CC BY
0МЕЛИОРАЦИЯ, ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО И АГРОФИЗИКА
Научная статья
УДК 631.67:631.86:631.95
doi: 10.31774/2712-9357-2023-13-4-62-78
Воздействие орошаемого свиноводческими стоками массива на поверхностные, грунтовые и подземные воды прилегающей территории
Людмила Владимировна Кирейчева1, Тамара Николаевна Ткачёва2
1 Федеральный научный центр гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костякова, Москва, Российская Федерация
^Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, Горки,
Республика Беларусь
1Kireychevalw@mail.ru
2tamaratkacheva60771@gmail.com
Аннотация. Цель: по результатам многолетних исследований выявить воздействие свиноводческих стоков селекционно-гибридного центра (СГЦ) «Заднепровский» Оршанского района Витебской области на водные объекты прилегающей территории, а именно на поверхностные, грунтовые и подземные воды, что дает представление об экологическом состоянии окружающей среды вокруг крупных животноводческих комплексов. Материалы и методы: на основе исследований качества проб воды из поверхностных водоисточников вблизи комплекса, грунтовых колодцев, находящихся на расстоянии 800-1200 м от массива, орошаемого сточными водами, и из скважин, пробуренных на глубину 80-230 м в водоносный горизонт и находящихся непосредственно на территории комплекса, установлено влияние длительного орошения подготовленными свиноводческими стоками. Результаты. В р. Крапивенка, в 500 м выше впадения вод из водохранилища Савищино, обнаруживается азот аммонийный в количестве (мг в куб. дм) 0,421 при норме 0,39, азот нитритный - 0,025 при ПДК 0,024, фосфор фосфатный - 0,132 при норме 0,066 мг в куб. дм. В колодцах прилегающего поселения Крашино, находящегося на расстоянии 4600 м от оросительной системы СГЦ «Заднепровский», зафиксированы превышения ПДК по нитратам. Содержание нитратов в колодце № 1 составило (мг в куб. дм) 1150, что в 25 раз выше ПДК. По колодцам № 2 и 3 эти значения составили 136 и 219, соответственно, превышения составили 3 и 5 раз. В подземных водах превышение ПДК по биогенным веществам не обнаружено. Выводы: загрязнение поверхностных вод, находящихся в непосредственной близости к свиноводческому комплексу, связано с нарушением технологического регламента хранения и сброса свиноводческих стоков. Повышенное содержание нитратов в колодцах обусловлено их поступлением с грунтовыми водами, а на подземные воды, залегающие ниже водоупора, сложенного глинистыми моренными отложениями, свиноводческие стоки существенного влияния не оказывают.
Ключевые слова: свиноводческие стоки, загрязнение, биогенные вещества, поверхностные воды, грунтовые воды, подземные воды, экологическое состояние
Для цитирования: Кирейчева Л. В., Ткачёва Т. Н. Воздействие орошаемого свиноводческими стоками массива на поверхностные, грунтовые и подземные воды прилегающей территории // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т. 13, № 4. С. 62-78. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2023-13-4-62-78.
© Кирейчева Л. В., Ткачёва Т. Н., 2023
© 0®
LAND RECLAMATION, WATER MANAGEMENT AND AGROPHYSICS Original article
The impact of the area irrigated by pig breeding wastewater on surface, ground and subsurface water of the adjacent territory
Lyudmila V. Kireicheva1, Tamara N. Tkacheva2
1Federal Scientific Center for Hydraulic Engineering and Land Reclamation named after
A. N. Kostyakov, Moscow, Russian Federation
2Belarusian State Agricultural Academy, Gorki, Republic of Belarus
1Kireychevalw@mail.ru
2tamaratkacheva60771@gmail.com
Abstract. Purpose: to identify the impact of pig-breeding wastewater from the breeding-hybrid center (SGC) "Zadneprovsky", Orsha district, Vitebsk region, on water bodies of the adjacent territory, namely on surface, ground and subsurface waters based on the results of many years of research, which gives an idea of the ecological state of the environment around large livestock complexes. Materials and methods: the influence of long-term irrigation with prepared pig wastewater has been edetermined based on studies of water quality samples from surface water sources near the complex, ground wells located at a distance of 800-1200 m from the area irrigated with wastewater, and from wells drilled to a depth of 80-230 m into the aquifer and located directly on the territory of the complex. Results. In the Krapivenka river, 500 m above the inflow of water from the Savishchino reservoir, ammonium nitrogen is found in an amount (mg per cubic dm) of 0.421 with a norm of 0.39, nitrite nitrogen - 0.025 with a maximum admissible concentration (MAC) of 0.024, phosphate phosphorus - 0.132 with a norm of 0.066 mg in cube dm. In the wells of the adjacent settlement of Krashino, located at a distance of 4600 m from the irrigation system of the Zadneprovsky SGC, excesses of MAC or nitrates were recorded. The nitrate content in well No. 1 was 1150 (mg per cubic dm), which is 25 times higher than the maximum admissible concentration. For wells No. 2 and 3, these values were 136 and 219, respectively, the excesses were 3 and 5 times. Exceeding the MAC for nutrients was not detected in subsurface water. Conclusions: pollution of surface waters located in close proximity to the pig-breeding complex is associated with violation of the technological regulations for storage and discharge of pig breeding wastewater. The increased content of nitrates in wells is due to their entry with groundwater, and pig waste does not have a significant impact on groundwater lying below the confining layer composed of clayey moraine deposits.
Keywords: pig breeding wastewater, pollution, nutrients, surface water, groundwater, subsurface water, ecological state
For citation: Kireicheva L. V., Tkacheva T. N. The impact of the area irrigated by pig breeding wastewater on surface, ground and subsurface water of the adjacent territory. Land Reclamation and Hydraulic Engineering. 2023;13(4):62-78. (In Russ.). https://doi.org/10.31774/ 2712-9357-2023-13-4-62-78.
Введение. Загрязнение окружающей среды в мире носит глобальный характер в связи с хозяйственной деятельностью человека и научно-техническим прогрессом. В современном мире появляются все новые и новые источники антропогенного загрязнения, среди которых существен-
ное влияние на окружающую среду оказывают значительные объемы сточных вод различного происхождения. В мире ежегодно формируется более 350 млрд м3 сточных вод, из них в Индии, где население составляет 1450 млн чел., объем сточных вод составляет 26,4 млрд м3. Если в мире почти половина (48 %) сбрасывается без очистки, то в Индии только 28 % очищается [1]. В России в 2020 г., по данным Росводресурсов, в водные объекты было сброшено 37,7 млрд м3, что составляет чуть более 10 % [2], а на предприятиях агропромышленного комплекса Республики Беларусь ежегодный объем сточных вод в 2000 г. составил 1302 млн м3, в водные объекты было сброшено 1173 млн м3. Объем нормативно чистых вод составил 284 млн м3, нормативно очищенных - 884 млн м3 и недостаточно очищенных - 25 млн м3.
В многочисленных литературных источниках приводится химический состав различных категорий сточных вод. В результате внедрения современных технологий очистки состав сточных вод значительно меняется, однако и нормативно-очищенные сточные воды содержат много токсичных веществ, синтетических моющих средств, болезнетворных микроорганизмов. Сброс сточных вод в водные объекты приводит к их загрязнению, а в ряде случаев к нарушению процессов самоочищения [3-5]. В большей степени это относится к промышленным свиноводческим комплексам, которые загрязняют почву, поверхностные и грунтовые воды как биогенными веществами, микро- и макроорганизмами, так и токсическими химическими элементами.
Исследованиями воздействия на окружающую среду животноводческих стоков занимались многочисленные ученые в мире, России и Республике Беларусь: R. I. Zasoski, R. L. Edmonds (1984), K. H. Schweiger, H. Bacck, T. Daffner (1985), M. G. Heeley (1984), R. D. Davis (1989), D. Couillard, Y. Grenier (1987), Р. Метц (1990), Л. В. Кирейчева (2001), В. С. Брезгунов (2001), В. И. Желязко (2003), П. Ф. Тиво (2006), М. Г. Голченко (2008),
Л. П. Овцов (2002), В. А. Михеев (2003), А. С. Давыдов (2005), Г. Е. Мерзлая (2005), Ю. А. Мажайский (2006) [6, 7]. По содержанию органических и минеральных веществ они многократно превосходят хозяйственно-бытовые и промышленные стоки и ухудшают гигиенические и санитарно-гигиенические показатели природной воды. Поэтому сброс животноводческих стоков в водные объекты не допускается, а их утилизация обеспечивается орошением на землях, относящихся непосредственно к животноводческим комплексам. Вопросам разработки режимов орошения стоками животноводческих комплексов, обеспечивающих снижение антропогенной нагрузки на почвенный покров, посвящены работы П. Ф. Тиво, В. И. Же-лязко, М. Г. Голченко, Л. А. Саскевича, О. А. Захаровой, В. В. Копытовского и многих других [8-10].
На животноводческих комплексах Республики Беларусь ежегодно образуется около 40 млн м3 стоков, а основной технологией их утилизации является удобрительное орошение. На прилегающих к крупным комплексам землях отмечается загрязнение почв, поверхностных и грунтовых вод [11, 12]. Последствия загрязнения не всегда проявляются сразу. Именно поэтому в настоящее время ученые интенсивно ищут способы своевременной косвенной индикации загрязнения в самые начальные его моменты [13]. Несмотря на то, что на крупных свиноводческих комплексах Беларуси существует система эколого-гигиенического контроля, в основе которой лежат нормы технологического проектирования систем удаления, обработки, обеззараживания, хранения, подготовки навоза и использования стоков, мероприятия по охране окружающей среды остаются актуальными [14]. Особенно это относится к комплексам, функционирующим более 30 лет. Длительное функционирование свиноводческих комплексов даже при соблюдении всех технологических норм может вызывать существенные изменения в природной среде, поэтому изучение воздействия орошения свиноводческими стоками на окружающую среду - актуальная
задача. В работе Н. В. Масловой, Ж. Ю. Кочетовой, С. С. Масловой [15] показано, что для предотвращения загрязнения необходимо постоянное техническое и технологическое обновление свиноводческих комплексов и проведение постоянного комплексного мониторинга состояния природной среды. Цель настоящих исследований - выявить длительное воздействие крупного свиноводческого комплекса на загрязнение поверхностных, грунтовых и подземных вод биогенными веществами и химическими элементами.
Материалы и методы. Исследования проводили на базе промышленного свиноводческого комплекса «Заднепровский» Оршанского района Витебской области Республики Беларусь, который введен в эксплуатацию в 1985 г. и рассчитан на выращивание и откорм 54 тыс. голов свиней в год. На землях комплекса была запроектирована и построена оросительная система на площади 1199 га для утилизации навозных стоков объемом до 500 тыс. м3/год. Отдельные звенья проектной схемы утилизации навозных стоков были усовершенствованы как на стадии переработки стоков, так и при орошении сельскохозяйственных угодий. Качество подготовленных навозных стоков для орошения соответствовало технологическим требованиям (таблица 1).
Таблица 1 - Характеристики навозосодержащих сточных вод, применяемых при орошении кормовых культур
Table 1 - Manure-containing wastewater characteristics used for forage crops irrigation
Время года рН Азот Р2О5 K2O Са Mg Cl SO4 Взвешенные вещества ХПК
общий аммоний-ный
мг/дм3 мгО2/дм3
Весна 7,8 634 442 453 163 92 67 146 186 1573 1614
Лето 7,4 611 450 374 148 85 47 194 135 1351 1876
Осень 7,6 665 548 409 156 108 60 164 177 1471 1779
Среднее 7,6 637 480 412 156 95 58 168 166 1465 1753
ПДК 8,5 25,0 10,0 2,0 50 180 40 350 500 35,0 120,0
Подготовленные свиноводческие стоки использовались преимущественно на орошение многолетних трав и горохо-овсяной смеси. Обоснованный режим орошения включал использование сточных вод для утилизации 300 кг/га азота и полив природной водой для регулирования влажности почвы в периоды недостаточного природного увлажнения.
Исследования проводили в 2002-2004 гг. и в 2017 г. на территории селекционно-гибридного центра (СГЦ) «Заднепровский» и в прилегающих к современному свиноводческому комплексу сельских поселениях (рисунок 1).
РОС - резервуары осветленных стоков; ВПО - водоем пожарного обеспечения; НС - насосная станция; БП - биологический пруд; ГЛФ - государственный лесной фонд
ROS - clarified wastewater reservoirs; VPO - fire protection reservoir; NS - pumping station; BP - biological pond; SFF - State Forest Fund
Рисунок 1 - Схема оросительной системы СГЦ «Заднепровский» Оршанского района Витебской области
Figure 1 - Scheme of the irrigation system of the Zadneprovsky SGC, Orsha district, Vitebsk region
На схеме представлена оросительная система, скважины в водоносный горизонт, расположенные вблизи орошаемых полей, и колодцы в сельском поселении Крашино, находящиеся гипсометрически ниже. В процессе исследований были использованы визуальные наблюдения и методы лабора-торно-аналитического контроля.
Результаты и обсуждение. Наиболее уязвимыми к загрязнению являются поверхностные водоисточники. В течение 2003, 2004, 2007-2009, 2017 гг. для оценки химического состава поверхностных вод на территории СГЦ «Заднепровский» Оршанской межрайонной лабораторией аналитического контроля было отобрано 24 пробы и выполнено 14 определений по гидрохимическим и гидробиологическим показателям. Отбор проб производился в летние периоды. Пунктами мониторинга поверхностных вод были выбраны четыре точки, находящиеся на территории СГЦ «Задне-провский»: точка 1 - ручей Хотынь, в него стекают дренажные воды с оросительной системы; точка 2 - сброс вод из технологического водохранилища Савищино в р. Крапивенку, водохранилище принимает бытовые и сточные воды предприятия; точки 3 и 4 - р. Крапивенка, 500 м выше и ниже сброса вод из водохранилища Савищино.
В отобранных пробах были определены: БПК5 (биохимическое потребление кислорода), нефтепродукты, взвешенные вещества, сухой остаток, сульфаты, хлориды, азот аммонийный, азот нитритный, азот нитратный, СПАВ, рН, фосфор фосфатный, а также железо общее и растворенный кислород.
В 2003 г. значения БПК5 превышали нормативные показатели. В р. Крапивенка в 500 м выше впадения вод из технологического водохранилища Савищино (точка 3) БПК5 составило 4,6 мг/дм3, в точке 4 (500 м ниже впадения) - 3,3 мг/дм3 при норме 2,26 мг/дм3, т. е. на 2,34 и 1,04 мг/дм3 выше допустимого уровня соответственно. В 2004 г. также наблюдалось увеличение показателя БПК5 в точках 3 и 4, но по сравнению с 2003 г.
в точке 3 БПК5 составило 3,0 мг/дм3, а в точке 4 его значение увеличилось до 3,6 мг/дм3. Помимо БПК в 2004 г. превысило допустимые значения содержание в воде азота аммонийного, нитратного и нитритного. Так, на выходе из водохранилища Савищино (точка 2) нитритный азот составил 2,0 мг/дм3. В точке 3 были зафиксированы превышения по азоту нитратному и нитритному, их значения составили 12,1 и 0,024 мг/дм3 при нормативных показателях 9,1 и 0,02 мг/дм3.
Более благополучными были 2007 и 2008 гг. В этот период было зафиксировано превышение в точке 3 по азоту аммонийному. В 2009 г. БПК5 превысило нормативное значение на 0,1 мг/дм3 и составило 2,2 мг/дм3. 2017 г. был самым неблагополучным по сравнению с предыдущими годами. В точке 3 количество азота аммонийного составило 0,421 мг/дм3 при норме 0,39 мг/дм3, азота нитритного - 0,025 мг/дм3 при ПДК 0,024 мг/дм3, фосфора фосфатного - 0,132 мг/дм3 при норме 0,066 мг/дм3. В точке 4 количество азота аммонийного составило 0,467 мг/дм3, азота нитритного - 0,029 мг/дм3 и фосфора фосфатного - 0,147 мг/дм3. Остальные определяемые вещества находились в пределах нормы. Результаты исследований показывают, что с годами экологическая ситуация ухудшилась, наблюдалось загрязнение поверхностных вод в р. Крапивенка выше технологического водохранилища Савищино на 500 м по азоту аммонийному на 7,95 %, азоту нитритному на 4,17 % и фосфору фосфатному на 100 % по сравнению с допустимыми значениями. Ниже технологического водохранилища Савищино на 500 м содержание азота аммонийного увеличилось на 19,74 %, азота нитритного на 20,83 % и фосфора фосфатного на 122,7 % по сравнению с допустимым уровнем. Это связано с нарушением технологического регламента хранения и сброса свиноводческих стоков на территории СГЦ «Заднепровский».
Для выявления воздействия свиноводческих стоков на грунтовые воды прилегающей территории были отобраны пробы воды из колодцев в населенном пункте Крашино, находящемся на расстоянии 4600 м от оро-
сительной системы. Образцы были отобраны 4 ноября 2017 г. Анализ проб
воды выполняла химико-экологическая лаборатория БГСХА (таблица 2).
Таблица 2 - Содержание загрязняющих веществ в колодцах на прилегающей к оросительной системе СГЦ «Заднепровский» территории
Table 2 - Content of pollutants in wells in the territory adjacent to the irrigation system of the Zadneprovsky SGC
№ колод- рН Медь Цинк Свинец Кадмий Нитраты
цев мг/дм3
1 6,87 0,015 0,013 0,053 - 1150
2 6,81 0,0004 0,012 0,054 - 136
3 6,50 0,002 0,027 0,073 - 219
ПДК 6,0-9,0 1,0 5,0 0,03 0,001 45,0
Основными загрязнителями воды в колодцах оказались нитраты. Содержание нитратов в колодце № 1 составило 1150 мг/дм3, что в 25 раз выше ПДК. По колодцам № 2 и 3 эти значения составили 136 и 219 мг/дм3, соответственно, превышения составили 3 и 5 раз. Колодцы расположены гипсометрически ниже ручья Хотынь, на котором находятся три накопительных водоприемника осветленных сточных вод свинокомплекса, и обнаружено повышенное БПК5, содержание азота аммонийного, нитратного и нитритного ниже орошаемого участка, можно предположить, что биогенное загрязнение воды в колодцах происходит в результате притока грунтовых вод с орошаемого массива.
Кроме того, во всех трех колодцах зафиксированы превышения ПДК по свинцу. Максимальное значение обнаружено в колодце № 3, который находится рядом с дорогой Р15, оно составило 0,073 мг/дм3, что в 2,5 раза превышает ПДК. В колодцах № 1 и 2, расположенных в 800 и 1200 м от дороги, эти цифры составили 0,053 и 0,054 мг/дм3, что в 1,8 раза выше ПДК. Что касается содержания меди, цинка и рН, то они не превышают пределы допустимых значений для питьевого водоснабжения. Кадмий во всех трех колодцах не обнаружен. Повышенное содержание свинца в колодце № 3 связано с влиянием автотрассы Р15.
Для определения возможного загрязнения подземных вод, которые
обнаружены на глубине 80-230 м, были собраны данные по скважинам СГЦ «Заднепровский» в ГУ «Оршанский зональный центр гигиены и эпидемиологии» за 2004, 2006, 2011 и 2022 гг. На балансе предприятия имеется 17 скважин. Пять из них находятся на территории СГЦ «Заднепров-ский» вдоль трассы М8 Витебск - Могилев, а 12 скважин расположены в близлежащих населенных пунктах. Первая скважина была введена в эксплуатацию в 1981 г., глубина ее составляет 231 м, производительность 50 м3/ч. Вторая скважина запущена в 1982 г., ее глубина 80 м, производительность 30 м3/ч. Третья, четвертая и пятая включены в работу в 1983 г., их глубина и производительность аналогичны характеристикам второй скважины. В настоящее время из пяти скважин, которые обслуживают СГЦ «Заднепровский», функционируют только скважины 2, 4 и 5. Обобщенный литологический разрез, по фондовым материалам, представлен следующими слоями: современные техногенные отложения (tIV); современные болотные и озерно-болотные образования (b, lbIV); современные аллювиальные и озерно-аллювиальные отложения (a, laIV); лессовидные отложения проблематического происхождения горизонта (prIIIpzs); моренные отложения сожского горизонта (gIIsz); нерасчлененный комплекс водно-ледниковых, аллювиальных и озерно-болотных отложений, залегающих между сожской и днепровской мореной (f, lgIId-sz), находящихся на глубине 1,9-2,7 м. Моренные глинистые отложения являются водоупором для фильтрации грунтовых вод в нижележащие слои. Результаты оценки качества подземных вод представлены в таблице 3. Так как скважины функционируют с начала 80-х гг. прошлого столетия, более 35 лет, по результатам анализов можно выявить длительное воздействие стоков на подземные воды. К сожалению, отсутствуют результаты анализов с начала функционирования оросительной системы. По имеющимся данным, после 18-летнего периода в подземных водах обнаружены биогенные вещества (нитраты, аммиак и нитриты), однако их содержание не превышает ПДК и наблюдается существенное снижение с 2004 к 2022 г.
Таблица 3 - Показатели качества подземных вод СГЦ «Заднепровский» Table 3 - Subsurface water quality indicators of the Zadneprovsky SGC
В мг/дм3 In mg/dm3
Наименование Показатель качества подземных вод
показателей ПДК 2004 г. 2006 г.
качества Скв. 1 Скв. 2 Скв. 3 Скв. 4 Скв. 5 Скв. 1 Скв. 2 Скв. 3 Скв. 4 Скв. 5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Хлориды 350 6,0 5,0 6,5 6,5 7,0 3,4 3,2 6,8 6,6 4,6
Сульфаты 500 8,4 9,9 7,2 12,1 12,9 7,2 11,5 8,1 11,1 8,2
Алюминий 0,5 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04
Железо 0,3 2,14 1,67 1,97 0,80 1,56 1,45 1,47 0,78 0,68 1,75
Кадмий 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001
Марганец 0,1 0,115 0,050 0,070 0,060 0,065 0,100 0,04 0,080 0,040 0,045
Медь 1,0 0,031 0,023 0,031 0,020 0,020 0,0124 0,0086 0,0109 0,0074 0,0172
Мышьяк 0,05 0,005 0,005 0,003 0,005 0,005 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010
Свинец 0,03 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,00134 0,00158 0,00119 0,00162 0,00176
Фтор 1,5 0,352 0,397 0,248 0,216 0,358 0,383 0,219 0,164 0,121 0,383
Хром 0,05 0,002 0,001 0,002 0,001 0,001 0,00135 0,001 0,00108 0,001 0,00139
Цинк 5,0 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010 0,0036 0,0072 0,0096 0,0056 0,0079
Нитраты 45,0 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10
Аммиак и ионы
аммония 2,0 0,42 0,44 0,37 0,13 0,30 0,20 0,29 0,15 0,13 0,20
Нитриты 3,0 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,006
г
and d
R
ec la
m ел
ati и
oin ор а
a ц
n и d я
H и
у г d
ra д u р
l о
1 т е
E хн
n и gi к
n а e
e2
ri 0 n2
g. .
2 Т 0.
21 . 3,
l. 4. 3С
o. 4. P.
6 2 -7
оо
ON 2
-7
ОО
Продолжение таблицы 3 Table 3 continued
Наименование Показатель качества подземных вод
показателей ПДК 2011 г. 2022 г.
качества Скв. 1 Скв. 2 Скв. 3 Скв. 4 Скв. 5 Скв. 1 Скв. 2 Скв. 4 Скв. 5
1 2 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Хлориды 350 6,0 5,0 4,2 6,2 4,2 < 10 17,3 17,3 17,3
Сульфаты 500 3,66 3,58 3,66 7,16 4,45 6,7 5,0 8,2 6,7
Алюминий 0,5 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,0226 0,0229 0,0220 0,0234
Железо 0,3 3,39 1,50 1,44 0,64 1,41 1,6 0,6 0,7 0,63
Кадмий 0,001 0,00028 0,00025 0,00022 0,00026 0,00023 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001
Марганец 0,1 0,144 0,096 0,087 0,082 0,096 0,0537 0,0946 0,0645 0,0652
Медь 1,0 0,0146 0,0161 0,0148 0,0118 0,0152 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001
Мышьяк 0,05 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010 0,005 < 0,005 0,0050 0,008
Свинец 0,03 0,00104 0,00085 0,00101 0,00099 0,00084 < 0,003 < 0,003 < 0,003 < 0,003
Фтор 1,5 0,098 0,099 0,076 0,110 0,118 0,19 0,26 0,25 0,24
Хром 0,05 0,002 0,0017 0,00141 0,00141 0,00125 < 0,025 < 0,025 < 0,025 < 0,025
Цинк 5,0 0,0108 0,0128 0,0137 0,0114 0,0124 0,0061 0,0175 0,0099 0,0111
Нитраты 45,0 0,44 0,44 0,44 0,44 0,44 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1
Аммиак и ионы
аммония 2,0 0,097 0,081 0,096 0,05 0,052 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1
Нитриты 3,0 0,0099 0,0041 0,022 0,003 0,003 < 0,003 < 0,003 < 0,003 < 0,003
г
d о-
R c
3 л i и § P
о р a ц n и
0 М
H и d
a д
U р
1 о • т
0
И n
1 n
e e r
CD X
н и
к
2 О ¡3 2 CTQ м
2 Т О •
2 1 Р ,
• Р
3 р § 6
0 —
4 7 8
р •
6 2
1
7
оо
Что касается наличия металлов в подземных водах, то они практически не превышают ПДК для питьевого водоснабжения. Исключением являются железо и марганец. Из данных, приведенных в таблице 3, видно, что во все нижепредставленные годы прослеживалось превышение ПДК железа. Максимальное его значение 3,39 мг/дм3 было зафиксировано в 2011 г. в первой скважине, это в 11,3 раза выше нормативных значений. Минимальное значение содержания этого металла в скважинах было отмечено в 2022 г. и составило 0,6-0,7 мг/дм3, и это в 2 и 2,5 раза выше ПДК. Превышение содержания марганца было зафиксировано в 2004 и 2011 гг. в первой скважине и составило 0,015 и 0,044 мг/дм3 соответственно. Остальные определяемые показатели качества подземных вод не выходили за пределы нормативных значений. Следует отметить, что содержание меди, кадмия и фтора с 2002 г. незначительно уменьшилось, это связано со снижением объема выхода стоков в СГЦ «Заднепровский».
Выводы. Многолетние исследования показали, что экологическая ситуация на прилегающей территории, находящейся в непосредственной близости к СГЦ «Заднепровский», существенно ухудшилась за 35-летний период функционирования комплекса. В поверхностных водах р. Крапи-венка наблюдается значительное превышение по БПК5, азоту аммонийному, нитратному, нитритному, фосфору фосфатному, что связано с нарушением технологического регламента хранения и сброса свиноводческих стоков и несоблюдением зоны санитарной охраны.
Повышенное содержание нитратов в колодцах, находящихся в поселении Крашино, находящемся на расстоянии 4600 м от оросительной системы СГЦ «Заднепровский», обусловлено влиянием орошаемого массива и р. Крапивенка, находящихся гипсометрически выше.
Результаты химических анализов по скважинам для питьевого водоснабжения глубиной от 80 до 230 м, находящимся на территории комплекса, не выявили существенного загрязнения подземных вод благодаря нали-
чию локальных водоупоров, препятствующих миграции загрязнителей в водоносные горизонты, и научно разработанному режиму орошения, обеспечивающему ежегодное поступление азота не более 300 кг/га и чередование удобрительных с увлажнительными поливами пресной водой.
Для улучшения экологической ситуации в первую очередь требуется обеспечить водоохранные мероприятия на р. Крапивенка, запретить сбросы из технологического водохранилища Савищино в поверхностные водные объекты и ужесточить мероприятия по хранению подготовленных для орошения свиноводческих стоков.
Список источников
1. Wastewater irrigation in India: Current status, impacts and response options / P. S. Minhas, J. K. Saha, M. L. Dotaniya, A. Sarkar, M. Saha // Science of The Total Environment. 2022. Vol. 808, 20 Febr. 152001. https:doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152001.
2. Доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации в 2020 году». М.: Росводресурсы, НИА-Природа, 2022. 510 с.
3. Research on the efficiency of soil melioration with modified organic fertilizer from pig manure / E. A. Gribut, M. A. Kulikova, T. A. Kolesnikova, O. A. Surzhko, G. E. Merz-laya // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. 845. 012056. DOI: 10.1088/1755-1315/845/1/012056.
4. A review of environmental contamination and health risk assessment of wastewater use for crop irrigation with a focus on low and high-income countries / S. Khalid, M. Shahid, Natasha, I. Bibi, T. Sarwar, A. H. Shah, N. K. Niazi // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2018. 15. 895. DOI: 10.3390/ijerph15050895.
5. Impacts of effluent from different livestock farm types (pig, cow, and poultry) on surrounding water quality: a comprehensive assessment using individual parameter evaluation method and water quality indices / S. T. Cao, H. P. Tran, H. T. T. Le, H. P. K. Bui, G. T. H. Nguyen, L. T. Nguyen, B. T. Nguyen, A. D. Luong // Environmental Science and Pollution Research. 2021. Vol. 28. P. 50302-50315. DOI: 10.1007/s11356-021-14284-9.
6. Эффективность нового удобрения на основе свиного навоза / Г. Е. Мерзлая, Э. Н. Аканов, О. А. Суржко, М. А. Куликова, Т. А. Колесникова // Аграрные ландшафты, их устойчивость и особенности развития: сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч. экол. конф. 2020. С. 545-548.
7. Пустовалов Е. В. Влияние орошения животноводческими стоками на технологические качества маслосемян горчицы // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2018. № 2(50). С. 181-185.
8. Утилизация сточных вод и животноводческих стоков / В. И. Желязко, О. А. Захарова, Л. В. Кирейчева, Ю. А. Мажайский, Н. Н. Михальченко. М.: Эдель-М, 2001. 137 с.
9. Кирейчева Л. В., Захарова О. А. Влияние цикличного орошения сточными водами на свойства серых лесных почв // Почвоведение. 2002. № 9. С. 115-120.
10. Копытовский В. В. Влияние агромелиоративных мероприятий на плотность и водоотдачу дерново-подзолистой почвы при орошении животноводческими стоками // Мелиорация и водное хозяйство. 2020. № 1. С. 27-31.
11. Влияние орошения сточными водами свиноводческих комплексов на биогенное загрязнение грунтовых вод (на примере ОАО «СГЦ «Западный») / А. А. Волчек, О. Е. Чезлова, М. М. Дашкевич, А. Н. Лицкевич, М. В. Гулькович, О. А. Черничко // Мелиорация. 2017. № 2(80). С. 51-58.
12. Захарова О. А., Евсенкин К. Н. Характеристика грунтовых вод на мелиорированном агроландшафте // Вестник Рязанского государственного агротехнологическо-го университета имени П. А. Костычева. 2015. № 3(27). С. 18-22.
13. Комарова Л. Г. Геоэкология и природопользование. Минск: Академия, 2000.
192 с.
14. Челноков А. А. Экологические проблемы Республики Беларусь и пути их решения. Минск: Высш. шк., 2000. 247 с.
15. Маслова Н. В., Кочетова Ж. Ю., Маслова С. С. Оценка влияния типового свиноводческого комплекса на загрязнение депонирующих сред прилегающих территорий // Геополитика и экогеодинамика регионов. 2021. Т. 7(17), вып. 2. С. 231-240.
References
1. Minhas P.S., Saha J.K., Dotaniya M.L., Sarkar A., Saha M., 2022. Wastewater irrigation in India: Current status, impacts and response options. Science of the Total Environment, vol. 808, 20 Feb., 152001, https:doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152001.
2. Doklad "O sostoyanii i ispol'zovanii vodnykh resursov Rossiyskoy Federatsii v 2020 godu" Report "On the State and Use of Water Resources of the Russian Federation in 2020". Moscow, Rosvodresursy, NIA-Priroda, 2022, 510 p. (In Russian).
3. Gribut E.A., Kulikova M.A., Kolesnikova T.A., Surzhko O.A., Merzlaya G.E., 2021. Research on the efficiency of soil melioration with modified organic fertilizer from pig manure. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, vol. 845, 012056, DOI: 10.1088/1755-1315/845/1/012056.
4. Khalid S., Shahid M., Natasha, Bibi I., Sarwar T., Shah H.A., Niazi N.K., 2018. A review of environmental contamination and health risk assessment of wastewater use for crop irrigation with a focus on low and high-income countries. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15, 895, DOI: 10.3390/ijerph15050895.
5. Cao ST., Tran HP., Le H.T.T., Bui H.P.K., Nguyen G.T.H., Nguyen L.T., Nguyen B.T., Luong A.D., 2021. Impacts of effluent from different livestock farm types (pig, cow, and poultry) on surrounding water quality: a comprehensive assessment using individual parameter evaluation method and water quality indices. Environmental Science and Pollution Research, vol. 28, pp. 50302-50315, DOI: 10.1007/s11356-021-14284-9.
6. Merzlaya G.E., Akanov E.N., Surzhko O.A., Kulikova M.A., Kolesnikova T.A., 2020. Effektivnost' novogo udobreniya na osnove svinogo navoza [Effect of the new fertilizer based on pig manure]. Agrarnye landshafty, ikh ustoychivost' i osobennosti razvitiya: sbornik nauchnych trudov po materialam Mezhdunarodnoy nauchnoy ekologicheskoy konferentsii [Agrarian Landscapes, Their Sustainability and Features Development: Proc. of the International Scientific Ecological Conference], pp. 545-548. (In Russian).
7. Pustovalov E.V., 2018. Vliyanie orosheniya zhivotnovodcheskimi stokami na tekhnologicheskie kachestva maslosemyan gorchitsy [The influence of irrigation by livestock waste on technological quality of mustard oil seeds]. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniver-sitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie [Proc. of Lower Volga Agro-University Complex: Science and Higher Education], no. 2(50), pp. 181-185. (In Russian).
8. Zhelyazko V.I., Zakharova O.A., Kireicheva L.V., Mazhaisky Yu.A., Mikhal-chenko N.N., 2001. Utilizatsiya stochnykh vod i zhivotnovodcheskikh stokov [Waste Water and Animal Waste Disposal]. Moscow, Edel-M Publ., 137 p. (In Russian).
9. Kireycheva L.V., Zakharova O.A., 2002. Vliyanie tsiklichnogo orosheniya sto-chnymi vodami na svoystva serykh lesnykh pochv [The effect of cyclic irrigation with wastewater on the properties of gray forest soils]. Pochvovedenie [Eurasian Soil Science], no. 9, pp. 115-120. (In Russian).
10. Kopytovsky V.V., 2020. Vliyanie agromeliorativnykh meropriyatiy na plotnost' i vodootdachu dernovo-podzolistoy pochvy pri oroshenii zhivotnovodcheskimi stokami [The influence of agroreclamation measures on the density and water yield of sod-podzolic soil when irrigated with livestock waste]. Melioratsiya i vodnoe khozyaystvo [Melioration and Water Management], no. 1, pp. 27-31. (In Russian).
11. Volchek A.A., Chezlova O.E., Dashkevich M.M., Litskevich A.N., Gulko-vich M.V., Chernichko O.A., 2017. Vliyanie orosheniya stochnymi vodami svinovodcheskikh kompleksov na biogennoe zagryaznenie gruntovykh vod (na primere OAO "SGTS "Za-padnyy") [The influence of wastewater irrigation of pig-breeding complexes on biogenic pollution of groundwater (on the example of JSC "SGC "Zapadny")]. Melioratsiya [Land Reclamation], no. 2(80), pp. 51-58. (In Russian).
12. Zakharova O.A., Evsenkin K.N., 2015. Kharakteristika gruntovykh vod na melioriro-vannom agrolandshafte [Characteristics of groundwater at the reclaimed agrolandscape]. Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta imeni P. A. Kostycheva [Bulletin of Ryazan State Agrotechnological University named after P. A. Kostychev], no. 3(27), pp. 18-22. (In Russian).
13. Komarova L.G., 2000. Geoekologiya iprirodopol'zovanie [Geoecology and Environmental Management]. Minsk, Academy Publ., 192 p. (In Russian).
14. Chelnokov A.A., 2000. Ekologicheskie problemy Respubliki Belarus' i puti ikh resheniya [The Environmental Problems of the Republic of Belarus and Ways to Solve Them]. Minsk, Higher School Publ., 247 p. (In Russian).
15. Maslova N.V., Kochetova Zh.Yu., Maslova S.S., 2021. Otsenka vliyaniya tipovogo svinovodcheskogo kompleksa na zagryaznenie deponiruyushchikh sred prilegayushchikh ter-ritoriy [Assessment of the influence of a typical pig-breeding complex on pollution of depositing media in adjacent territories]. Geopolitika i ekogeodinamika regionov [Geopolitics and Ecogeodynamics of Regions], vol. 7(17), iss. 2, pp. 231-240. (In Russian).
Информация об авторах
Л. В. Кирейчева - руководитель научного направления, доктор технических наук, профессор, Федеральный научный центр гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костяко-ва, Москва, Российская Федерация, Kireychevalw@mail.ru, AuthorID: 105946; Т. Н. Ткачёва - старший преподаватель, Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, Горки, Республика Беларусь, tamaratkacheva60771@gmail.com.
Information about the authors
L. V. Kireicheva - Head of Scientific Direction, Doctor of Technical Sciences, Professor, Federal Scientific Center for Hydraulic Engineering and Land Reclamation named after A. N. Kostyakov, Moscow, Russian Federation, Kireychevalw@mail.ru, AuthorID: 105946; T. N. Tkacheva - Senior Lecturer, Belarusian State Agricultural Academy, Gorki, Republic of Belarus, tamaratkacheva60771@gmail.com.
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Все авторы в равной степени несут ответственность за нарушения в сфере этики научных публикаций.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. All authors are equally responsible for ethical violations in scientific publications.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 07.08.2023; одобрена после рецензирования 21.09.2023; принята к публикации 17.10.2023.
The article was submitted 07.08.2023; approved after reviewing 21.09.2023; accepted for publication 17.10.2023.
