CC BY
60
О возможности использования осадков бытовых сточных вод для производства
^ V V V
безопасной сельскохозяйственной продукции
А.В. Филиппова, доцент, к.с.-х.н.,
А А. Мелько, к.б.н., Оренбургский ГАУ
Сегодня важным аспектом жизни является потребление качественных продуктов питания. В последнее время для возделывания культур используются нетрадиционные удобрения, к ко-
торым относятся и осадки бытовых сточных вод: они положительно влияют на биопродуктивность культур.
Материалы и методы. Наши исследования проводились с 2004 по 2008 гг. и включали изучение осадков бытовых сточных вод (ОСВ) очистных сооружений Южно-Уральского филиала
ООО «Газпромэнерго». Осадки вносились в почву по следующим вариантам: 1 — контроль (навоз в дозе 40 т/га); 2 — ОСВ в дозе 40 т/га; 3 — ОСВ в дозе 60 т/га; 4 — ОСВ в дозе 80 т/га.
Определение химического состава осадков сточных вод проводили в лабораторных условиях общепринятыми методами: содержание органического вещества — методом прокаливания; общего азота — фотометрическим методом в модификации ЦИНАО; общего фосфора — спектрофотометрическим методом; калия — плазменно-эмиссионным методом; реакцию почвенного раствора — потенциометрическим методом на рН -метре [1].
Определение содержания тяжёлых металлов в ОСВ и почве проводили атомно-абсорбционным методом [2]. Исследования осадков сточных вод и почвы на биологическое загрязнение яйцами гельминтов и цисты патогенных простейших проводили флотационным методом по Н.А. Романенко (1996). Определение наличия бактерий группы кишечной палочки проводили методом посева на среду Эндо с последующей инкубацией при температуре 37 °С в течение 2 суток [3, 4].
Для изучения экологических качеств ОСВ в качестве объектов исследования взяли сладкий перец и баклажан. Данные культуры служили в наших исследованиях индикаторами, согласно мнению ряда авторов [5, 6]. Определяли накопление в плодах солей тяжёлых металлов и нитратов в среднесмешанных образцах [7]. Нитраты определяли ионоселективным методом в солевой
суспензии на иономере по ГОСТу 26270-95. Содержание тяжёлых металлов в растительных образцах определялось на атомно-абсорбционном спектрофотометре по ГОСТу 30178-96.
Результаты и их обсуждение. Безопасное использование в сельском хозяйстве осадков сточных вод, в которых не обнаружено никаких противопоказаний, согласно нормативным документам [8, 9], возможно в качестве удобрения без значительных затрат средств и энергии.
При проведении химического анализа ОСВ содержание общего азота составило 2,24%, общего фосфора — 1,26%, калия — 0,3%, органического вещества — 36,34%. В результате проведённых исследований наличие патогенных организмов обнаружено не было (табл. 1).
Особые требования предъявляются ГОСТом к содержанию тяжёлых металлов в осадках сточных вод. Данный санитарно-химический фактор часто становится ограничивающим при использовании ОСВ в качестве удобрения. Для предотвращения загрязнения тяжёлыми металлами почв и производимой растительной продукции в нашей стране установлены нормы ПДК тяжёлых металлов в осадках городских сточных вод, используемых на удобрение [10].
Низкие концентрации тяжёлых металлов и мышьяка в изучаемых ОСВ не привели к накоплению их выше предельно допустимых концентраций в почве после внесения ОСВ в различных дозах (табл. 2). На наших опытных делянках концентрации тяжёлых металлов были
1. Санитарно-бактериологические и санитарно-паразитологические показатели изучаемых ОСВ
МУ 2.1.7.730-99.
МУК 4.2.796-99.
2. Содержание тяжёлых металлов и мышьяка в почве по вариантам исследования, мг/кг
Примечание: «—» не обнаружено
значительно ниже ПДК по всем изучаемым вариантам.
Нами был проведён опыт по оценке влияния ОСВ на биопродуктивность и качество овощных культур, взятых в качестве индикаторов. Для этого выбрали перцы (Capsicum annuum), как наиболее чувствительные к накоплению тяжёлых металлов, и баклажаны (Solanum melongena), отзывчивые на органические удобрения.
Наибольшая прибавка урожая перцев отмечена в варианте с дозой внесения ОСВ 60 т/га, она составила 88,8%, а в варианте с ОСВ 80 т/га — 57,9% относительно контроля. Продуктивность перцев была наибольшей в 2006 году, этому способствовали, как можно предположить, лучшие гидротермические условия (рис. 1).
Для баклажанов более продуктивными оказались вегетативные периоды 2005 и 2006 гг. Анализ урожайности баклажанов по дозам внесения ОСВ показал, что в дозе 80 т/га прибавка составила 41,1% относительно контроля. Наибольшая прибавка урожайности отмечена в дозе 60 т/га по всем годам исследований (рис. 2) и составила у баклажана (Solanum melongena) 46,2% относительно контроля.
Несмотря на повышение урожайности, решение об экологически безопасном использовании ОСВ в качестве удобрений должно приниматься на основании изучения качественных показателей плодов [11, 12].
Для определения содержания тяжёлых металлов и нитратов, поступающих в конечную продукцию (перцы и баклажаны), был проведен химический анализ этих культур по стандартным методикам. Результаты анализа показали отсутствие в их плодах накопления и тяжёлых металлов, и нитратов.
Анализ динамики накопления нитратов в перцах показал, что наибольшие концентрации в плодах были в середине вегетационного периода в варианте с дозой внесения ОСВ 80 т/га и составили 84,7 мг/кг. Но в этом же варианте в конце вегетации мы наблюдаем минимальную концентрацию нитратов (11,1 мг/кг) относительно других вариантов (табл. 3).
Отмечено превышение содержания нитратов в плодах баклажанов над контролем, но концентрации были значительно ниже предельно допустимых. Максимальное содержание нитратов наблюдалось в начале и середине вегетационного периода по всем вариантам с последующим резким снижением их концентраций к концу периода, что объясняется использованием их для создания вегетативной массы.
Превышения ПДК тяжёлых металлов в плодах по всем вариантам изучения не происходило (табл. 4). Более того, концентрации тяжёлых металлов в плодах и перца сладкого, и баклажана обыкновенного были в десятки и сотни раз ниже предельно допустимых, что нами указывалось
кг/м2
-I ----
■
^Контроль ^ ОСВ 40 т/а d ОСВ 60 т/а Ш ОСВ 80 т/а
кг/м2
т
Рис. 1 - Продуктивность перца сладкого
| D Ко нтр о л ь ■ ОСВ 40 т/а D ОСВ 60 т/а И ОСВ 80 т
Рис. 2 - Продуктивность баклажана обыкновенного
3. Динамика содержания нитратов в плодах индикаторных растений
(2005—2007 гг.), мг/кг
■
4. Содержание тяжёлых металлов и мышьяка в плодах индикаторных растений
(2005—2007 гг.), мг/кг
Примечание: «—» не обнаружено
ранее. Отсутствие накопления тяжёлых металлов в плодах биообъектов перца и баклажана не нарушает процессы поглощения и усвоения макроэлементов (Са, Mg, Р и др.) растениями, согласно данным Кабата-Пендиаса, Пендиаса [12].
Таким образом, наиболее благоприятные режимы питания и влажности за счёт внесения удобрений в виде осадков сточных вод для изучаемых растений сформировались при дозе их внесения 60 т/га. Ёе можно считать оптимальной для внесения в почву, при этом получая экологически безопасную продукцию растениеводства.
Литература
1. Аринушкина, Е.В. Руководство по химическому анализу почв: метод. пособие [Текст] / Е.В.Аринушкина. М.: Изд-во МГУ, 1970. 487 с.
2. Обухов, А.И. Атомно-абсорбционный анализ в почвеннобиологических исследованиях: монография [Текст] /
А.И. Обухов, И.О. Плеханова. М.: Изд-во МГУ, 1991. 184 с.
3. Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Методы санитарно-паразитологических исследований: методические указания [Текст]: МУК 4.2.796—99. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000. 38 с.
4. Методы контроля. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест: методические указания [Текст]: МУ
2.1.7.730-99. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999. 39 с.
5. Овощеводство открытого грунта [Текст]: монография / В.И.Алексашин [и др.]; под ред. В.Ф. Белика. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1984. 336 с.
6. Эдельштейн, В.И. Овощеводство: учеб. для вузов [Текст] /
В.И. Эдельштейн. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Сельхозиз-дат, 1962. 440 с.
7. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства [Текст]. М.: ЦИНАО, 1992. 61 с.
8. Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений [Текст]: ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. М.: ИПК Госстандарт России, 2001. 7 с.
9. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения [Текст]: СанПиН 2.1.7.573-96. М.: Минздрав России, 1997. 54 с.
10. Перечень ПДК и ОДК химических веществ в почве № 622991. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах. Дополнение № 1 к Перечню ПДК и ОДК № 6229-91: Гигиенические нормативы 2.1.7.020-94 [Текст]. М.: Информ.-изд. центр Гос-комсанэпиднадзора России, 1995. 8 с.
11. Мелько, А.А. Влияние доз осадка сточных вод очистных сооружений ЮУФ ООО «Газпромэнерго» на качество овощной продукции [Текст]: материалы межвузовской моноте-матической конференции «Охрана окружающей среды и здоровье населения» / А.А. Мелько, А.В. Филиппова. Оренбург, 2007. С. 43-45.
12. Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях: монография [Текст] / А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас. М.: Мир, 1989. 425 с.
