CC BY
5
К. С. Заиров
Опыт применения „санитарного числа" как химического показателя для оценки почв Узбекской ССР1
Из Узбекского научно-исследовательского санитарного института
Н. И. Хлебников, желая установить природу органического вещества, которым обогатилась в его опытах загрязненная подзолистая почва, провел большое число определений азота «почвенного белка». Он пришел к заключению, что нет никаких оснований считать загрязненными почвы, содержащие органического азота больше, чем в незагрязненных почвах, если только этот органический азот на 98—100% представлен «почвенным белковым» азотом. На основании проведенных экспериментальных работ, а также результатов анализов почв разных типов и компостов показателем состояния органического вещества в почве автор считает соотношение между «почвенным белковым» и органическим азотом — «санитарное число». По мнению автора, «санитарное число» как химический показатель загрязнения и самоочищения применимо для оценки санитарного состояния почв всех типов Советского Союза без сопоставления с незагрязненной почвой.
При изучении «шарватного» способа как метода обезвреживания нечистот в Узбекской ССР мы решили одновременно проверить возможность использования рекомендуемого автором «санитарного числа» как химического показателя применительно к наиболее распространенным на юге сероземным и луговым почвам. В Узбекской ССР эти почвы составляют более 80% общей площади орошаемых земель.
С. П. Костычевым (1930) впервые было высказано положение о преобладании в сероземных почвах среди перегнойных веществ почвенных протеинов (белков), состоящих главным образом из тел микроорганизмов. В дальнейшем это положение получило полное подтверждение в работах С. А. Кудрина (1936), И. И. Синягина (1939), М. М. Кононовой (1940) и др. Изучая качественный состав перегноя, Н. П. Ремезов (1933) обнаружил в типичном сероземе 85%, в светлом сероземе 51% почвенных протеинов.
В лугово-болотных почвах под Ташкентом О. Г. Елкина (1941) обнаружила весной высокую активность микробиологических процессов и пришла к заключению, что весь азот, внесенный в почву в виде удобрения, со временем может быть переведен в белковую форму.
Во всех этих работах изучали почвенные протеины с точки зрения интересов земледелия. Между тем известно, что протеиновый комплекс в почве является наиболее устойчивым продуктом при разложении органических остатков, не представляющим санитарной опасности. Поэтому заслуживает большого внимания предложение Н. И. Хлебникова о суммарном определении устойчивых продуктов азотсодержащего органического вещества — азота «почвенного белка» (азот перегноя и азот белка микробной клетки) и использование его как химического показателя при санитарной оценке почв.
Мы определили «санитарное число» в 206 образцах почвы, взятых с 4 колхозных полей «шарвата», 8 опытных и 4 контрольных. На колхозных полях с темнолуговой почвой фекальные отбросы в виде удобрения применялись на протяжении более 35 лет, а на полях с типичной сероземной почвой—около 15 лет. К началу исследования на эти поля было внесено еще по 150—280 т/га'фекальных удобрений.
1 В порядке обсуждения статьи Н. И. Хлебникова, Гигиена и санитария, 1951, №4.
Как взятие проб почвы, так и химический, бактериологический и гельминтологический анализ мы проводили обычными общепринятыми методами. Определение азота «почвенного белка» производили методом осаждения устойчивых продуктов азотсодержащего органического вещества гидратом окиси меди с последующим сжиганием и отгоном азота в аппарате Кьельдаля. Органический азот определяли по разности между количеством общего и минерального азота, найденного в воздушно-сухой почве.
В результате многократных определений азота «почвенного белка» мы установили, что в зависимости от вида катализатора (по Хлебникову 0,3 г сернокислой меди + 5—10 г сернокислого калия) количество «почвенного белкового» азота определяется с отклонением до 3—5% в ту или другую сторону. Использованный нами катализатор (0,1 г селена + 0,3 г сернокислой меди) давал быстрое сжигание и устойчивые результаты анализа. Кроме того, нами было исключено добавление 5—10 г сернокислого калия, который, не отражаясь на результатах анализа, только затруднял отгон.
Приводим часть полученных результатов исследования в табл. 1 и 2.
Сопоставляя исходные данные анализа почвы производственных полей «шарвата» с данными анализа проб почвы контрольных участков, можно отметить значительное превышение азота аммиака, органического азота, углерода и хлоридов, свидетельствующих о сильном загрязнении почвы; минерализация органических веществ в основном находилась в стадии аммонификации. При этом обнаруживался низкий коли-титр — 0,001 и 0,00001, и небольшое «санитарное число» — в луговой почве 0,7, в сероземной — 0,87.
В дальнейшем, в зависимости от типа почвы и проводимых агротехнических приемов, процессы минерализации органических остатков и обезвреживания почвы проходили различно.
В сероземной почве через 84 дня от последней загрузки «санитарное число» было 0,98, коли-титр — 1. На основании соответствующих схем, предложенных Н. И. Хлебниковым и Л. М. Горовиц-Власовой, почва уже относилась к практически чистой. Между тем органический азот и углерод в почве еще превышали показатели для контрольной почвы соответственно на 20 и 15%, а хлориды в три раза. Азот аммиака обнаруживали в количестве 9,5 мг/кг при полном отсутствии его в контрольной почве.
Как видно по приведенным химическим показателям, минерализацию в почве нельзя было считать завершенной. Приближение этих показателей к контрольной почве наступило лишь через 178 дней. Нахождение же в почве значительного количества нитратного азота свидетельствовало об интенсивной нитрификации.
С наступлением нового вегетационного периода (1952) поля «шар-вата» вновь удобряли фекальными отбросами. Поступление свежего загрязнения, как ив 1951 г., сопровождалось резким снижением азота нитратов, увеличением количества аммиачного азота, органического азота, углерода и хлоридов и снижением «санитарного числа» почвы до 0,78 и коли-титра до 0,00001.
Таким образом, при внесении загрязнений в почву большинство химических показателей давало резкое увеличение, а «санитарное число» и коли-титр снижались.
В весенне-летние месяцы процессы минерализации в сероземной почве проходили значительно быстрее. Через 57 дней от последнего 7-го полива «шарватной» жидкостью по количеству азота аммиака (2,2 мг) и нитратов (14,5 мг) уже можно было определить завершение обеих стадий минерализации. Однако по коли-титру (0,1) и «санитарному числу» (0,88) почва еще относилась к умеренно загрязненной. Количество хлоридов и органического углерода намного превышало дан-
2*
19
Место выемки Год наблюдения Время выемки после загрузки нечистот (в днях) В мг/кг абсолютно сухой почвы В мг/100 г абсолютно сухой почвы Углерод органический (в процентах) .Санитарное число" почвы Коли-титр
азот аммиака азот нитратов хлориды азот органический азот почвенный белковый
Контрольное по- Л6 •••••• 1951 0 Следы 8,8 117 116 0,99 0,99 2
— 46,8 62,8 66,9 174 153 1,72 0,87 0,001
Производствен- 1951 84 9,5 75,3 23,4 141 138 1,14 0,98 >1
ные колхозные
поля .шарвата" 178 0 22,9 11,6 126 124 1,06 0,98 2
То же 1952 3 24,6 1,3 67,5 143 111 1,49 0,78 0,00001
57 л/ 2,2 14,5 58,2 128 113 1,29 0,88 0,1
90 0 7,3 35,5 107 106 0,92 0,99 1
Контрольное 1952 0 3 11,5 103 102 0,93 0,99 2
поле.....
Опытные поля
»шарвата- . . 1952 8 21,4 12,1 36,3 130 105 1,37 0,81 0,0001
То же 1953 31 0,8 21,6 29,9 107 105 0,97 0,98 1,5
Таблица 2. Темнолуговая почва
В мг/кг абсолютно сухой почвы В мг/100 г абсолютно сухой почвы
Место выемки Год наблюдения Время выемки после загрузки нечистот (в днях) азот аммиака азот нитратов хлориды азот органический азот почвенный белковый Углерод органический (в процентах) .Санитарное число" почвы Коли-титр
Контрольное поле 1W-1 0 Следы 4,4 130 127 1,07 0,98 2
Производственные колхозные поля „шарвата* 1951 ' 124 131,5 5,1 37,5 21,4 91,3 9 233 163 163 133 2,22 1,54 0,7 0,82 0,00001 0,1
169 4,5 5 8,9 156 126 1,29 0,81 0,1
3 21,7 2,5 148 183 138 1,93 0,75 10-6
То же * 1952 84 10,8 21,7 67,3 166 141 1.7 0,85 0,001
136 7.9 7.1 64,1 154 144 1,53 0,94 0.1
Контрольное поле Опытные поля .шарвата" То же 1952 1952 1953 4 93 0 19,1 2.1 0,4 1 10 11,7 25,1 22,1 120 137 130 118 109 126 0,99 1,49 1,26 0,98 0,8 0,97 2 10-5 2
ные для контрольной почвы. Полное самоочищение почвы по всем показателям санитарной оценки наступило через 90 дней.
В аналогичной сероземной почве опытных полей, где пахотный слой подвергался рыхлению, самоочищение почвы в летний период наступило через 31 день.
Наши наблюдения показали, что для правильной оценки санитарного состояния сероземных, почв не следует ограничиваться определением азота аммиака, нитратов и хлоридов, как это предлагают Терентьева и Лебедева. Не менее важным фактором оценки степени загрязнения и самоочищения сероземов следует считать также определение «санитарного числа» почвы и коли-титра.
Таким образом, наша работа подтверждает мнение проф. Р. А. Ба-баянца о невозможности установления общих санитарных норм оценки почвы и необходимость разработки местных нормативов для каждого географического района.
Несоответствие между показателями санитарной оценки мы наблюдали также и при исследовании луговой почвы (табл. 2).
Через 124 дня от последней загрузки фекальных отбросов азот аммиака и хлориды в почве были обнаружены в незначительных количествах, соответственно 5,1 и 9 .мг/кг против исходного большого загрязнения. Содержание их в почве почти не изменилось и через 169 дней. Следовательно, по этим показателям почва как бы находилась в стадии завершения процессов минерализации. Между тем по остальным санитарным показателям: органическому азоту, углероду, коли-титру, «санитарному числу», а также по содержанию промежуточного продукта минерализации — азота нитритов в количестве 0,2—0,4 мг/кг — минерализацию нельзя было считать законченной, а почву практически чистой.
Наличие небольшого количества азота аммиака являлось следствием слабо идущих процессов минерализации, так как поливы «шар-ватной» жидкостью на данном производственном поле проводились затоплением, пахотный слой не подвергался рыхлению, а образовавшаяся на поверхности довольно толстая корка затрудняла аэрацию и биологический режим почвы. Хлориды в связи с их хорошей растворимостью и «индиферентностью в биологическом отношении» (Драчев), а также нитраты вымывались в нижние горизонты.
На протяжении второго года наблюдения луговая почва оставалась загрязненной в течение всего периода вегетации. Самоочищение ее не наступало и на 136-й день от последнего полива затоплением. Благодаря избытку воды в нижних горизонтах в луговых почвах отмечалось заболачивание. На опытных «шарватных» полях при рыхлении этих почв самоочищение наблюдалось на 93-й день от последней загрузки. Но, как видно из данных, приведенных в табл. 2, и в этом случае между показателями санитарной оценки не было полного соответствия.
Результаты наших исследований устанавливают, что показатель «санитарного числа», предложенный Н. И. Хлебниковым, может быть использован как химический показатель загрязнения и самоочищения почв в условиях Узбекской ССР.
