CC BY
9
4. Бануб Самир М. // Всемирный форум здравоохранения. — 1987. — Т. 7, № 1, —С. 79—80.
5. Берхорст К. //Там же,—1985.— Т. 5, № 4. — С. 76— 83.
6. Вуори Т. //Здоровье мира. — 1986. — № 12.— С. 22— 24.
7. Гаспар С. //Там же. — С. 10—12.
8. Гигиена окружающей среды//Хроника ВОЗ.— 1986.— Т. 40, № 2. — С. 26.
9. Доброкачественное водоснабжение и основная санитария.//Сессия ВОЗ, 38-я: Резолюции и решения.— Женева, 1986. —С. 159—160.
10. Дурак Хулио К. // Здоровье мира. — 1984. — № 11. — С. 8-9.
11. Империо Пабло Р. //Там же. — 1986. — № 12. — С. 9.
12. Козинский Ю. //Там же. — С. 13—15.
13. Литвинов И. И.. Вашкова В. В., Байбаков С. Н., Гри-горевская 3. П. // Гиг. и сан. — 1985. — № 3. — С. 50— 53.
14. Межгосударственная деятельность в рамках Десятилетия питьевого водоснабжения и санитария//Хроника ВОЗ,— 1984.— Т. 38, № 2. — С. 40—41.
15. Международное Десятилетне питьевого водоснабжения и санитарии//Там же.— 1986.— Т. 40, № 1, —С. 35— 36.
16. Международное Десятилетие питьевого водоснабжения и санитарии в странах Юго-Восточной Азии//Хроника ВОЗ,— 1984,—Т. 38, № 3. — С. 18—22; 25; 33.
17. Монекоссо Готлиб Л. //Здоровье мира. — 1986. — № 8. — С. 3-6.
18. Оздоровление окружающей среды. // Сессия ВОЗ, 38-я, протоколы Комитетов. — Женева, 1986. — С. 91—103; 112—127.
19. Питьевое водоснабжение и санитария — обзор результатов работы за 5 лет//Хроника ВОЗ.— 1986. — Т. 40, № 4.— С. 17—18.
20. Проблемы гигиены окружающей среды//Там же.— 1985. — Т. 39, № 2. — С. 33.
21. Руководство по управлению, планированию и подготовке кадров в области водоснабжения и санитарии // Там же, —№ 4. — С. 30—31.
22. Сидоренко Г. И. // Гиг. и сан. — 1982. — № 5. — С. 4—8.
23. Содействие оздоровлению окружающей среды//Хроника ВОЗ. — 1986. — Т. 40, № "2. — С. 42—43.
24. Стандарты питьевой воды//Там же.— 1985. — Т. 39.— № 2. — С. 37—38.
25. Стратегии выполнения Десятилетня водоснабжения в Юго-Восточной Азии // Здоровье мира. — 1984. — № 1.—
q 30_з]
26. Уоттерс Г. //Там же. — 1986. — № 12.— С. 27—29.
27. Хромов С. С. Проблема окружающей среды в деятельности ООН, —М„ 1984 — С. 154—163.
28. Эзри С. А., Фичем Р. Г., Хыоз Дж. М. //Ъюл. ВОЗ.—
1985. — Т. 63. — № 4. - С. 82—98.
29. Chandter С. Achieving success in Community waler supply and sanitation projette // Хроника ВОЗ. —
1986.— T. 40, № 5. —С. 41.
30. La decennie internationale de l'eau potable et de l'assainissement//Информ. бюл. ВОЗ. — 1987. — №47.
Поступила 08.09.87
УДК 614.774:5471-074
Я. М. Шевцов
ВНУТРИПОЧВЕННАЯ УТИЛИЗАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
НИИ сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны РСФСР НПО
«Подмосковье», Московская обл.
Продовольственной программой страны предусмотрено максимальное вовлечение в земледелие органических отходов, богатых биогенными элементами (С, N. Р, К, Са и др.), для воспроизводства плодородия и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.
По подсчетам автора, в стране ежегодно от животноводства и птицеводства образуется около 2425 млн. т органических отходов (50 % из них в полужидком и жидком виде), в которых содержится около 1200 млн. т углерода, 14 млн. т азота, 7,6 млн. т фосфора и 13,6 млн. т калия. Около 655 млн. т органических отходов ежегодно накапливается от населения и производств, перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию, с выходом углерода 250 млн. т, азота 4,3 млн. т, фосфора 3,2 млн. т и калия 3,1 млн. т.
Однако из этого огромного богатства органических веществ только малая доля биогенных элементов возвращается в почву. Например, по азоту возврат в почву с органическими удобрениями составляет 29%, а по фосфору — всего 35% [10]. Остальная часть (65—70 %) биогенных элементов теряется при очистке и обезвреживании отходов на очистных сооружениях,
вокруг ферм и комплексов, на мусорных свалках, а также при сбросе сточных вод в водоисточники после их очистки и смыве поверхностным стоком с полей, вызывая эвтрофика-цию воды и ее загрязнение.
Продовольственной программой страны предусмотрено к 1990 г. использовать 1,5 млрд. т органических удобрений, которые в какой-то мере покроют дефицит биогенных элементов и гумуса в пахотных почвах. Современная биологическая очистка малоэффективна. В результате ее применения в биологических очистных сооружениях большая часть биогенных элементов теряется и не возвращается в почву, остальная часть сбрасывается в водоемы, загрязняя их и окружающую среду, при этом полного обезвреживания от патогенной микрофлоры и тяжелых металлов не достигается [6]. Почва загрязняется промышленными, животноводческими и хо-зяйственно-бытовыми отходами. Ей наносится ощутимый экологический вред, создающий угрозу для жизни и здоровья человека. Загрязненная вода и воздух оказывают вредное воздействие на организм человека, животных и растения. Внесенные в почву органические отходы вредных производств изменяют почвенную сре-
«
ду, нарушают почвенно-поглощающий комплекс, оказывают отрицательное влияние на состав гумуса и физические свойства почвы. Например, урожай зерновых под воздействием вредных промышленных выбросов снижается на 20— 35%, плодовых — на 35—40 %, кормовых — на 35—50 %- Содержание белка в зерновых культурах уменьшается на 25—35 % [8].
В настоящее время экологами мира разрабатываются замыкающиеся циклы вводимых в природную среду биогенных веществ для того, чтобы они не накапливались в экологических тупиках и не создавали в них опасные концентрации. Например, сточные воды необходимо использовать для удобрения сельскохозяйственных культур даже после биологической очистки и не сбрасывать их в реки и озера [15]. Щ/ Искусственная биологическая очистка сточных вод показала свою технико-экономическую, гигиеническую, санитарную и экологическую несостоятельность, так как она не позволяет добиться полного освобождения сточных вод от загрязнений [1, 2, 4, 6]. Например, в результате биологической очистки животноводческих стоков из малого биологического круговорота веществ выпадает 75 % азота, 80 % фосфора и 15 % калия. В сбросных водах остается более 20 мг/л биогенных элементов, более 30 мг/л взвешенных веществ, большое количество солей металлов и моющих средств, возбудителей инфекций и инвазий. Эффективность искусственной биологической очистки сточных вод животноводческих комплексов, богатых биогенными элементами, еще ниже. Выход биогенных веществ в сбросных водах достигает более 300 мг/л, в них содержится большое количество патогенной микрофлоры. По санитарно-эко-^логическим нормам их нельзя сбрасывать в во-¿1доемы. Затраты на такую очистку составляют порядка 12 руб. за 1 т навоза, при этом полной дезинфекции, дегельминтизации и нормализации биологического поглощения кислорода не обеспечивается. Система очистки требует 20—30 % общей стоимости капитальных вложений на строительство животноводческих комплексов и занимает большие площади — до 70 га пашни для комплексов по откорму 108 тыс. свиней в год [11]. По данным Е. И. Гончарука [3], сточные воды животноводческих комплексов, прошедшие систему биологической очистки «Ликом», в бактериальном отношении сильно загрязнены. Дополнительная очистка их в 4-сту-пенчатых прудах-накопителях повышает количество кишечной палочки на 86%, общее количество микробов на 75 %. Кроме того, обнаруживаются сальмонеллы в результате нарушения температурного режима в накопителях. Шестимесячное выдерживание сточных вод в навозохранилищах увеличивает коли-титр и титр энтерококков на 2—4 порядка. То же установлено , С. В. Головиной [2] для свиноводческих ком-
>3 Гигиена и санитария №5 —
Выживаемость патогенных микробов в почве
Возбудители болезней Средний срок, кед Максимальный срок, мес
Тифо-паратифозная группа Дизеитерийная палочка Холерный вибрион Палочки бруцеллеза Палочка чумы 2—3 1,5—5 1—2 0,5—3 0,5 >12 9 4 2 1
Палочка туляремии Туберкулезные микобактерии 1—2 >13 2,5 7
Вирусы полиомиелита 3-6
плексов. Эффективность биологической очистки в проточных биологических прудах от взвешенных веществ составляет 85 %> по аммиачному азоту — 44,8%, по БПК5 — 25,2%, по Е. coli и энтерококкам — 99,99 %, по бактериям группы кишечной палочки и сальмонеллам — 99,98 %, по синегнойной палочке — 99,9%, по клебсиел-лам — 99,7%- Однако, несмотря на высокий эффект биологической очистки, уровень загрязнения на конечном этапе очистки остается довольно высоким. Почва при попадании в нее сточных вод, загрязненных патогенными микроорганизмами, становится потенциально опасным в эпидемиологическом отношении объектом окружающей среды и может способствовать вторичному загрязнению сельскохозяйственных культур и поверхностных вод. Сроки бактериального самоочищения почвы находятся в прямой зависимости от вносимого в почву со стоками и органическими отходами бактериального загрязнения. При внесении в почву с органическими отходами больших количеств патогенных микроорганизмов процессы бактериального самоочищения протекают более длительно: клебсиеллы выживают в течение 92 дней, синегнойные бактерии — 37; А. coli — 55 и энтерококки — 68 дней. При уменьшении количества микроорганизмов, вносимых в почву, в 2 раза процессы самоочишения протекают в 2 раза быстрее [2].
Неспорообразующие патогенные микроорганизмы, к которым принадлежат возбудители кишечных инфекций, туляремии, чумы, бруцеллеза, лептоспироза, а также вирусы полимиелита, не развиваются и не размножаются в почве и при внесении в нее погибают через несколько недель или месяцев (см. таблицу). Однако еще до гибели эти возбудители могут попасть в водоемы, на поверхность сельскохозяйственных культур и на руки людей.
С фекальными отходами человека в почву могут попадать яйца гельминтов. Большую роль играет почва в распространении аскаридоза и трихоцефалеза. Почва является той средой, в которой яйца гельминтов при благоприятных условиях в течение 15—30 сут созревают до инвазионной стадии. Созревшие яйца попадают
в организм человека с овощами, которые могут загрязняться при удобрении почвы необезвре-женными фекальными отходами, с водой и почвенной пылью.
При внесении необезвреженных органических отходов и сточных вод в почву не исключена возможность загрязнения поверхностных вод, почвы, выращиваемых культур и заражения животных и человека патогенными микроорганизмами, вирусами и яйцами гельминтов [2, 3, 16]. Поэтому на земледельческих полях орошения необходимо применять такой способ очистки, обезвреживания и использования органических отходов, который бы полностью отвечал экологическим, санитарным, агротехническим, водохозяйственным и экономическим требованиям и позволял бы снять всякие эколого-санитарно-гигиенические ограничения к выбору сельскохозяйственных культур.
По мнению экологов, гигиенистов и санитарных врачей, наиболее полно отвечает этим требованиям вкутрипочвенпый метод очистки и утилизации органических отходов, при котором эти отходы вносятся в корнеобитаемый слой почвы на глубину 20—40 см с помощью специально проложенных увлажнителей или машин. При этом методе санитарными органами разрешается подавать на эту глубину любые сточные воды, жидкий и твердый навоз, осадки сточных вод и другие органические отходы, выращивать любые сельскохозяйственные культуры и применять неочищенные органические отходы [5, 7, 9, 12, 14, 20, 21].
М. В. Николаевым совместно с санитарными врачами Коломенской санэпидстанции (СЭС) была проведена оценка внутрипочвенного метода очистки, обезвреживания и утилизации сточных вод Коломны Московской обл. на системе с гончарными увлажнителями, заложенными в почву на глубину 40—60 см. Для внутрипочвеи-ной утилизации использовались неочищенные сточные воды из колектора Коломны с суммой солей 833 мг/л, общим количеством бактерий (20—10)6 в 1 мл, титром кишечной палочки Ю-8 и порогом запаха 1 : 50. Всего было подано на систему 2 полива (по 600 и 500 м3/га) с оросительной нормой 1100 м3/га.
Санитарно-бактериологические наблюдения показали, что почва до полива от поверхности и на глубину до 100 см была свободна от кишечной палочки и содержала только обычные почвенные микроорганизмы. Через неделю после полива кишечная палочка была обнаружена на глубине 60 см, спустя 2 дня кишечная палочка проникла на глубину 80 см, а еще через 3 дня она достигла глубины 100 см. Подъема кишечной палочки вверх даже на 20 см не наблюдалось, в то время как подъем оросительной воды в почве проходил нормально и доходил почти до дневной поверхности, так как поливы осуществляли напорным способом. Высо-
та напора воды была около 40 см. В почве на глубине 60 см, куда кишечная палочка была внесена со сточными водами, через педелю после полива в апреле месяце титр ее был Ю-4, еще через 2 дня— Ю-5, а еще через 4 дня повысился до 10-2. Так продолжалось до июня месяца. В конце августа кишечной палочки в почвенном разрезе уже не было обнаружено, что было подтверждено последующими анализами среднесуглинистой почвы в сентябре месяце.
На глубине 80 см через неделю после полива кишечная палочка не обнаруживалась, но через
2 дня ее титр составил Ю-5, а еще через
3 дня— Ю-4, педелю спустя после этого кишечной палочки з почве не стало, что было подтверждено последующими анализами почвы с этой глубины.
На глубине 100 см титр кишечной палочкиУ через 2 нед после поливов был равен 10—1, че-^ рез неделю кишечная палочка не была обнаружена. На глубине 40 и 20 см за все время наблюдений кишечной палочки не было выявлено.
Наблюдения за загрязнением кишечной палочкой и яйцами гельминтов ранней капусты, выращенной на системе, дали отрицательные результаты. В то время как на капусте с соседнего участка, орошаемого дождеванием водой из р. Москвы, была обнаружена кишечная палочка и титр ее составлял Ю-1.
И. М. Шевцовым и 3. М. Беловой [17] совместно с Коломенской СЭС была проведена санитарно-гигиеническая оценка внутрипочвенного метода очистки и утилизации неочищенных сточных вод п. Радужный Московской обл. на системе с полиэтиленовыми увлажнителями. Эта система предназначена для полной очистки и утилизации сточных вод поселка, который не имеет своих очистных сооружений [18].
Санитарно-бактериологические наблюдение показали, что среднесуглинистая почва послед-полива загрязняется кишечной палочкой только по длине увлажнителей, через неделю обнаруживаясь на глубине 40—70 см. Различий в степени загрязнения кишечной палочкой почвы по горизонтам между увлажнителями не наблюдалось. Через месяц после полива кишечная палочка в почве не была обнаружена. Почва над увлажнителями и в сторону от них была свободна от яиц гельминтов, а почва непосредственно под увлажнителями оказалась заражена яйцами гельминтов. Яйца гельминтов не опускались от увлажнителей ниже 5 см и концентрировались в почве на глубине 55—60 см. Ранее такие же результаты были получены при вну-трипочвенном внесении стоков и их осадка по кротовинам [13, 14, 19]. Растения, выращенные на системе, не загрязнялись кишечной палочкой и яйцами гельминтов, а животные и человек не контактировали со сточной жидкостью [19]. Аналогичные данные на этой системе получены Г. Г. Михайловой и соавт. [7].
к
Почва хорошо справляется с внесенными биогенными веществами, обеспечивая высокую степень очистки сточных вод [19, 20].
Волгоградский сельскохозяйственный институт совместно с СЭС Белгорода на суглинистых черноземах в условиях Белгородской обл., Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт, Южный НИИ гидротехники и мелиорации и ВНПО «Прогресс» совместно с Ростовским медицинским институтом на приазовских черноземах в условиях Ростовской обл. провели исследования по определению эффективности очистки и утилизации хозяйственно-бытовых и животноводческих стоков при внутрипочвенном внесении их в почву по гончарным, полиэтиленовым и кротовым увлажнителям в сравнении с л. поливом этими же стоками методом дождевания жи поверхностного полива [5, 9].
Бактериологические наблюдения Белгородской СЭС показали, что поверхностные слои почвы на 2-й день после полива дождеванием животноводческими стоками значительно загрязняются санитарно-показательными и патогенными микроорганизмами. На глубине до 20 см коли-титр становится менее 0,004, аналогичными оказались титры энтерококков и протея. Ниже пахотного слоя на глубине 20—30 см эти микроорганизмы обнаруживались в небольшом количестве через 3 нед с момента полива. Аналогичные данные при поверхностном поливе хозяйственно-бытовыми стоками получены Ростовским медицинским институтом [9].
При внутрипочвенной подаче сточных вод почва на глубине 20—100 см через 2 дня после полива оказалась слабо загрязненной. Через 3 нед после полива почва значительно очистилась и на глубине 40—60 см была слабо загрязнена. Из приведенных данных видно, что вну-/трипочвенное внесение сточных вод на глубину ■»40—60 см приемлемо для очистки и утилизации их при этом способе полива сельскохозяйственных культур, так как загрязнения верхних (выше 40 см) и нижних (ниже 60 см) слоев почвы и растений не наблюдалось.
Многочисленные данные о внутрипочвенном использовании сточных вод и животноводческих стоков в Подмосковье и Латвийской ССР на дерново-подзолистых суглинистых почвах [19, 21], в зоне Поволжья [12], в Ростовской и Белгородской обл. [5, 9] на суглинистых черноземах убедительно показывают, что при этом методе внесения оптимальных норм сточных вод и животноводческих стоков в почву грунтовые
воды, поверхность почвы и растения не загрязняются патогенными микроорганизмами и яйцами гельминтов, поскольку последние концентрируются в зоне укладки увлажнителей, где и обезвреживаются.
Литература
1. Вашкулат И. П. и др. Гигиена животноводческих комплексов и охрана окружающей среды.— Киев, 1985.
2. Головина С. В. Гигиеническая оценка методов очистки сточных вод свиноводческих комплексов: Авторсф. дис. ... канд. мед. наук. — Ростов-на-Дону, 1983.
3. Гончарук Е. И. Санитарный надзор за местными очистными канализационными сооружениями. — Киев, 1974.
4. Дмитриев А. М. Радиационная обработка сточных вод животноводческих комплексов. — Минск, 1981.
5. Дорошенко А. Д., Белявцев Н. Г., Григоров М. С., Овчинников А. С. // Гиг. и сан. — 1983. — № 5. — С. 80—81.
6. Козлова М. В. Санитарно-гельминтологнческая оценка современных станций биологической очистки сточных вод: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — М., 1969.
7. Михайлова Г. Г., Псредкова Л. И., Перякова 3. С., Гавишна Т. М. // Гиг и сан. — 1983. — № 9. — С. 11 — 14.
8. Мурашко А. И. и др. Охрана сельскохозяйственных угодий и окружающей среды.—Минск, 1984.
9. Мякотин Г. И. Внутрипочвенное орошение сточными водами. Автореф. дис. ... тех. наук. — Новочеркасск, 1984.
10. Новиков В. М. Комплексная оценка загрязнения водных ресурсов животноводством. — Женева, 1981.
11. Новиков В. М.. Игнатова В. В., Костанди Ф. Ф. и др. — Механизация уборки и утилизации навоза. — М„ 1982.
12. Разуваев В. С. Режим орошения кукурузы и оптимальные параметры системы подпочвенного орошения сточными водами г. Энгельса. — Автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. — Волгоград, 1980.
13. Романенко Н. А., Хижняк Н. И. Гигиеническая оценка земледельческих полей орошения. — Киев, 1975.
14. Румянцева М. В. Подпочвенное орошение и его санитарно-гигиеническая оценка: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — М., 1953.
15. Федоров Е. К. Экологический кризис и социальный прогресс. — М., 1977.
16. Хлебников П. И. и др. Санитарно-гигиеническая оценка обезвреживания и использования сточных вод на сельскохозяйственных землях. — М., 1957.
17. Шевцов И. М., Белова 3. М. // Сборник научн. трудов Всесоюзн. науч.-исслед. ин-та механизации и техники полива. — Коломна, 1975.— Вып. 8. — С. 240—249.
18. Шевцов Н. М. // Гидротехника и мелиорация. — 1978.— № 2. — С. 44—48.
19. Шевцов Н. М.Ц Весгн. с.-х. науки. — 1979. — № 3. — С. 83-86.
20. Шевцов Н. М. Эффективность внутрипочвенной очистки и использования сточных вод и навоза в сельском хозяйстве: Обзор, ннформ. — М., 1986.
21. Я неоне В. Я.//Проектирование гидромелиоративных систем с использованием сточных вод в сельском хозяйстве Латв. ССР, —Елгава, 1984.— С. 15—22.
Поступила 26.06.87
