2
7. Никель 30,0
8. Мышьяк 10,0
9. Кадмий 1,9
10. Ртуть 1,5
При внесении ила в качестве органо - мине- 2 и 3 соответственно). Вместе с илом в почву вно-
рального удобрения в дозе 10т/га и 20 т/га поверх- сится органическое вещество (420г с каждым кг),
ностный слой почвы обогащается микроэлемен- фосфор ( 92г с кг) и азот(51г с кг). тами и некоторыми токсичными элементами (табл.
Таблица 2
Содержание токсичных элементов в почве при внесении ила в дозе 10т/га_
Тяжелые металлы Содержание мг/кг в иле Среднее содержание в почве мг/кг [ 2] Содержание в поверхностном слое почвы Содержание мг/кг с учетом внесенного ила ПДК мг/кг фон мг/кг [ 2]
Цинк 803,4 56 66,95 122,95 110 56
Хром 700 39,8 58,3 98,1 Не установлена 38
Медь 200 14,2 16,7 30,9 66 13
Свинец 143,2 20,9 11,93 32,83 65 18
Никель 30 13,3 2,5 15,7 40 13
Мышьяк 10 Нет данных 0,83 - 5 -
Кадмий 1,9 0,04 0,158 0,162 1 0
Ртуть 1,5 Нет данных 0,125 - 2,1 -
При внесении стабилизированного ила в дозе 10 т/га содержание токсичных элементов в поверхностном слое почвы увеличивается, но превышает ПДК только по цинку.
6 ТИе scientific Иег^а§е N0 6 (6),2016
Таблица 3
Содержание токсичных элементов в почве при внесении ила в дозе 20т/га_
Тяжелые металлы Содержание мг/кг Среднее содержание в почве мг/кг [ 2] Содержание в поверхностном слое почвы Содержание мг/кг с учетом внесенного ила ПДК Фон [ 2]
Цинк 803,4 56 133,9 189,9 110 56
Хром 700 39,8 116,6 156,4 Не установлена 38
Медь 200 14,2 33,4 47,6 66 13
Свинец 143,2 20,9 23,86 44,76 65 18
Никель 30 13,3 5,0 18,3 40 13
Мышьяк 10 Нет данных 1,66 - 5
Кадмий 1,9 0,04 0,316 0,32 1 0
Ртуть 1,5 Нет данных 0,25 - 2,1
При внесении стабилизированного ила в дозе 20 т/га содержание токсичных элементов в поверхностном слое почвы увеличивается, но так же не превышает ПДК только по цинку.
Выбор торфа в качестве субстрата обусловлен необходимостью использования субстрата без тяжелых металлов и поллютантов.
Оценку уровня токсичности субстрата провели по количеству проросших семян по отношению к контролю по формуле: фитотоксичный эффект определяется разностью всхожести семян в контроле и опытном варианте, отнесенное к всхжести в контрольном варианте, умноженное на 100% [3].
Уровень токсичности почвы оценивали по шкале:
- экологически чистая почва - если разница с контролем не превышает 10%;
- слабая фитотоксичность - разница с контролем составляет от 10 до 30%;
- средняя фитотоксичность - всхожесть снижается на 30-50%;
- высокая степень фитотоксичности- всхожесть снижается более чем на 50% [3].
Степень токсичности ила по данным биотестирования слабая.
Содержание токсичных элементов в зеленой массе салата будет определена позже.
Известны и широко применяются такие методы детоксикации почв, загрязненных тяжелыми металлами, как известкование, внесение органиче-
Для оценки токсичности стабилизированного ила был заложен лабораторный опыт с кресс-салатом, результаты которого отражены в таблице 4.
Таблица 4
ских удобрений, применение фосфорных удобрений, глубокая обработка почвы, подбор устойчивых растений [1].
В последние годы все более широкое применение находит экономичный и экологичный способ детоксикации почв, основанный на свойствах растений избирательно экстрагировать и аккумулировать из почв тяжелые металлы.
Для определения возможности детоксикации почв, загрязненных тяжелыми металлами, полученными при внесении стабилизированного ила, на опытном поле ФГБОУ ВО ПГСХА заложен опыт с двумя сортами Амаранта гибридного - Воронежским и Харьковским.
Список литературы
1. Белюченко И.С. Отходы быта и производства как сырье для подготовки сложных компостов: монография / И.С. Белюченко.- Краснодар: КубГАУ, 2015.- 419с
2. Матвеенко Т. И. Эколого- геохимические изменения ландшафтов при загрязнении почв дальневосточных городов тяжелыми металлами: учебное пособие/Матвеенко Т.И.,. Дербенцева А.м, Старожилов В.Т., Степанова А.И./ Владивосток: Изд. Дальневосточный университет. - 2009.- 99с.
3. ГОСТ ИСО 22030-2009, 2010
Биотестирование грунта с внесением стабилизированого ила в разных дозах
Вариант Всхожесть семян Фитотоксиче-ский эффект Уровень токсичности почвы
1 Контроль - торф 50 -
2.Торф + ил в дозе 1 кг/м2 46 8% Слабая фитотоксичность
3. Торф + ил в дозе 2 кг/м2 41 18% Слабая фитотоксичность
4.Стабилизированный ил без добавок 27 26% Слабая фитотоксичность
