Химические показатели разложения выгребных нечистот в полевых условиях Текст научной статьи по специальности «История и археология»

держанный в течение 2—3 летних месяцев, надо считать вполне обезвреженным.

При затруднительности использования отбросов в качестве удобрения и необходимости ликвидировать очень большие массы их целесообразно устраивать так называемые усовершенствованные или контролируемые свалки, т. е. складывать мусор в высокие кучи (до 2 м), обязательно покрывая слоем земли (25—30—50 см толщины). Этот способ одновременно ведет к планировке местности, т. е. его нельзя рассматривать как простое уничтожение отбросов.

Для жидких отбросов, вывозимых в бочках и цистернах, всюду, где нельзя устроить сливную станцию, для обезвреживания используют поля запахивания, которые в отдельных случаях можно эксплоатировать и в качестве полей ассенизации. Однако санитарный врач в условиях военного времени должен особенно осторожно относиться к использованию отбросов как удобрения, так как это сопряжено с некоторой опасностью эпидемиологического порядка (заражение овощей). Поэтому здесь необходимо тщательно следить за соблюдением основных санитарных правил, т. е. для культур овощей, употребляемых в пищу в сыром виде, применять только переработанные отбросы, компост и гумус из камер или допускать применение их на участках, которые удобрялись не менее 1—2 лет до посева. В отношении других культур решение санитарного врача может быть более свободным и здесь можно ограничиться наблюдением за сроками запашек.

В работе по очистке населенных мест санитарный врач должен проявить надлежащую энергию и настойчивость; все его усилия должны быть направлены на ликвидацию той серьезной эпидемической опасности, которую представляет несвоевременный сбор, вывоз и обезвреживание отбросов. ,

С **

у/У}- (, [ А Кандидат сельскохозяйственных наук Н. И. ХЛЕБНИКОВ (Москва)

у>л Химические показатели разложения выгребных нечистот в полевых условиях

Из отделения гигиены почвы и очистки населенных мест Центрального научно-исследовательского института коммунальной гигиены

Самый распространенный способ обезвреживания нечистот и отбросов это почвенный способ, при котором, однако, процессы минерализации протекают различно в зависимости от целого ряда условий. Поэтому упорядочение почвенного метода в смысле стимулирования процессов минерализации имеет большое практическое значение.

Работой Бабаянц показано, что при избыточной влажности и в неблагоприятных климатических условиях (в окрестностях Ленинграда) почва с запаханными отбросами под сельскохозяйственными культурами очищается в течение двух вегетационных периодов. Коротченок (Алма-Ата) в условиях континентального климата, с жарким летом и недостаточной влажностью, констатировал очищение почвы в один год. Большинство же исследователей ограничивалось изучением почвы с санитарной точки зрения, не учитывая при этом разницы в характере почвы и в составе загрязняющего материала. Известно, например, что черноземные и подзолистые почвы резко различаются по содержанию азота и углерода, которых в черноземных почвах содержится гораздо больше, чем в подзолистых, что, однако, не рассматривается как загрязнение,

ибо черноземные почвы являются вполне нормальными, здоровыми почвами.

Следовательно, при оценке полноты разложения органического вещества, внесенного в почву извне (-например, нечистоты выгребных ям), нужно ориентироваться не на общее (валовое) содержание углерода и азота в почве, а «а формы и лабильность, в которых связаны азот и углерод разлагающ'ихся нечистот.

Недостаточность имеющегося материала как в отношении химических показателей загрязнения почвы, так <и степени интенсивности процессов минерализации нечистот побудила нас поставить ряд опытов с целью установить единство взглядов по вопросу о показателях загрязненности почвы. Закладывая опытные участки, т. е. загрязняя заведомо чистую почву фекалиями, мы учитывали три момента: 1) разновидность почвы, 2) состав загрязняющего материала и 3) влияние некоторых приемов агротехники на степень и интенсивность разложения фекалий. Последнее обстоятельство нас тем более интересовало, что в литературе высказываются взгляды о положительном влиянии агротехнических приемов на разложение органического вещества в почве (Драчев, Кудрявцева, Александров и Куртнер и др.).

Первый земельный участок площадью 500 мг был выбран в совхозе «Черемушки» в юго-западной части Москвы, в районе будущего строительства; он имел тяжелую глинистую почву и в течение последних 3—5 лет находился под залежью. Второй участок площадью 300 м2 был отведен колхозом «Красный путь» Ленинского района; этот участок представлял собой обособленный отрезок пашни с песчаной почвой. Оба участка были разбиты на делянки по 20 м2 каждая с защитной полосой в 2 м2. На участке в совхозе «Черемушки» было 9 делянок, а при колхозе «Красный путь» — 7. За исключением 2 делянок на участке в «Черемушках», все остальные делянки были вспаханы плугом, а затем заборонованы. Все делянки, кроме контрольных, которых в «Черемушках» было 2, а в колхозе «Красный путь» — 1, были загрязнены фекалиями выгребных ям из расчета 0,25 тонны на 1 м2. Участок в «Черемушках» был загрязнен в ¡период с 20 по 31.V, а в колхозе «Красный путь» — с 1 по 10.У1.

Засыпка некоторых делянок шлаком и прикрытие их мульчой имела целью поднять температуру почвы, а перепашка — создать наилучшую аэрацию. Засыпка шлаком, кроме того, должна была поддерживать наружный горизонт в рыхлом и влажном состоянии, а также способствовать более благоприятной аэрации. На 3 делянках участка в совхозе «Черемушки» велось наблюдение за температурой. Защитные полосы между делянками поддерживались в чистом виде, появлявшаяся на делянках растительность удалялась полкой.

Забор проб с опытных делянок производился почвенным буром системы проф. Некрасова. Бур и прочий инструментарий, необходимый при взятии проо, стерилизовались. Пробы брались с глубины 0—0,25 м (весь слой) в трех местах делянки, ссыпались в стерилизованную кастрюлю, где они тщательно перемешивались, а. затем собирались в стерилизованные банки. Точно так же мы поступали с пробами, взятыми с глубины 0,9—1 и 1,8—2 м. Все пробы одновременно поступали на химический и бактериологический анализ. Из почвенных проб весом 1—1,5 кг, доставленных в лабораторию для химического анализа, брались навески для определения воды, • дисперсности, рН и для водной вытяжки (1:4). Оставшаяся почва рассыпалась тонким слоем, высушивалась при комнатной температуре, затем растиралась в агатовой ступке и просеивалась через сито с отверстиями диаметром в 0,25 мм. В воздушно-сухой почве определялись общий азот, потеря от прокаливания и гумус.

Определение воды производилось сушкой Навески в термостате при 100—105е; аммиак, нитриты и нитраты определялись колориметрически, окисляемость—по Ку-белю, хлор — по Фольгарду; рН определялся электрометрически, для чего свежую пробу почвы смешивали с двойным объемом воды, взбалтывали 10 минут и в полученной суспензии определяли рН хингидронным методом; гумус определялся по методу Тюрина.

Результаты химического анализа почвенных проб с опытных делянок, имевшего своей задачей изучение хода минерализации органического вещества фекалий и превращения их из нестойких органических соединений в вещества, тождественные почвенным, представлены ниже в ряде кривых. Кроме того, путем сравнения химического состава загрязненной и незагрязненной почвы имелось в виду установить, какие

соединения характерны для загрязнителя. Всего было подвергнуто анализу 164 пробы почвы.

В пробах, взятых через несколько дней после загрязнения, реакция была сначала резко щелочной, а затем, по мере хода биологических процессов, сдвигалась в кислую сторону. Это могло быть вызвано уменьшением содержания аммиака и увеличением количества N0,, связывающего кальций; буферная емкость почвы настолько мала, что такой слабый фактор, как увеличение Ы03, подкисляет почзу даже на контрольной делянке.

Участок при колхозе Участок при собхозе „ Красный путь " „ Черемушки "

Рис. 1. Динамика окисляемости в абсолютно сухой почве

Данные о влажности почвы показывают, что на некоторых опытных делянках условия влажности в летнее время (июль) были недостаточно благоприятными для разложения органического вещества, а осенью,, вследствие относительной сухости почвы, не наблюдалось заметного вымывания нитратов и хлоридов в нижние горизонты. Все же на делянках, покрытых шлаком (совхоз «Черемушки») и мульчой (колхоз «Красный путь»), температура и влажность были выше, чем на других делянках.

В отношении окисляемости. служащей некоторым показателем, можно отметить постепенное уменьшение потребления кислорода по мере разложения органического вещества; на некоторых делянках, в особенности на опытном участке при колхозе «Красный путь» (рис. 1)г цифры потребления кислорода приближались к таковым на контрольных делянках. Вследствие недостаточной влажности почвы органическое вещество разлагалось интенсивно и за короткое время наших наблюдений не могло дать полного окисления.

Азот, освобождающийся при разложении органического вещества, подвергается процессам аммонификации и нитрификации. Соли азотной кислоты легко вымываются в более глубокие слои, поэтому при осад-

Участок при колхозе мг/кг » Красный путь " ЬО

Участок при совхозе „ Черемушки "

30

20

/О

л г 1|1!| !! 1 1 -

// \\ ...... Ч К

I . // 1/ п // > \ 1 « \

- '4 /// ; у 6 / N. \ г , п_?.

V/ V// т IX

VIII IX

X XI VI

Рис. 2. Динамика содержания нитратов в абсолютно сухой почве

Участок при колхозе Участокпри совхозе „ Красный путь " „ Черемушки " мг/кг

Ш

300

VIII IX

Рис. 3. Динамика содержания аммиака в абсолютно сухой почве

ках нитраты могут не накапливаться в пахотном горизонте (рис. 2). Анализируя данные о содержании аммиака, нитратов, нитритов и общего азота на опытных делянках (рис. 2—4), можно констатировать, что на

делянках участка при колхозе «Красный путь» (легкие почвы), покрытых мульчой и подвергнутых двукратной перепашке, процесс аммонификации закончился в середине сентября. Тот факт, что аммонификация происходила в сентябре, подтверждается большим содержанием аммиака на других загрязненных делянках этого участка. В ноябрьских же пробах мы наблюдаем затухание процесса аммонификации ввиду наступившего похолодания. Содержание нитратов в почве меньшее ввиду <лх вымывания в более глубокие горизонты, что подтверждается аналитическими данными. На делянках опытного участка при .совхозе «Черемушки» процесс аммонификации следует считать незаконченным. Наимень-

%

ОАО

0.3О

0.20

Участок при колхозе Участок при совхозе „Красный путь"

I I I I I I 'Делянка с поверх -' ностн. загрязнением

-___Делянка- фекалии

заделаны__|

--Делянки покрыты

мульчой —| Перепашка 2раза

0.10

тт' 'онп про ль-

о.гт,

Ко.гез

\\\ \

\ .0.223

м

0.1 0 0. т\

Ш 0.18 ^ ■ 0.17

\ >о.н 4

\ 0.127

\о.п 7

0.245

0.26

от

VI VII т IX X XI хи

V/ VII т 'X х XI хп

Рис. 4. Динамика содержания общегЬ азота в абсолютно сухой почве

шее количество аммиака найдено на делянках с поверхностным загрязнением, чуо объясняется затуханием процесса вследствие пониженной температуры. Что касается содержания, хлора в почве, то оно оказалось сравнительно высоким почти на всех делянках обоих опытных участков: из-за сухой осени вымывания хлоридов не наблюдалось (рис. 5).

Оценивая химические показатели загрязнения, степени и интенсивности минерализации и влияния агротехнических мероприятий на процессы разложения органического вещества, можно следующим образом характеризовать опытные делянки.

Опытный участок при колхозе «Красный путь». Контрольная делянка характеризуется равномерными показателями на Есем протяжении опытного периода.

Делянка с поверхностным загрязнением отличается от контрольной повышенным содержанием нитритов и нитратов, более высокой окисляе-мостью, высоким процентом содержания азота, весьма высоким содержанием аммиака и хлора; только в отношении гумуса и потери от прокаливания она приближается к контрольной делянке.

Делянка, покрытая мульчой, в первой половине опыта отличалась высокими химическими показателями, по мере же хода процессов разложения органического вещества она приблизилась к контрольной делян-

ке. В данном случае подтвердилось наше предположение о влиянии

мульчи на скорость разложения органического вещества. Следует отметить, что с середины октября мульча была снята.

Делянка с двукратной

Участок при колхозе

„Красный путь"

пг/кгг

Участок при совхозе „ Черемушки»

ДелянкаспоВерх-, -ностн.загрязнен. уЩ Делянка-фека-.лии заделаны

\ \--Делянки покрын

ты мульчой пг -Перепашка ¿рют =Контроль

39675

376-'* ?

перепашкой но своим показателям также близка к контрольной, но содержание хлоридов в ней гораздо выше, чем на предыдущих двух делянках. Процесс аммонификации как и на предыдущей делянке, здесь в основном закончился.

На последних двух делянках, где фекалии были заделаны или заделаны в гребни, процесс аммонификации не закончился, хлоридов было много.

Опытный участок при совхозе «Черемушки». Контрольные делянки — долголетняя залежь и вспаханная — близки по своим показателям. На всех загрязненных делянках процесс аммонификации не закончился; если в октябрьских пробах и наблюдается уменьшение аммиака, то это, вероятно, обусловлено затуханием процесса аммонификгции в связи с похолоданием. Хлоридов на всех загрязненных делянках большое количество. В отношении содержания гумуса и потери от прокаливания эти делянки приближаются к контрольным. В почве делянки, покрытой шлаком, отмечается тенденция к более быстрому окончанию процесса минерализации.

VI VII VIII IX X XI XII Рис. 5.

VI VII VIIIIX X XУ ХН

Динамика содержания хлоридов в абсолютно сухой почве

Выводы

% 1 *

1. Скорость разложения фекалий зависит от типа почвы. Наиболее быстро этот' процесс завершается на песчаной почве.

2. Агротехническими приемами можно влиять на степень я интенсиЕ-ность разложения фекалий в почве.

3. Применение мульчи и шлака способствует более интенсивному разложению фекалий.

4. Несмотря на то, что наш опыт начался только в июне, на песчаной почве на делянках, покрытых мульчой и подвергнутых двукратной перепашке, минерализацию можно было считать законченной осенью того же года.

5. На глинистой почве на всех делянках процесс минерализации к осени не закончился, но тенденции к более быстрому его окончанию все же отмечаются на делянках, покрытых шлаком и мульчой.

6. В результате процессов разложения органического вещестЕа загрязненной почвы последняя в конечном счете приближается к незагрязненной почве.

7. Химическими показателями загрязненности почвы можно считать: 1) содержание в ней аммиака и хлора; 2) степень окисляемости водной вытяжки и 3) содержание углерода и азота.

8. В целях согласования санитарных и агрономических требований дальнейшую работу надо вести в направлении уменьшения потерь азотистых Ееществ и максимального их закрепления в почве в форме сложных органических азотистых соединений.

1. Александров Б. П. и Куртнер А. В., Некоторые возможности искусственного воздействия на тепловой баланс почвы, Почвоведение, № 1, 1937. — 2. Баба я и ц, Методика лабораторного контроля обезвреживания городских отбросов. Гигиена и санитария, № 1, 1937. — 3. Блауберг, Загрязненная почва, 2-й год, отчет Моск. санитарной станции, 1894. — 4. Бубнов С. Р., Некоторые данные для санитарной оценки московской почвы. Сборник работ гигиен, лаб. Московского университета, вып. 1, 1896. — 5. Г о р о в и ц-В л а с о в а Л. М., К вопросу о санитарном изучении городских почв, Гигиена и эпидемиология, № 8, 1928. — 6. Гусев И. А. Материалы по вопросу о загрязнении петербургской почвы, СПБ, 1912.—7. Д р а ч е в С. М., Некоторые изменения органического вещества подзолистой почвы при длительном паровании, Научно-агроном. журн., № 1, 1937.— 8. Драче в С. М., и Ско-пинцев Б. А., К изучению физико-химических свойств почвы свалочных мест. Труды санитарного института им. Эрисмана, вып. 4, 1929. — 9. Драче в С. М., Химические показатели загрязнения почвы, Санитарная техника, № 1, 1933.—10. За. вадовский, Исследования одесской почвы, Труды Одесского стат. комитета, 1,59, 1865.— 11. Кострицын В. Н„ Шалдыбин К. Я. и Громыхина В. С., Химико-бактериологическое исследование почвы Пензы, Сборник работ Пензенского сан.-бак. института, 1932. — 12. Краснянский, Почва и подпочва Ростова-на-Дону. Записки Ростовского н/Д. исторического общества, 1914,—13. Коротченок Н. А. и Смирнова Е. М., Опыт организации и изучения процессов минерализации на поле .ассенизации в Алма-Ате, Труды Казахского сан.-бак. института, вып. 1, т. I, 1936.— 14. Кудрявцева А. А., Накопление нитратов в почве путем обработки. Чаучно-агрономич. жури., № 4, 1925.— 15. Лащен к о П. Н., Почва и почвенные ■воды Харькова, Ж. русск. общества охраны народного здравия, № 9, 1896.—16. Л е-в а н д о в с к и й И., О почве и воде Харькова, 1875.— 17. Лось Л. И., Материалы к вопросу о загрязнении уличной почвы Казани, Ученые записки Казанского гос. университета, т. XXXIX, кн. 2, 1924.— 18. Лялин Л. М., Почва московских улиц, 4-й годичн. отчет гор. сан. станции, 1895.— 19. Семилайский Л. И., Турова А. Н. и Дебольская О. С., Минерализация мусора на закрытых свалках в Ростове-на-Дону, Гигиена и санитария, № 7, 1936. — 20. Силич Л., Материалы для вопроса об исследовании почвы С.-Петербурга, 1879.—21. Смидович В. И., Образцы почвы Тулы. Отчет общества тульских врачей за 1898—1894 гг. — 22. Т гори н И. В., Новое видоизменение объемного метода определения гумуса, Почвоведение, № 5—6, 1931.—23. У с о л ь ц е в С. Г., Почвенные методы обезвреживания нечистот и отбросов. Сборник работ Свердловского гиг. ин-та. 1936. — 24. Щербаков А., Результаты химического анализа уличной почвы Ростова-на-Дону, 19, т. V, 1891.

О проектировании зон санитарной охраны

водопроводов

Проектирование и оформление зон санитарной охраны протекают у нас крайне медленно и неудовлетворительно. Новые хозяйственно-питье-

ЛИТЕРАТУРА

Канд. мед паук Н. А. КОСТ

Из Центрального института коммунальной гигиены