К вопросу о выборе площадей для полей орошения Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ИЗ ОПЫТА МЕСТ -

М. И. Кучми. Н. А. Коблова

К вопросу о выборе площадей дтя полей орошения

Из Узбекского научно-исследовательского института санитарии и гигиены

В настоящее время на территории республик Средней Азии и в других южных районах СССР осуществляется огромное санитарно-техническое строительство: новая система орошения, новые водопроводы, сооружения канализации. В ближайшие годы это строительство еще более возрастет. Особые условия местного климата, почвы, системы водоиспользования привлекают внимание гигиенистов, призванных разрешать ряд возникающих при этом строительстве гигиенических проблем. Особенную остроту эти проблемы приобретают в связи с осуществлением одной из великих строек коммунизма — Главного Туркменского канала, что вызовет необходимость решения ряда вопросов не только водоснабжения, но и очистки сточных вод вновь возникающих и значительно расширяющихся населенных мест. В связи с этим каждый опыт местных работников представляет несомненный практический и научный интерес, особенно если этот опыт накоплен в результате длительно проведенных наблюдений. Настоящая статья имеет целью осветить некоторые материалы, полученные в Ташкенте, которые могут быть использованы при условиях, сходных с условиями Узбекской ССР.

Работа имела целью выявить влияние сточных вод на загрязнение почвы и грунтовых вод, что в условиях Средней Азии, имеет большое санитарное значение.

При утверждении технического проекта канализации Ташкента было предложено очистку городских сточных вод осуществлять на полях орошения.

Под поля орошения предполагалось отвести земли, расположенные в долине реки Чирчик, в 1,5 км от городской- черты. В течение 1945, 1950 и 1951 гг. были проведены наблюдения за процессами обезвреживания городских сточных вод на специально выделенном опытном участке, расположенном в месте предполагаемых полей орошения.

Исследование самоочищающей способности почвы производилось при различных концентрациях органических веществ в сточной воде.

Почвы опытного участка и прилегающих к ному колхозных земель поливные и представляют собой суглинки и глины, подстилаемые снизу галечником Стояние грунтовых вод колеблется от 0,5 до 1,5 м от дневной поверхности. Почвы отличаются слабой водопроницаемостью.

В 1945 и 1950 гг. были изучены процессы минерализации в почве при поливе ее неосветленными сточными водами.

Исследование почвы проводилось в течение трех сезонов: весеннего—в период редких поливов неосветленной сточной жидкостью, летнего — в период интенсивных поливов и осеннего, также в период редких поливов, при общей поливной норме 5 400 м3/га и 25—30 м3/га в сутки. Пробы почвы отбирались с 5 участков, занятых различными культурами. Для получения средней пробы отбор материалов для исследования производился в 5 точках каждого участка. Пробы отбирались по 5 горизонтам вплоть до уровня стояния грунтовых вод. Всего было исследовано 140 проб.

В весенний сезон почва верхнего горизонта (0—25 см) имела коли-титр и анаэробный титр в пределах от 0,1 до 0,0001 г, нижнего горизонта (100—150 см) — коли-титр от 1 до 0,01 и анаэробный от 0,1 до 0,01 г. В летний сезон коли-титр и анаэробный титр почвы сильно снижались как в верхнем, так и в нижнем горизонте. Коли-титр верхнего горизонта колебался в пределах от 0,0001 до 0,00001 г, анаэробный равнялся 0,0001 г, в нижнем горизонте коли-титр колебался от 0,01 до 0,0001 г и анаэробный — от 0.1 до 0,0001 г.

Осенью по сравнению с летом наблюдается некоторое повышение и коли-титра, и анаэробного титра. Однако титры все же не достигают величины, отмечавшейся в весенний период.

Наличие большого количества кишечной палочки и анаэмбных бактерий в почве верхнего и нижнего горизонтов, особенно летом, указывает на' сильно бактериальное загрязнение сточной жидкостью всей толщи почвенного слоя вплоть до уровня стояния грунтовых вод.

Данные химических анализов указывают на повышенное содержание хлоридов з почве верхнего и нижнего горизонтов, количество их колеблется в пределах от 73,1 до 149,1 мг/кг. Содержание аммияла обнаруживается в почве верхнего горизонта в

|феделах от 18,5 до 70,2 ,чг/кг, а нижнего'—от 14,1 до 47,3 мг/кг. Аммонифицирующие бактерии находятся в одинаково больших количествах как в верхнем горизонте (от 2,5 до 40,9 млн.), так и в нижнем (от 2,2 до 43,8 млн.). Особенно большое на копление аммиака и аммонифицирующих бактерий отмечается в осенний сезон.

Большое количество аммиака и аммонифицирующих бактерий в нижних слоях почвы свидетельствует о возможности попадания загрязнений в грунтовый поток, а также указывает на то, что процессы аммонификации происходят интенсивно во всей толще.

В отличие от процессов аммонификации процессы нитрификации при наличии незначительного количества нитритного азота развиваются интенсивно только в верхнем полуметровом слое почвы, на что указывает титр нитрифицирующих бактерий в пределах от 0,001 до 0,000001 г и большое количество нитратов — от 22,3 до 25,15 мг/кг, несмотря на вынос последних растениями. В почве нижних горизонтов (от 0,5 м и до грунтовых вод) нитрофицирующие бактерии или отсутствуют, или находятся в незначительном количестве, азот нитратов не обнаруживается, за исключением осеннего периода, когда наличие его может быть объяснено вымыванием их из верхних горизонтов атмосферными осадками.

Таким образом, наши наблюдения показали, что при слабой концентрации органических веществ в неосветленной сточной воде и при минимальных нагрузках, реко мендуемых для суглинистых почв (25—30 м3/га в сутки), почвы опытного участка не обеспечивали полной минерализации органических веществ в толще почвенного слоя до уровня грунтовых вод, вследствие чего происходило загрязнение почвы и созда валась возможность проникновения этого загрязнения в грунтовый поток.

По этим причинам необходимо считать земли опытного участка полей орошения непригодными для обезвреживания неосветленных сточных вод.

В связи с этим в 1951 г. нами было проведено изучение самоочищающей способности почвы при поливах предварительно осветленными сточными водами в течение 15—60 минут в специально отстроенном опытном горизонтальном отстойнике.

Изучение процессов обезвреживания отстоенной сточной жидкости в почве опытного участка производилось на 3 специально отведенных делянках путем химического и бактериологического анализа почвы. Были произведены также анализы сточной воды до и после отстоя, а также анализы воды грунтового потока в районе опытных полей орошения.

Полив 3 опытных делянок отстоенной сточной жидкостью производился из расчета поливной нормы 5 400 м3/га, т. е. 30 м3/га в сутки.

Сточная вода, поступавшая в отстойник, может быть охарактеризована, согласно классификации С. Н. Строганова, как сточная вода слабой концентрации.

В результате отстаивания в сточной воде наблюдается снижение окисляемости на 23,1%, БПКз — на 9,9% и количества взвешенных веществ—на 48,2%.

При поливах опытных делянок осветленными сточными водами отмечается сильное бактериальное загрязнение всей толщи почвы вплоть до грунтового потока, по добно ранее наблюдавшемуся нами загрязнению почвы при полцвах ее неосветлеы-ными сточными водами.

Так, коли-титр почвы верхнего горизонта в течение 6 месяцев наблюдений — летом и осенью—колебался в пределах 0,01—0,000001 г, в нижнем горизонте, прилегающем к грунтовому потоку, также достигал низких цифр, колеблясь в пределах 0,1—0,000001 г и незначительно повышаясь в обоих горизонтах осенью.

Титр кишечных анаэробных бактерий для верхнего горизонта изменялся в пределах 0,01—0,00001 г, для нижнего—в пределах 0,1—00001 г и также незначительно повышался в осенний период.

Наблюдаюсь также повышение содержания хлоридов в почве обоих горизонтов в пределах 87,14—127,87 мг/кг.

Процессы минерализации органических веществ в почве протекали аналогично наблюдавшимся при поливах опытного участка неосветленными сточными водами Процессы аммонификации происходили также интенсивно во всей толше почвенного слоя вплоть до грунтового потока, о чем свидетельствует наличие значительного количества азота аммиака — от 12.46 до 40,17 мг/кг, и аммонифицирующих бактерий от 1,1 до 374 млн

Исследования грунтового потока показали, что вода колодцев в районе полей орошения загрязнена. Это загрязнение характеризуется низким коли-тнтром (0,1—0,0001) и высокой оюисляемостью (5,8 мг/л кислорода). Наличие азота аммиака—0,1 мг/л при содержании азота нитритов—0,11 мг/л и нитратного азота—3,08 мг/л. указывает на процессы минерализации, быстро протекающие в воде грунтового потока.

Таким образом, наши наблюдения показывают, что почва опытного участка полей орошения при поливах ее сточной жидкостью слабой концентрации (осветленной и неосветленной) и при минимальных нагрузках (25—30 м3/га в сутки) не в состоянии обеспечить обезвреживание сточной жидкости и пропускает загрязнения в грунтовый поток. Вследствие этого почвы опытного участка и прилегающих земель при высоком стоянии грунтовых вод (0,5—1,5 м) не могут быть использованы под поля орошения. Для этой цели должен быть выбран другой почвенный массив, отвечающий санитарным требованиям для полей орошения.