CC BY
72
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК 611.52(075.8)
ОБРАБОТКА ДРЕНАЖНЫХ СТОЧНЫХ ВОД В ЕГИПТЕ ЭФФЕКТИВНЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ ДЛЯ ИХ ПОВТОРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
DRAINAGE WASTEWATER TREATMENT BY EFFECTIVE MICROORGANISMS
FOR REUSE IN EGYPT
А.С. Овчинников1, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Е.А. Пивень 2, кандидат медицинских наук, доцент Хемдан И. М. Мабру 3, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
A.S. Ovchinnikov, E.A. Piven, Khemdan I.M.
1 Волгоградский государственный аграрный университет 2Российский университет дружбы народов, г. Москва 3Аграрный факультет, университет Эль-Минья, Египет, Эль-Минья
1 Volgograd State Agrarian University
2Peoples' Friendship University of Russia
3Agrarian faculty, University of El Minya
В Египте с острым дефицитом поверхностных водных источников применение очищенных сточных вод является одной из самых устойчивых альтернатив, позволяющих устранить дефицит оросительной воды. Для обработки сточных вод дренажной системы Mohiet, расположенной в провинциях Асьют и Эль-Минья, с целью ее улучшения, использовались эффективные микроорганизмы (ЭМ-1). При этом в образцах сточных вод до и после применения ЭМ-1 были определены органолептические, химические и бактериологические свойства, такие как цвет, запах, температура, электропроводность, pH, общая жесткость, щелочность, биологическое потребление кислорода (БПК), взвешенные вещества, общая минерализация солей, концентрация аммиака и общее число колиформных бактерий. Результаты применения ЭМ-1 показали, что свойства дренажных сточных вод улучшались, а темпы загрязнения снижались. Таким образом, применение ЭМ технологии оказалось эффективным средством для улучшения свойств загрязненных сточных вод и сохранения окружающей природной среды.
In Egypt, there is the acute shortage of surface water sources, the use of purified wastewater is one of the most sustainable alternatives that can eliminate the shortage of irrigation water. To treat and improve wastewater in the drainage system Mohiet located in the provinces of Assiut and El Minya the effective microorganisms (EM-1) were used. Thus, organoleptic, chemical and bacteriological properties such as color, odor, temperature, conductivity, pH, total hardness, alkalinity, biological oxygen demand (BOD), suspended solids, total mineralization of salts, the concentration of ammonia and total coliform bacteria were determined in the samples of wastewater before and after application of EM-1. The results of applying the EM-1 showed that the properties of waste water drainage improved, and the rate of pollution decreased. Thus, the application of EM technology has proven to be an effective tool to improve properties of polluted wastewater and conservation of the natural environment.
Ключевые слова: эффективные микроорганизмы (ЭМ-1), дренажные сточные воды, органолептические, химические и бактериологические свойства.
Key words: effective microorganisms (EM-1) and drainage waste water, organoleptic, chemical and bacteriological properties.
Введение. Министерство общественных работ и водных ресурсов Египта разработало обширную программу мониторинга для повторного использования дренажных сточных вод. Более 4000 млн м3 дренажных вод, поступающих с сельскохозяйственных полей верхней части дельты Нила, могут повторно использоваться и являться дополнительным источником поливной воды в нижней её части. (DRI, 1995).
В Египте действует разветвленная сеть искусственных дренажных каналов, предназначенных для приёма с сельскохозяйственных полей
дренажно-сбросных вод. В провинциях Асьют и Эль-Минья проложена длиной 135 км искусственная дренажная система, называемая Mohiet, в которой на протяжении последних 70км в провинции Эль-Минья поступает большое количество загрязняющих веществ от сельского хозяйства, промышленности и из городских сточных вод. Дренажная система Mohiet является по загрязненности самым худшим искусственным дренажным каналом в Египте, где ежедневно из нее сбрасывается 10,000 м3 сильно загрязняющих смешных дренажных вод в Нил (ORME, 2009).
Сточные воды в Египте после их очистки являются дополнительным источником оросительной воды, позволяющим сократить дефицит природной воды. В настоящее время 0,7 млрд м /год очищенных сточных вод используется на орошении сельскохозяйственных культур, из которых 0,26 млрд м3 проходят вторичную обработку и 0,44 млрд м - только первичную обработку. В общем, использование обработанных сточных вод приобретает огромное потенциальное значение для Египта.
Для обработки и удаления сточных вод разрабатываются новые технологии, соответствующие строгим экологическим нормам. Одна из новых технологий связана с использованием эффективных микроорганизмов (ЭМ). Концепция ЭМ была разработана профессором Теруо Хига, Университета Рюкюс, Окинава (Япония) в 1980 году. Эффективные микроорганизмы представляют собой смесь групп организмов, которые обладают восстановительными действиями на состояние окружающей природной среды (Higa, 1995), а также являются мульти-культурами сосуществующих анаэробных и аэробных полезных микроорганизмов.
ЭМ оказались современной передовой технологией для восстановления окружающей среды, в том числе для обработки твердых бытовых отходов и сточных вод, а также для снижения любых видов загрязнителей. В Японии ЭМ исследования ведутся уже более 25 лет. Использование ЭМ распространилось в Азии и на большую часть третьего мира и, наконец, набирает обороты в западных странах, где строгие правила использования делают его распространение ограниченным (Кош, 2010). Большинство организмов, включенных в ЭМ, находятся в естественной форме и используются в пищевом производстве, медицине, и при переработке отходов (Jochen et al, 2008). ЭМ организмы безопасны, и это подтверждено многочисленными исследованиями и прикладными проектами, которые были проведены во многих странах мира (ЕС, 2007).
Одним из важных приемов ЭМ применения является использование их при очистке сточных вод, что привело к исчезновению неприятного запаха, снижению химического потребления кислорода (ХПК), биологического потребления кислорода (БПК) и удалению большинства патогенных микроорганизмов. Это позволяет использовать такую воду по-разному. Примеры их применения известны в некоторых американских штатах, Японии и на золотом побережье Австралии, где ЭМ применяется при очистке сточных вод, для увеличения срока использования воды, для орошения лесных культур. В соответствии с экологическими нормами, качество этой воды считается хорошим после обработки ЭМ раствора (ORME, 2009).
Основанием для использования микроорганизмов ЭМ заключается в том, что они содержат различные органические кислоты, обусловленные наличием молочнокислых бактерий, которые выделяют органические кислоты, ферменты, антиоксиданты и металлические хелатные соединения (Higa & Chinen, 1998). Создание антиоксидантной среды в результате применения ЭМ происходит усиление влияния твердой и жидкой фаз, которые является основой для очистки воды (Higa & Chinen, 1998).
Одним из основных преимуществ использования ЭМ является уменьшение объема осадка. Теоретически полезные организмы, присутствующие в ЭМ, должны разлагать органические вещества, преобразовав их в углекислый газ (С02), метан (СН4), или использовать их для роста и размножения. Freitag (2002) предполагает, что введение ЭМ в анаэробные очистные сооружения поможет уменьшить неприятные побочные продукты этого разложения, а также сократить накопление остаточного ила.
Снижение экологической проблемы, в связи с возросшими объемами сточных вод, возможно путем их очистки с использованием эффективных микроорганизмов (ЭМ). Целью исследования являлось изучение влияния применения ЭМ-1 на органо-лептические, химические свойства сточных вод дренажной системы Moheit и на их микробное содержание для их повторного использования.
Материалы и методы. Исследование свойств сточных вод дренажной системы Moheit проводились в провинции Эль-Минья в концевой части дренажа длиной 70 км, которая была разбита на 4 участка длиной по 17,5 км. На этих участках (MD-1, MD-2, MD-3 и MD-4) отбирались образцы сточных вод в марте 2014 г. ЭМ-1 после их активизации добавлялись в образцы сточных вод один раз в неделю, а также был использован необработанный образец (контроль). Из всех образцов брались пробы для анализов до добавления ЭМ-раствора (0w) и через каждую неделю после применения ЭМ-1 : (lw), (2w), (3w) и (4w).
Активация эффективных микроорганизмов (ЭМ-1) включает в себя добавление 7 л бесхлорной воды и 1,5 кг коричневого сахара к 3 л неактивного ЭМ-1 за неделю до применения. Уровень разбавления ЭМ-1 после активации составил 1:1000.
Определение свойств сточных вод при ЭМ-1 применении. Некоторые органо-лептические свойства образцов сточной дренажной воды до и после применения ЭМ-1 определялись по известным методикам: цвет определялся колориметрическим методом при помощи стандартной шкалы; запах оценивался по шкале в балах; температура определялась с помощью водного термометра; pH определялось с помощью лабораторного потенциометра (рН-метра) и электропроводность (ц mhos/cm) оценивалась с помощью кондуктометра Hanna HI 8633.
Химические показатели образцов до и после применения ЭМ-1, такие как концентрация аммиака (мг/л), определялись спектрофотометрически с помощью спектрофотометра Spectronic-2000. Другие параметры: биологическое потребление кислорода (БПК05), взвешенные вещества, общая минерализация, общая жесткость и щелочность определялись в соответствии с методикой (АРНА, 2005).
Общее число колиформных бактерий в сточных водах были определены в соответствии с работой (Bitton et al., 1996).
Результаты и обсуждение. Результаты применения ЭМ-1 в образцах сточных вод дренажа Mohiet на запах приведены в таблице 1. Полученные данные показали, что первоначальный отчетливый неприятный запах исчез через 3-4 недели после ЭМ применения. В провинции Эль-Минья на загрязненных участках запах сточных вод дренажа Mohiet вызывает большую проблему для населенных пунктов расположенных вблизи дренажного канала. Однако, применение ЭМ-1 позволяет устранить неприятный запах, что является важным решением данной проблемы. Аналогичные исследования по применению ЭМ технологии при обработке мусора и сточных вод во Вьетнаме показали, что распыление вторичного ЭМ раствора в мусор может удалить плохой запах, а также токсичные и вредные газы Quang (2000).
Цвет самой ЭМ-суспензии является светло-коричневым или кремовым и при смешивании с образцами сточных вод образует темный цвет. В обработанных образцах цвет постепенно изменялся (таблица 2). Результаты показали, что первоначальный черный цвет образцов постепенно менялся до ясного светло-желтого после применения ЭМ на 4-й неделе. Следует отметить, что Quang, (2000) доказал, что ЭМ является эффективным инструментом для удаления цвета из образцов сточных вод.
***** ИЗВЕСТИЯ ***** м 2 (42) 2016
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Таблица 1 - Влияние ЭМ-обработки на запах сточных вод дренажа Mohiet
Обработные образцы ЭМ-1 Изменение запаха через х неделю
0 w 1 w 2 w 3 w 4 w
Необработанный контроль ++++ ++++ ++++ +++ +++
MD-1 ++++ ++ + - -
MD-2 ++++ ++ + - -
MD-3 ++++ +++ ++ + -
MD-4 ++++ +++ ++ + -
Интенсивность запаха варьируется от отчетливого (+ + + +), до нормального (-)
Таблица 2 - Влияние ЭМ-обработки на цвет сточных вод дренажа Mohiet
Обработные образцы ЭМ-1 Изменение запаха через х неделю
0 w 1 W 2 w 3 w 4 w
Необработанный контроль темно-черный черный черный черный черный
MD-1 черный коричневый желто-коричневатый темно-желтый желтый
MD-2 черный коричневый желто-коричневатый темно-кремовый желтый
MD-3 темно-черный черный коричневый кремовый желтый
MD-4 темно-черный черный коричневый кремовый желтый
Влияние применения ЭМ-1 на изменение pH сточных вод дренажа Mohiet наглядно изображено на рисунке 1. Из полученных данных следует, что изменения pH единиц в связи с применением ЭМ колебались от 8,1 до 6,1, что означает переход реакции среды из слабощелочного к слабокислому состоянию.
После применения ЭМ-1 произошло резкое увеличение температуры сточных вод, по сравнению с необработанным образцом (контроль) (рисунок 2). Выявленное увеличение с относительно большими различиями (5 градусов), по-видимому, связано с микроорганизмами ЭМ-1 и их микробной деятельностью, по данным (Mazari-Hiriart et al., 2000). ЭМ включают большое количество различных микроорганизмов, которые с помощью процессов разложения, оказывают влияние на органические вещества, усиливая процесс жизнеобеспечения, что приводит к увеличению температуры воды.
Измеренные величины электропроводности образцов сточных вод дренажа Mohiet колебались от 122 до 129 (ц mhos/cm) для участков MD-1, MD-2 и MD-4, но для MD-3 достигали 216 ц mhos/cm при высоких исходных значениях. Влияние применения ЭМ-1 на показатели электропроводности привели к резкому снижению ее значений, особенно для участка MD-3, где снижение достигло 53 % от исходных показателей (рисунок 3). Наши данные по снижению электропроводности после применения ЭМ совпадают с результатами исследователя Quang, (2000).
Величины общей жесткости (CaCO3 мг/л) во всех исследованных образцах колебались от 104 до 72 мг/л, самый высокий уровень был установлен для участка MD-2 и самый низкий - для MD-4. Применение ЭМ привело к снижению показатели жесткости сточных вод (рисунок 4). Уровень снижения достиг 40 %, 50 %, 34 % и 25 % для участков MD-1, MD-2, MD-3 и MD-4, соответственно.
Следует отметить, что уровень снижения общей щелочности нерегулярный и не превышал 6 % (рисунок 5). Показанные результаты не всегда согласуются с теми, которые отмечены в официальных отчетах по Египту (ORME, 2009).
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
время (неделя)
Рисунок 1 - Влияние ЭМ-обработки на рН сточных вод дренажа Mohiet
время (неделя)
Рисунок 2 - Влияние ЭМ-обработки на температуру С сточных вод дренажа Mohiet
Рисунок 3 - Влияние ЭМ-обработки на электропроводность сточных вод дренажа Mohiet
время (неделя) Рисунок 4 - Влияние ЭМ-обработки на общую жесткость (мг/л) сточных вод дренажа Mohiet
время (неделя)
Рисунок 5 - Влияние ЭМ-обработки на общую щелочность (мг/л) сточных вод дренажа Mohiet
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Показатели по содержанию взвешенных веществ для участка MD-3 были выше, чем для участка MD-4 и значительно выше, чем для участков MD-1 и MD-2. Результаты определения приведены на рисунке 6. Из полученных данных видно, что применение ЭМ-1 является эффективным приемом, обеспечивающим снижение содержания взвешенных веществ. Приведенные результаты наших исследований согласуются с данными, полученными Quang, (2000), которые показали, что ЭМ является весьма эффективным средством для обработки сточных вод, поступающих из больниц, уменьшая в них содержания взвешенных веществ и других вредных компонентов.
Концентрация водорастворимых солей в сточных водах в полученных образцах дренажной системы Mohiet была выше на участке MD-3, по сравнению с участком MD-2, и намного выше, чем выявлено в обоих образцах участков MD-1 и MD-4. Применение препарата ЭМ-1 на показателях общей минерализации солей в сточной воде показало его эффективность, которая проявлялась в снижении содержания общей минерализации солей (рисунок 7). Уровни снижения содержания водорастворимых солей составили 57, 51, 60 и 52 %, соответственно для участков MD-1, MD-2, MD-3 и MD-4. Причина такого снижения минерализации сточной воды может быть обусловлена микробной деятельностью препарата в пробах воды, а также составом ЭМ-раствора. В целом, результаты, представленные данные на рисунках 6 и 7, свидетельствуют о том, что в сумме содержание взвешенных веществ и общей минерализации солей не превышало допустимых нормативов. Полученные данные коррелируют с официальными отчетами по охраны окружающей среды Египта (ORME, 2009). В других источниках Namsivaya-metal. (2011) отмечено, что применение ЭМ очень эффективно для снижения содержания взвешенных веществ и общей минерализации солей в сточных водах.
время (неделя) время (неделя)
Рисунок 6 - Влияние ЭМ-обработки Рисунок 7 - Влияние ЭМ-обработки
на взвешенные вещества (мг/л) сточных на общую минерализацию солей (мг/л) вод дренажа Mohiet сточных вод дренажа Mohiet
Биологическое потребление кислорода (БПКо5). Во всех исследованных образцах концентрация БПК05 во много раз превышала допустимые величины (рисунок 8). Наибольшие значения БПК05 отмечались на участке MD-3 (328 мг/л), а самые низкие показатели получены на участке MD-1, но они оставались в 10 раз больше допустимых нормативов для оросительной воды (10 мг/л). Такие высокие уровни БПК указывают на наличие в образцах воды дренажной системы Mohiet большого количества органических загрязнителей.
Следовательно, ЭМ-суспензия является весьма эффективным средством при обработке сточных вод дренажа Mohiet и для снижения показателей БПК. При этом, уровень снижения в течение 1-й недели составил 19, 30, 40, 32 % для участков MD-1, MD-2, MD-3 и MD-4, соответственно. Снижение концентраций БПК продолжалось в течение 2-й и 3-й недель. К четвертой неделе после применения ЭМ-1 уровень БПК снизился, соответственно на 79, 78, 84 и 80 % на участках MD-1, MD-2, MD-3 и MD-4.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Рисунок 9 - Влияние ЭМ-обработки на концентрацию аммиака (мг/л) в сточных водах дренажа Mohiet
Рисунок 8 - Влияние ЭМ-обработки на биологическое потребление кислорода (БПК05) (мг/л) сточных вод дренажа Mohiet
Результаты также показали, что обработки сточных вод с помощью ЭМ-1 в течение 4 недель не позволяют в достаточной степени удалить все органические загрязнения до предельно допустимых концентраций (ПДК). Аналогичные результаты были получены Monica, et al. (2011), где очистка стоков проводилась с помощью ЭМ в аэробных условиях. При этом, уровень БПК снижался от 374,5 до 55,9 мг/л или в среднем на 85 %, в то время как в контроле снижение БПК составило в среднем 34 % от 374,5 до 248,6 мг/л.
В начале проведения экспериментов (0w) во всех исследованных образцах концентрация аммиака составляла от 10 до 13 мг/л. Самый высокий уровень был зафиксирован на участке MD-3, а самый низкий - на участке MD-2 (рисунок 9). Риск увеличения уровня аммиака в дренажных водах был зафиксирован многими исследователями по всему миру, а также в Египте. Следует отметить, что полученные нами данные были значительно выше, чем в официальных отчетах (ORME 2009), и в то же время концентрация аммиака были в 20 раз выше допустимых норм (0,5 мг/л). Приведенные результаты указывают на то, что обработка образцов сточных воды с применением ЭМ-1 привела к существенному снижению концентрации аммиака. После первой недели ЭМ применения во всех образцах, концентрация аммиака снизилась на 20 % от своего первоначального уровня, а после 3-й недели - на 65-70 %). Полученные данные также показали, что концентрация аммиака не снижалась до предельно-допустимых норм (0,5 мг/л), и после 4-х недель составила соответственно 24, 29, 34 и 32 % для участков MD-1, MD-2, MD-3 и MD-4 от исходных значений. Таким образом, применение ЭМ-1 еженедельно в течение одного месяца недостаточно для удаления из воды избыточного количества аммиака.
Колиформные бактерии в воду попадают, как правило, с фекальными стоками и способны выживать в ней в течение нескольких недель, хотя при этом (в подавляющем большинстве) не размножаются. При оценке бактериологического загрязнения воды большое значение придается определению общего числа колиформных бактерий. Число колиформных бактерий, выраженное в млн К0Е/100мл, (КОЕ - колониеобразующие единицы), по нашим данным, колебалось от 1,56 до 2,05, а максимальное значение было зафиксировано для участка MD-3 и самое низкое - для участка MD-4 (рисунок 10).
Полученные значения оказались значительно выше допустимых концентраций (5000 КОЕ/ЮО мл). Применение ЭМ в течение 1-й недели привело к сокращению числа колиформных бактерий на 20 %, 15 %, 24,87 % и 10 %, соответственно для участков дренажа Mohiet MD- l, MD-2, MD-3 и MD-4. Наши данные также показывают, что обработка дренажных сточных вод в течение одного месяца с помощью ЭМ улучшала свойства обработанной воды, а количество колиформных бактерий уменьшалось более, чем на 80 %.
Наличие колиформных бактерий отмечается также и в других видах сточных вод, таких как городские и промышленные сточные воды или животноводческие стоки, поступающие в дренажную систему (Westcot, 1993). Эффективность удаления патогенных микроорганизмов при использовании ЭМ была доказана (Toze, 1997). В целом, использование ЭМ служит в качестве катализатора с синергетическим эффектом для всех полезных микробов в водной среде. При этом, микробы, оказывающие вредное воздействие, угнетаются в созданной экосистеме.
ч о
а 0.0-1-1--1-1-"--"-
О w 1 w 2 w 3 w 4 w
время (неделя)
Рисунок 10 - Влияние ЭМ-обработки на общее число колиформных бактерий (млн. КОЕ/100мл) в сточных водах дренажа Mohiet
Заключение. Сточные воды дренажной системы Mohiet длиной 135 км становятся сильно загрязненными при сбросе промышленных и городских стоков из районов провинции Эль-Минья на протяжении последних 70-ти километров. Для улучшения качества сточных дренажных вод, с целью их повторного использования, применялись эффективные микроорганизмы (ЭМ-1). В результате их применения улучшились орга-нолептические, химические и бактериологические свойства дренажных сточных вод, что привело к снижению темпов их загрязнения. Существенное улучшение произошло в удалении запаха, снижении концентрации аммиака, биологического потребления кислорода (БПК5), общего числа колиформных бактерий.
Таким образом, эффективные микроорганизмы (ЭМ-1) являются легким, безопасным и удобном средством для использования с невысокой их стоимостью, а технология ЭМ является эффективным решением при улучшении свойств загрязненных сточных вод и сохранении окружающей среды.
Библиографический список
1. АРНА, AWWA and WEF, (2005). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21st ed. American Public Health Association, Washington, D.C.
2. Bitton, G.; Koopman, B. and Jung, K. (1996). An assay for the enumeration of total Coli-forms and Escherichia coli in water and Wastewater. Water Environment Research. 67:906-909.
3. DRI (Drainage Research Institute) (1995). Re-use of drainage water in the Nile Delta: monitoring, modeling and analysis. Re-use Report No. 50. Cairo, Egypt: DRI.
4. EC. (2007): European Commission: FOOD SAFETY and INSURANCE (http://europa.eu.int/comm/food/fs/sc/oldcomm7/out07 en.html) for ensuring food safety.
5. Freitag DG (2002). The use of effective microorganism (EM) in organic waste management, Sustainable Community Development, Colu.
Reference
1. АРНА, AWWA and WEF, (2005). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21st ed. American Public Health Association, Washington, D.C.
2. Bitton, G.; Koopman, B. and Jung, K. (1996). An assay for the enumeration of total Coli-forms and Escherichia coli in water and Wastewater. Water Environment Research. 67:906-909.
3. DRI (Drainage Research Institute) (1995). Re-use of drainage water in the Nile Delta: monitoring, modeling and analysis. Re-use Report No. 50. Cairo, Egypt: DRI.
4. EC. (2007): European Commission: FOOD SAFETY and INSURANCE (http://europa.eu.int/comm/food/fs/sc/oldcomm7/out07 en.html) for ensuring food safety.
5. Freitag DG (2002). The use of effective microorganism (EM) in organic waste management, Sustainable Community Development, Colu
E-mail: volgau@volgau.com
УДК 504.062.2:631.67:626.810(0.75.8)
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА НОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ОРОСИТЕЛЬНЫХ ВОД ДЛЯ УСЛОВИЙ КАЛМЫКИИ
IRRIGATION WATER QUALITY NORMALIZATION ECOLOGICAL SYSTEM
IN CONDITIONS OF KALMYKIA
А.С. Овчинников1, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.Г. Плешакова1 В.В. Бородычев , член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Э.Б. Дедова2, доктор сельскохозяйственных наук М.А. Сазанов2
A.S. Ovchinnikov, I.G. Pleshakova, V.V. Borodychev, E.B. Dedova, M.A. Sazanov
1 Волгоградский государственный аграрный университет 2Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова (Волгоградский филиал)
1 Volgograd State Agrarian University
2Volgograd branch of All-Russia scientific-research institute of hydraulic engineering and land-improvement named after A.N. Kostyakov
Представлено нормирование качественных показателей воды, используемой для орошения, с учетом: потребностей во влаге вида возделываемой сельскохозяйственной культуры; особенностей природно-ландшафтной зоны; применяемых способов и техники поливов; складывающихся конкретных климатических условий года, а также исходя из соблюдения требований экологической безопасности. На основе анализа и обобщения нормативных, методических, литературных и экспериментальных материалов разработана зональная система почвенно-гидрогеолого-мелиоративной оценки качества оросительных вод, включающая градации по четырем классам качества воды, в зависимости от следующих параметров: основных типов почв (тяжелых, средних, легких и песков); уровня содержания воднорастворимых солей в слое почвы 0-1,0 м, степени и типа засоления, определяемых по традиционной классификации; уровня минерализации поливной воды; степени концентрации в воде определенных количеств основных ионов (HCO3-, Cl2+, SO42-, Ca2+, Mg2+ и Na+), вызывающих развитие негативных процессов в почве - хлоридного засоления, натриевого и магниевого осолонцевания, содообразования; уровня водородного показателя (рН) в поливной воде, не вызывающего снижение продуктивности сельскохозяйственных культур; гидрогеологических режимов почв на орошаемых участках, не приводящих к ухудшению экологической обстановки -допустимого уровня залегания грунтовых вод, в зависимости от различной степени их минерализации (1,0-3,0, 3,0-5,0 и свыше 5,0 г/л). Выполнена классификация оценки качества воды, используемой для орошения в Калмыкии, по предложенной зональной шкале: вода на Право-Егорлыкской обводнительно-оросительной системе по почвенно-гидрогеолого-мелиоративным показателям относится к I классу качества, волжская вода хорошего качества (I класс); вода на Черноземельской обводнительно-оросительной системе (реки Терек и Кума) оценивается по II-III классу из-за повышенной минерализации и опасности развития негативных процессов в почвах. Вода местного па-
