Научная статья на тему 'ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ОРОШЕНИЯ'

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ОРОШЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
8
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫЕ СТОЧНЫЕ ВОДЫ / ОРОШЕНИЕ / СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ КУЛЬТУРЫ / ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ / ПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА / ЗЕМЛЕДЕЛЬЧЕСКИЕ ПОЛЯ ОРОШЕНИЯ

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Ляшков Максим Анатольевич, Арискина Юлия Юрьевна

Цель: анализ зарубежного опыта применения очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод в оросительных мелиорациях. Применение в оросительных мелиорациях хозяйственно-бытовых сточных вод широко распространено в регионах, имеющих дефицит водных ресурсов, а также засушливый климат. Это Индия, Италия, Франция, Испания, Израиль, Иордания, США, Польша, Африка, а также Центральная, Южная и Юго-Восточная Азия (Бангладеш, Камбоджа, Китай, Индия, Индонезия и Вьетнам). Обсуждения. В настоящее время наблюдается значительное увеличение объема хозяйственно-бытовых сточных вод, а использование очищенных сточных вод для сельскохозяйственного производства является распространенной практикой во всем мире. В Европе от 964 млн м3/год очищенных сточных вод используется в сельском хозяйстве, 347 млн м3/год приходится на Испанию и 233 млн м3/год на Италию. Повторное использование сточных вод в Латинской Америке подтверждается наличием больших площадей, орошаемых как очищенными, так и неочищенными хозяйственно-бытовыми сточными водами. При орошении очищенными хозяйственно-бытовыми сточными водами овощных культур в странах Ближнего Востока развитие патогенных организмов, несущих угрозу здоровью человека, не наблюдалось. Выводы. Использование очищенных сточных вод для целей орошения решает проблему дефицита водных ресурсов, их утилизации, благоприятно влияет на физико-химические характеристики почвы, рост и развитие растений, способствует снижению стоимости производства сельскохозяйственных культур на 10-20 %, что является решающим аргументом в пользу применения сточных вод в оросительных мелиорациях, кроме того, экономится от 25 до 50 % азотных и фосфорных удобрений и увеличивается урожайность сельскохозяйственных культур на 15-27 % по сравнению с орошением обычными водами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Ляшков Максим Анатольевич, Арискина Юлия Юрьевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FOREIGN PRACTICES IN USING HOUSEHOLD WASTEWATER FOR IRRIGATION

Purpose: analysis of foreign practices in the use of treated household wastewater in irrigation reclamation. The usage of household wastewater in irrigation is widespread in regions with a shortage of water resources, as well as an arid climate. These are India, Italy, France, Spain, Israel, Jordan, USA, Poland, Africa, as well as Central, South and Southeast Asia (Bangladesh, Cambodia, China, India, Indonesia and Vietnam). Discussions. Currently, there is a significant increase of household wastewater volume, and the use of treated wastewater for agricultural production is a common practice throughout the world. In Europe, 964 million m3/year of treated wastewater is used in agriculture, 347 million m3/year is used in Spain and 233 million m3/year in Italy. The wastewater reuse in Latin America is confirmed by the presence of large areas irrigated with both purified and unpurified household wastewater. When irrigating vegetable crops with purified household wastewater in the Middle East countries, the development of pathogenic organisms that pose a threat to human health was not observed. Conclusion. The use of treated wastewater for irrigation solves the problem of water shortage, their utilization, has a positive effect on soil physical and chemical characteristics, the plant growth and development, helps to reduce the cost of crop production by 10-20 %, which is a decisive argument in favor of household wastewater irrigation. Besides, the use of wastewater in irrigation reclamation, saves from 25 to 50 % of nitrogen and phosphorus fertilizers and increases crop yields by 15-27 % compared to irrigation with ordinary water.

Текст научной работы на тему «ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ОРОШЕНИЯ»

ЭКОЛОГИЯ

Обзорная статья УДК 628.3:631.67

doi: 10.31774/2658-7890-2022-4-2-15-31

Зарубежный опыт применения хозяйственно-бытовых

сточных вод для целей орошения

1 2 Максим Анатольевич Ляшков , Юлия Юрьевна Арискина

1 2

' Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, Новочеркасск, Российская Федерация

1layshkov@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-7094-8575 2yuliya.glushenko_61@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-3755-515X

Аннотация. Цель: анализ зарубежного опыта применения очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод в оросительных мелиорациях. Применение в оросительных мелиорациях хозяйственно-бытовых сточных вод широко распространено в регионах, имеющих дефицит водных ресурсов, а также засушливый климат. Это Индия, Италия, Франция, Испания, Израиль, Иордания, США, Польша, Африка, а также Центральная, Южная и Юго-Восточная Азия (Бангладеш, Камбоджа, Китай, Индия, Индонезия и Вьетнам). Обсуждения. В настоящее время наблюдается значительное увеличение объема хозяйственно-бытовых сточных вод, а использование очищенных сточных вод для сельскохозяйственного производства является распространенной практикой во всем мире. В Европе от 964 млн м3/год очищенных сточных вод используется в сельском хозяйстве, 347 млн м3/год приходится на Испанию и 233 млн м3/год на Италию. Повторное использование сточных вод в Латинской Америке подтверждается наличием больших площадей, орошаемых как очищенными, так и неочищенными хозяйственно-бытовыми сточными водами. При орошении очищенными хозяйственно-бытовыми сточными водами овощных культур в странах Ближнего Востока развитие патогенных организмов, несущих угрозу здоровью человека, не наблюдалось. Выводы. Использование очищенных сточных вод для целей орошения решает проблему дефицита водных ресурсов, их утилизации, благоприятно влияет на физико-химические характеристики почвы, рост и развитие растений, способствует снижению стоимости производства сельскохозяйственных культур на 10-20 %, что является решающим аргументом в пользу применения сточных вод в оросительных мелиорациях, кроме того, экономится от 25 до 50 % азотных и фосфорных удобрений и увеличивается урожайность сельскохозяйственных культур на 15-27 % по сравнению с орошением обычными водами.

Ключевые слова: хозяйственно-бытовые сточные воды, орошение, сельскохозяйственные культуры, очистные сооружения, питательные вещества, земледельческие поля орошения

Для цитирования: Ляшков М. А., Арискина Ю. Ю. Зарубежный опыт применения хозяйственно-бытовых сточных вод для целей орошения // Экология и водное хозяйство. 2022. Т. 4, № 2. С. 15-31. https://doi.org/10.31774/2658-7890-2022-4-2-15-31.

ECOLOGY

Review article

Foreign practices in using household wastewater for irrigation

© Ляшков М. А., Арискина Ю. Ю., 2022

1 2 Maxim A. Lyashkov , Yuliya Yu. Ariskina

1 2Russian Scientific Research Institute of Land Improvement Problems, Novocherkassk, Russian Federation

1layshkov@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-7094-8575 2yuliya.glushenko_61@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-3755-515X

Abstract. Purpose: analysis of foreign practices in the use of treated household wastewater in irrigation reclamation. The usage of household wastewater in irrigation is widespread in regions with a shortage of water resources, as well as an arid climate. These are India, Italy, France, Spain, Israel, Jordan, USA, Poland, Africa, as well as Central, South and Southeast Asia (Bangladesh, Cambodia, China, India, Indonesia and Vietnam). Discussions. Currently, there is a significant increase of household wastewater volume, and the use of treated wastewater for agricultural production is a common practice throughout the world. In Europe, 964 million m3/year of treated wastewater is used in agriculture, 347 million m3/year is used in Spain and 233 million m3/year in Italy. The wastewater reuse in Latin America is confirmed by the presence of large areas irrigated with both purified and unpurified household wastewater. When irrigating vegetable crops with purified household wastewater in the Middle East countries, the development of pathogenic organisms that pose a threat to human health was not observed. Conclusion. The use of treated wastewater for irrigation solves the problem of water shortage, their utilization, has a positive effect on soil physical and chemical characteristics, the plant growth and development, helps to reduce the cost of crop production by 10-20 %, which is a decisive argument in favor of household wastewater irrigation. Besides, the use of wastewater in irrigation reclamation, saves from 25 to 50 % of nitrogen and phosphorus fertilizers and increases crop yields by 15-27 % compared to irrigation with ordinary water.

Keywords: household wastewater, irrigation, agricultural crops, sewage treatment plants, nutrients, sewage farms

For citation: Lyashkov M. A., Ariskina Yu. Yu. Foreign practices in using household wastewater for irrigation. Ecology and Water Management. 2022;4(2):15-31. (In Russ.). https://doi.org/10.31774/2658-7890-2022-4-2-15-31.

Введение. Вода во многих странах является жизненно важным и ограниченным ресурсом. Стремительное развитие промышленности и рост населения приводит к сокращению водных ресурсов во всем мире. С увеличением населения вырос спрос на пресную воду, а также повысился объем образования хозяйственно-бытовых сточных вод. Поэтому возникает острая необходимость в сохранении и защите пресной воды и использовании хозяйственно-бытовых сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур [1]. Орошение является отличным способом использования сточных вод, так как эта вода обогащена питательными элементами, необходимыми для роста и развития растений. Сточные воды применяются при выращивании кормовых, волокнистых или семенных культур [2].

Рациональное использование сточных вод различного качества в оро-

шаемом земледелии подтверждается широкомасштабным и многолетним применением в различных природно-климатических зонах по всему миру. Очищенные сточные воды для орошения и удобрения сельскохозяйственных земель широко применяются в таких регионах, как Индия, Италия, Франция, Испания, Израиль, Иордания, США, Польша, Африка, а также Центральная, Южная и Юго-Восточная Азия (Бангладеш, Камбоджа, Китай, Индия, Индонезия и Вьетнам) [3].

Очищенные сточные воды имеют надежное качество, обеспечиваемое строгим регулированием качества оросительной воды для повторного использования сточных вод, и гарантируют безопасное орошение (таблица 1).

Таблица 1 - Стандарты качества оросительной воды в виде

очищенных сточных вод для использования в сельском хозяйстве, применяемые различными странами [3]

Table 1 - Irrigation water quality standards in the form of treated

wastewater for agricultural use, applied by différent countries [3]

Параметр Индия Южная Корея США Кипр Франция Греция Италия Израиль Испания Саудовская Аравия

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Кишечная па-

лочка < < < < < < < < <

(шт./100 мл) 500 200 200 1000 10000 200 100 10 1000 -

Мутность

Сыти) < 5 < 5 < 2 - - < 2 - - < 10 < 5

Взвешенные

вещества

(мг/дм3) - - < 30 < 45 < 15 < 35 < 10 < 10 < 35 < 10

БПК (мг/дм3) < 30 < 8 < 30 < 30 - < 25 < 20 < 10 - < 10

ХПК (мг/дм3) < 100 - < 100 - < 60 - < 100 < 100 - < 50

При-

Запах емлемый Приемлемый

Азот общий

(мг/дм3) - - 2-6 - - - < 15 < 25 - -

Фосфор общий (мг/дм ) < 1 < 2 < 5

Кишечные

нематоды

(шт./л) - - < 1 - - - - - < 1 -

Продолжение таблицы 1 Table 1 continuation

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

pH 6-8,5 5,8-8,5 6-9 - - - 6-9,5 6-9,5 6-8,4

Электропро-

водность < < < < <

(мкСм/см) 2250 2000 1500 - - - 3000 1400 - -

Жесткость

(мг-экв/л) > 6 - > 7,1 - - - - - - -

Таким образом, повторное использование сточных вод в условиях засушливого климата может стать ключевым решением проблемы устойчивого управления водными ресурсами в сельском хозяйстве.

Цель исследований - анализ зарубежного опыта применения очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод в оросительных мелиорациях.

Обсуждения. За последние два десятилетия наблюдается значительное увеличение объема хозяйственно-бытовых сточных вод из-за быстрого роста населения, улучшения условий жизни, урбанизации и экономического развития (рисунок 1) [4]. Также возросло продуктивное использование очищенных сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур в странах, не имеющих альтернативных источников оросительной воды [5].

% 400

353

350

300 285

Страна

Рисунок 1 - Увеличение общего объема производства хозяйственно-бытовых сточных вод (за последние 20 лет)

Picture 1 - Increase in total production of household wastewater (for the last 20 years)

В засушливых и полузасушливых регионах мира орошение необходимо почти для всех культур. В этих регионах подавляющее большинство освоенной воды используется в сельском хозяйстве. Как показано на рисунке 2, во всем мире процент воды, используемой для сельского хозяйства, составляет более 50 %, а в США (и отдельно - Калифорнии) этот показатель колеблется около 80 % [6].

% 100

Страна

Рисунок 2 - Использование хозяйственно-бытовых сточных вод Figure 2 - Use of household wastewater

Использование очищенных сточных вод для сельскохозяйственного производства является распространенной практикой во всем мире. В Европе, США, Китае применение очищенных сточных вод увеличилось примерно на 10-29 % в год и в Австралии - до 41 %. В Китае около 1,33 млн га площади используется для орошения сточными водами [7]. В Израиле более 80 % очищенных сточных вод используется повторно, в основном для сельскохозяйственного орошения [8]. Орошение очищенными сточными водами увеличивает доходы фермерских хозяйств и уменьшает загрязнение окружающей среды за счет уменьшения сброса сточных вод в природную среду. Более 20 млн га земли орошается очищенными и неочищенными сточными водами во всем мире [4].

В связи с высоким ростом объема образования и использования хозяйственно-бытовых сточных вод во всем мире, более 80 % очистных сооружений наблюдается в экономически развитых регионах, таких как США, Япония и Европа. Например, во Франции насчитывается более 17 тыс. очистных сооружений, в Китае - 3272, которые могут обрабатывать около 140 млн м сточных вод в сутки. В 2000 г. в США насчитывалось 15591 очистное сооружение. В штате Калифорния более 75 % обработанных сточных вод используется для орошения сельскохозяйственных культур [7].

В период с 2000 по 2006 г. в средиземноморском и ближневосточном регионах было выявлено около 100 очистных сооружений, в то время как в Латинской Америке было установлено 50 объектов, а в странах Африки к югу от Сахары - 20 [9].

В Европе использование сточных вод в сельском хозяйстве распространено в Испании, Италии, Греции, на Кипре, во Франции и Португалии. Из 964 млн м /год очищенных сточных вод, используемых в Европе,

33

347 млн м /год приходится на Испанию и 233 млн м /год на Италию [10].

В юго-восточном регионе Италии (Апулия) в условиях дефицита водных ресурсов повторное использование сточных вод может представлять собой основной источник воды, так как 70 % общей площади занято пахотными землями. Для повторного использования очищенных сточных вод в качестве альтернативного источника орошения государством было построено 215 очистных сооружений, которые в настоящее время управляются частными лицами. В настоящее время на территории функционирует только 171 очистная станция, очищающая городские и промышленные сточные воды [11].

В Италии проводили исследования, посвященные оценке влияния орошения сточными водами на урожайность брокколи и томатов и свойства почвы. Для сравнения результатов исследования рассматривалось различное качество оросительной воды - чистая (обычная) вода и очищенные сточные воды. Результаты исследования показали более высокие значения почвен-

ных химических веществ во время полива сточными водами по сравнению с орошением чистыми водами. Концентрации ионов натрия и нитратов были немного выше пороговых значений, рекомендованных для овощей. Исследование показало, что очищенные сточные воды могут безопасно использоваться для растениеводства в регионах с дефицитом водных ресурсов [4].

Во Франции бытовые сточные воды после очистных сооружений частично используются для орошения сельскохозяйственных культур профсоюзом фермеров [10].

В Португалии построенные водно-болотные угодья были опробованы в качестве технологии мелиорации для орошения и оцениваются как пригодные в соответствии с ограничениями [10].

На территории Кипра используют 100 % образующихся очищенных бытовых сточных вод в сельском хозяйстве.

В США штат Флорида занимает первое место среди всех штатов по общему ежегодному использованию очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод для орошения. На рисунке 3 представлены данные об общем количестве использования сточных вод в сутки за 2015 г. [6].

Рисунок 3 - Использование хозяйственно-бытовых сточных вод для орошения в США

Figure 3 - Use of household wastewater for irrigation in the USA

Необходимость повторного использования сточных вод в Латинской Америке была признана давно. Несколько стран этого региона сообщают о больших площадях, орошаемых как очищенными, так и неочищенными хозяйственно-бытовыми сточными водами (таблица 2). Такие города, как Лима (Перу), Мехико (Мексика) и Сантьяго (Чили), уже много лет практикуют орошение сточными водами [6].

Таблица 2 - Практика орошения хозяйственно-бытовыми сточными водами в Латинской Америке

Table 2 - Irrigation practices with household wastewater in Latin America

Страна (основной город) Площадь (га) Основная сельскохозяйственная культура

очищенная неочищенная

Аргентина (Мендо-са, Чубут, Сальта) 3000 20000 Овощи, виноград, пастбища, леса, оливки, фруктовые деревья

Боливия (Кочабам-ба, Ла-Пас, Тариха) - 5700 Картофель, кукуруза, овощи, травы, виноград

Чили (Антофагаста, Сантьяго) - 130000 Овощи, фруктовые деревья, виноградники, злаки

Колумбия (Ибаге, Богота) 330000 900000 Рис, овощи, пастбища, табак, кукуруза, фруктовые деревья

Доминиканская Республика (Ла-Вега, Сан-Франсиско-де-Макорис) 500 - Рис, кукуруза, томаты, фуражные

Эквадор (Портовье-хо) 80 - Кукуруза, помидоры, перец, огурец, арбузы

Гватемала (Солола) 5 - Пастбища, корма, бобы, помидоры

Мексика (Мески-тальная долина, Хуарес, Тескоко) 70000 190000 Зерновые культуры, корма, фруктовые деревья, овощи

Никарагуа (Ривас, Гранада, Матагаль-па) 250 - Банан, кормовая трава и кукуруза, сахарный тростник, овощи

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Перу (Лима, Ика, Такна) 4000 16000 Овощи, корма, хлопок, фруктовые деревья, ароматические травы

В менее развитых регионах и регионах с низким уровнем дохода, таких как Азия, Латинская Америка и Африка, отсутствие технических и финансовых ресурсов очень затрудняет эффективный сбор и очистку сточных вод, поэтому сточные воды используются для орошения без какой-либо очистки [7].

Во многих городах Азии и Африки крупные централизованные системы сбора и очистки сточных вод не поддерживаются и не функционируют. В Гане функционируют только семь из 44 небольших очистных сооружений и, как правило, ни одно из них не соответствует проектным стандартам качества очистки сточных вод [7].

В Пакистане примерно 30 % от общего объема образующихся сточных вод непосредственно используется для орошения 32,5 тыс. га сельскохозяйственных культур [7]. В пригородных районах Пакистана сточные воды часто используются без какой-либо предварительной очистки для орошения овощей и сельскохозяйственных культур. Около 26 % всех овощей, выращиваемых в Пакистане, орошаются неочищенными сточными водами. В результате овощи местного производства примерно на 60 % дешевле импортных овощей из-за более низких затрат на удобрения и транспортировку на рынки. В пригородном районе Фейсалабада (Учкара) 10 тыс. га используются для орошения неочищенными сточными водами [12].

В Израиле существуют комплексные программы по использованию сточных вод, что позволяет утилизировать более 70 % всех городских стоков и обеспечивать до 20 % водных ресурсов, используемых в сельском хозяйстве. Для этого установлено несколько сотен бассейнов и резервуаров для сбора и повторного использования очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод. Около 30 % воды, используемой в сельском хозяйстве, составляют очищенные хозяйственно-бытовые сточные воды для капельного орошения садов и непродовольственных культур [13-15].

В Индии столкнулись с проблемой недостатка водных ресурсов, а также удорожанием удобрений. Использование очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод для орошения приводит к экономии водных ресурсов и благоприятно влияет на сельскохозяйственное производство [1].

Так, опыт орошения очищенными хозяйственно-бытовыми сточными водами в Индии показывает, что экономится от 25 до 50 % азотных и фос-

форных удобрений, а также увеличивается урожайность сельскохозяйственных культур на 15-27 % по сравнению с орошением природными водами. В Индии насчитывается около 73 тыс. га сельскохозяйственных угодий с орошением сточными водами. На таких полях устраиваются системы с круглогодичным интенсивным орошением овощей и кормовых культур, что приводит к увеличению урожая с единицы площади земли в 4 раза. В Индии сточными водами могут ежегодно орошать от 1,0 до 1,5 млн га земель. Основные культуры, орошаемые в Индии сточными водами, приведены в таблице 3 [16, 17]. В стране очищается только 24 % хозяйственно-бытовых сточных вод. В Восточной Индии очистные сооружения отсутствуют или не функционируют должным образом, а около 2600 млн м неочищенных сточных вод используется для растениеводства.

Таблица 3 - Орошение хозяйственно-бытовыми сточными водами некоторых городов Индии

Table 3 - Irrigation of some cities in India with household wastewater

Очистка Площадь Количество

Город сточных ороше- хозяйств, Вид сельхозкультуры

вод, % ния, га шт.

Овощи, рис, злаковые, корма,

Ахмадабад 96 33600 - травы, хлопок, фруктовые деревья, декоративные растения, пастбища

Летом тыквы, баклажаны, бамия

Нью-Дели 61 1700 12000 и кориандр. Зимой шпинат, горчица, цветная капуста, редис и капуста

Хайдарабад 31 10000 - Рис и овощи

Канпур 41 2500 2447 Пшеница, рис, овощи, горчица и цветы

Калькутта 24 4887 2500 Рис и овощи

В Тунисе около 30-43 % очищенных сточных вод используется для сельскохозяйственного и ландшафтного орошения. Повторное использование сточных вод для орошения рассматривается как способ увеличения водных ресурсов, обеспечения дополнительных питательных веществ. Очищенная вода используется на 8 тыс. га для орошения кормовых и зерновых культур,

виноградников, цитрусовых и других фруктовых деревьев. Правила разрешают использование очищенных сточных вод на всех культурах, за исключением овощей, независимо от того, употребляются они в пищу сырыми или приготовленными.

В районе Алеппо в Сирии на сегодняшний день менее 7 % площади под овощами, орошаемыми сточными водами [5].

В Южной Африке очищенные сточные воды используются для орошения виноградников.

За последние четыре десятилетия в Саудовской Аравии наблюдалось увеличение производства люцерны и пшеницы при орошении очищенными сточными водами более чем на 10 % [4].

Иордания имеет очень ограниченные водные ресурсы и уже более 30 лет повторно использует очищенные сточные воды в качестве альтернативного источника орошения. В настоящее время используется 80 % сточных вод, но только небольшая их часть соответствует правилам повторного использования и официально разрешена. Повторное использование очищенных сточных вод осуществляется на земледельческих полях орошения при возделывании кормовых культур, таких как люцерна, ячмень и кукуруза [10].

Опыт применения очищенных сточных вод в Хирбет Ас Самра показывает достаточное накопление калия и фосфатов, они удовлетворяют потребность сельскохозяйственных культур в этих питательных веществах, хотя результаты варьируются в зависимости от типа культуры и интенсивности возделывания. Однако избыточная доступность питательных веществ может также снизить урожайность в зависимости от культуры и стадии ее роста [18].

При орошении очищенными хозяйственно-бытовыми сточными водами овощных культур в странах Ближнего Востока развитие патогенных организмов, несущих угрозу здоровью человека, не наблюдалось [4].

В Марокко (в районе деревни Тидили) были проведены опытные исследования влияния хозяйственно-бытовых сточных вод на люцерну. Они

основаны на поливе люцерны неочищенными, очищенными сточными водами и чистой водой, результаты приведены в таблице 4 [19].

Таблица 4 - Результаты исследований, посвященных выращиванию

люцерны при орошении в Марокко Table 4 - Results of studies on the cultivation of alfalfa under irrigation in Morocco

В мкг/г In ^g/g

Культура И сследуемый показатель

Хлорофилл Пролин (аминокислота) Сахар

неочищенные сточные воды очищенные сточные воды чистая вода неочищенные сточные воды очищенные сточные воды чистая вода неочищенные сточные воды очищенные сточные воды чистая вода

Люцерна 20,37 33,05 31,86 91,25 20,17 23,09 4,0 2,24 2,05

Также применение хозяйственно-бытовых сточных вод повлияло на содержание N Р, К, Са и № в люцерне. Растения, орошаемые неочищенными сточными водами, имели самое высокое содержание макроэлементов, за ними следовали растения, орошаемые очищенными сточными водами. Гораздо меньшее количество основных макроэлементов было определено в растениях, орошаемых чистой водой.

Таким образом, использование неочищенных сточных вод приводит к тому, что показатели почвы и растений выше предела и растения опасны для здоровья. При поливе очищенными сточными водами исследуемые показатели были значительно ниже предельных значений, допускаемых стандартами, которые контролируют использование очищенных сточных вод, в сельскохозяйственных почвах и сельскохозяйственных культурах. По сравнению с растениями, орошаемыми чистой водой, растения, орошаемые очищенными сточными водами, не показали большой разницы в биохимических показателях. При использовании очищенных сточных вод не выявили каких-либо нарушений в физиологических свойствах люцерны. Накопление тяжелых металлов не было обнаружено в культуре и почве [19].

По данным N. Ungureanu, V. Vlâdut, G. Voicu [20], многочисленные экспериментальные исследования подтвердили, что очищенные сточные воды успешно используются для орошения различных сельскохозяйственных культур, в т. ч. салата, помидоров, картофеля, моркови, редиса, огурцов, шпината, лука, фенхеля, спаржи, баклажанов, брокколи, капусты, свеклы, авокадо, ароматических (кулинарных) трав, винограда, яблонь, нектаринов, банановых, лимонных, апельсиновых, оливковых деревьев, кукурузы, пшеницы, риса, арахиса, подсолнечника, люцерны, сорго, красного амаранта, трав, цветов, хвойных деревьев, эвкалипта, тополя. В соответствии с данными исследований, увеличивается выбор сельскохозяйственных культур, выращиваемых при орошении очищенными сточными водами.

Выводы

1 Использование очищенных сточных вод для целей орошения решает проблему дефицита водных ресурсов, их утилизации, а также благоприятно влияет на физико-химические характеристики почвы, рост и развитие растений.

2 Использование очищенных сточных вод способствует снижению стоимости производства сельскохозяйственных культур на 10-20 %, а овощей до 60 %, что является решающим аргументом в пользу применения сточных вод в оросительных мелиорациях.

3 Орошение очищенными хозяйственно-бытовыми сточными водами показывает, что экономится от 25 до 50 % азотных и фосфорных удобрений, а также увеличивается урожайность сельскохозяйственных культур на 15-27 % по сравнению с орошением природной водой.

4 Полив очищенными хозяйственно-бытовыми сточными водами улуч-шает водно-физические и физико-химические свойства почвы, способствует накоплению гумуса, азота, фосфора и калия в почве. Повышается степень ее насыщенности подвижными формами азота, фосфора и ка-

лия. Увеличивается содержание в почве органических, взвешенных и коллоидных веществ и микроэлементов.

5 Выращивание сельскохозяйственных культур при орошении очищенными хозяйственно-бытовыми сточными водами способствует увеличению урожайности более чем на 1C %, а в некоторых случаях урожайность повышается в 4 раза.

6 В соответствии с данными многолетних исследований, увеличивается выбор сельскохозяйственных культур, выращиваемых при орошении очищенными сточными водами.

Список источников

1. Impact of domestic wastewater irrigation on soil properties and crop yield / K. D. Ladwani, K. D. Ladwani, V. S. Manik, D. S. Ramteke // International Journal of Scientific and Research Publications. 2C12. Vol. 2, iss. 1C. P. 1-7.

2. Darvishi H. H., Manshouri M., Farahani H. A. The effect of irrigation by domestic waste water on soil properties // Journal of Soil Science and Environmental Management. 2C1C. Vol. 1, iss. 2. Р. 3C-33. https:doi.org/1C.5S97/JSSEM.9CCCC71.

3. Комарова E. В., Слабунова А. В. Зарубежный и российский опыт применения сточных вод в удобрительном поливе сельскохозяйственных земель // Наука и образование: сохраняя прошлое, создаем будущее: сб. ст. XXXIII Междунар. науч.-практ. конф., 1C апр. 2C21 г. Пенза: Наука и просвещение, 2C21. С. 35-4C.

4. Singh A. A review of wastewater irrigation: Environmental implications // Resources, Conservation and Recycling. 2C21. Vol. 16S. 1C5454. https:doi.org/1C.1C16/j.rescon-rec.2C21.1C5454.

5. The challenges of wastewater irrigation in developing countries / M. Qadir, D. Wichelns, L. Raschid-Sally, P. G. McCornick, P. Drechsel, A. Bahri, P. S. Minhas // Agricultural Water Management. 2C1C. Vol. 97, iss. 4. P. 561-56S. https:doi.org/1C.1C16/j.agwat.2CCS.11.CC4.

6. Grey water: Agricultural use of reclaimed water in California / B. Sheikh, K. L. Nelson, B. Haddad, A. Thebo // Journal of Contemporary Water Research & Education. 2C19. Vol. 165, iss. 1. P. 2S-41. https:doi.org/1C.1111/j.1936-7C4X.2C1S.C3291.x.

7. 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, I. Bibi, T. Sarwar, A. H. Shah, N. K. Niazi // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2C1S. Vol. 15, iss. 5. S95. https:doi.org/1C.339C/ijerph15C5CS95.

S. Angelakis A. N., Snyder S. A. Wastewater treatment and reuse: Past, present, and future // Water. 2C15. Vol. 7, iss. 9. Р. 4SS7-4S95. https:doi.org/1C.339C/w7C94SS7.

9. Jaramillo M. F., Restrepo I. Wastewater reuse in agriculture: A review about its limitations and benefits // Sustainability. 2C17. Vol. 9, iss. 1C. 1734. https:doi.org/1C.339C/su91C1734.

1C. Urban rejected water reuse in agriculture for irrigation in major cities of India: A synoptic review / Shivarajappa, L. Surinaidu, M. Hussain, K. Aruna Kumari, M. J. Nandan // Hydro Science & Marine Engineering. 2C21. Vol. 3, iss. 1. P. 7-1S. https:doi.org/1C.3C564/ hsme.v3i1.32CS.

11. Stakeholders' attitude towards the reuse of treated wastewater for irrigation in Medi-

terranean agriculture / R. Saliba, R. Callieris, D. D'Agostino, R. Roma, A. Scardigno // Agricultural Water Management. 2018. Vol. 204. P. 60-68. https:doi.org/10.1016/j.agwat.2018.03.036.

12. Socio-economic background of wastewater irrigation and bioaccumulation of heavy metals in crops and vegetables / S. Raja, H. M. N. Cheema, S. Babar, A. AliKhan, G. Murtaza, U. Aslam // Agricultural Water Management. 2015. Vol. 158. P. 26-34. https:doi.org/10.1016/j.agwat.2015.04.004.

13. Norton-Brandäo D., Scherrenberg S. M., Van Lier J. B. Reclamation of used urban waters for irrigation purposes - A review of treatment technologies // Journal of Environmental Management. 2013. Vol. 122. Р. 85-98. https:doi.org/10.1016/j.jenvman.2013.03.012.

14. Ратников А. А. Использование бытовых сточных вод для орошения зеленых насаждений // Мир климата [Электронный ресурс]. 2014. № 86. С. 120-128. URL: https:mir-klimata.info/i/pdfjs/web/viewer.html?file=https://mir-klimata.info/wp-content/uploads/2020/09/ 86.pdf (дата обращения: 02.03.2022).

15. Megersa G., Abdulahi J. Irrigation system in Israel: A review // International Journal of Water Resources and Environmental Engineering. 2015. Vol. 7(3). P. 29-37. https:doi.org/10.5897/ IJWREE2014.0556.

16. Wastewater production, treatment and use in India / R. Kaur, S. P. Wani, A. K. Singh, K. Lal // National Report presented at the 2nd Regional Workshop on Safe Use of Wastewater in Agriculture. 2012. P. 1-13.

17. Urban wastewater and agricultural reuse challenges in India / P. Amerasinghe, R. M. Bhardwaj, C. Scott, K. Jella, F. Marshall / International Water Management Institute (IWMI). Colombo, Sri Lanka, 2013. 36 p. DOI: 10.5337/2013.200.

18. Carr G., Potter R. B., Nortcliff S. Water reuse for irrigation in Jordan: Perceptions of water quality among farmers // Agricultural Water Management. 2011. Vol. 98, iss. 5. P. 847-854. https:doi.org/10.1016/j.agwat.2010.12.011.

19. Elfanssi S., Ouazzani N., Mandi L. Soil properties and agro-physiological responses of alfalfa (Medicago sativa L.) irrigated by treated domestic wastewater // Agricultural Water Management. 2018. Vol. 202. P. 231-240. https:doi.org/10.1016/j.agwat.2018.02.003.

20. Ungureanu N., Vlädut V., Voicu G. Water scarcity and wastewater reuse in crop irrigation // Sustainability. 2020. Vol. 12, iss. 21. 9055. https:doi.org/10.3390/su12219055.

References

1. Ladwani K. D., Ladwani K. D., Manik V. S., Ramteke D. S., 2012. Impact of domestic wastewater irrigation on soil properties and crop yield. International Journal of Scientific and Research Publications, vol. 2, iss. 10, pp. 1-7.

2. Darvishi H. H., Manshouri M., Farahani H. A., 2010. The effect of irrigation by domestic waste water on soil properties. Journal of Soil Science and Environmental Management, vol. 1, iss. 2, pp. 30-33, https:doi.org/10.5897/JSSEM.9000071.

3. Komarova E. V., Slabunova A. V., 2021. Zarubezhnyy i rossiyskiy opytprimeneniya stochnykh vod v udobritel'nom polive sel'skokhozyaystvennykh zemel' [Foreign and Russian experience of using wastewater in fertilizing irrigation of agricultural lands]. Nauka i obrazovanie: sokhranyaya proshloe, sozdaem budushchee: XXXIII Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya [Science and Education: Preserving the Past, Creating the Future: Proc. of XXXIII International Scientific-Practical Conference]. Penza, Science and Education Publ., pp. 35-40. (In Russian).

4. Singh A., 2021. A review of wastewater irrigation: Environmental implications. Resources, Conservation and Recycling, vol. 168, 105454, https:doi.org/10.10167j.rescon-rec.2021.105454.

5. Qadir M., Wichelns D., Raschid-Sally L., McCornick P. G., Drechsel P., Bahri A., Minhas P. S., 2010. The challenges of wastewater irrigation in developing countries. Agricultural Water Management, vol. 97, iss. 4, pp. 561-568, https:doi.org/10.1016/j.agwat.2008.11.004.

6. Sheikh B., Nelson K. L., Haddad B., Thebo A., 2019. Grey water: Agricultural use of reclaimed water in California. Journal of Contemporary Water Research & Education, vol. 165, iss. 1, pp. 28-41, https:doi.org/10.1111/j.1936-704X.2018.03291.x.

7. Khalid S., Shahid M., Bibi I., Sarwar T., Shah A. H., 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, vol. 15, iss. 5, 895 p., https:doi.org/10.3390/ijerph15050895.

8. Angelakis A. N., Snyder S. A., 2015. Wastewater treatment and reuse: Past, present, and future. Water, vol. 7, iss. 9, pp. 4887-4895, https:doi.org/10.3390/w7094887.

9. Jaramillo M. F., Restrepo I., 2017. Wastewater reuse in agriculture: A review about its limitations and benefits. Sustainability, vol. 9, iss. 10, 1734 p., https:doi.org/10.3390/su9101734.

10. Shivarajappa, Surinaidu L., Hussain M., Aruna Kumari K., Nandan M. J., 2021. Urban rejected water reuse in agriculture for irrigation in major cities of India: A synoptic review. Hydro Science & Marine Engineering, vol. 3, iss. 1, pp. 7-18, https:doi.org/10.30564/ hsme.v3i1.3208.

11. Saliba R., Callieris R., D'Agostino D., Roma R., Scardigno A., 2018. Stakeholders' attitude towards the reuse of treated wastewater for irrigation in Mediterranean agriculture. Agricultural Water Management, vol. 204, pp. 60-68, https:doi.org/10.1016/j.agwat.2018.03.036.

12. Raja S., Cheema H. M. N., Babar S., AliKhan A., Murtaza G., Aslam U., 2015. Socioeconomic background of wastewater irrigation and bioaccumulation of heavy metals in crops and vegetables. Agricultural Water Management, vol. 158, pp. 26-34, https:doi.org/10.1016Zj.agwat. 2015.04.004.

13. Norton-Brandäo D., Scherrenberg S. M., Van Lier J. B., 2013. Reclamation of used urban waters for irrigation purposes - A review of treatment technologies. Journal of Environmental Management, vol. 122, pp. 85-98, https:doi.org/10.1016/jjenvman. 2013.03.012.

14. Ratnikov A. A., 2014. Ispol'zovanie bytovykh stochnykh vod dlya orosheniya zelenykh nasazhdeniy [Use of household wastewater for irrigation of green spaces]. Mir klimata [World of Climate], no. 86, pp. 120-128, available: https:mir-klimata.info/i/pdfjs/web/ viewer.html?file=https://mir-klimata.info/wp-content/uploa /2020/09/ 86.pdf [accessed 02.03.2022]. (In Russian).

15. Megersa G., Abdulahi J., 2015. Irrigation system in Israel: A review. International Journal of Water Resources and Environmental Engineering, vol. 7(3), pp. 29-37, https:doi.org/ 10.5897/IJWREE2014.0556.

16. Kaur R., Wani S. P., Singh A. K., Lal K., 2012. Wastewater production, treatment and use in India. National Report presented at the 2nd Regional Workshop on Safe Use of Wastewater in Agriculture, pp. 1-13.

17. Amerasinghe P., Bhardwaj R. M., Scott C., Jella K., Marshall F., 2013. Urban wastewater and agricultural reuse challenges in India. International Water Management Institute (IWMI), Colombo, Sri Lanka, 36 p., DOI: 10.5337/2013.200.

18. Carr G., Potter R. B., Nortcliff S., 2011. Water reuse for irrigation in Jordan: Perceptions of water quality among farmers. Agricultural Water Management, vol. 98, iss. 5, pp. 847-854, https:doi.org/10.1016/j.agwat.2010.12.011.

19. Elfanssi S., Ouazzani N., Mandi L., 2018. Soil properties and agro-physiological responses of alfalfa (Medicago sativa L.) irrigated by treated domestic wastewater. Agricultural Water Management, vol. 202, pp. 231-240, https:doi.org/10.1016/j.agwat.2018.02.003.

20. Ungureanu N., Vlädut V., Voicu G., 2020. Water scarcity and wastewater reuse in crop irrigation. Sustainability, vol. 12, iss. 21, 9055, https:doi.org/10.3390/su12219055.

Информация об авторах

М. А. Ляшков - научный сотрудник;

Ю. Ю. Арискина - младший научный сотрудник.

Information about the authors

М. A. Lyashkov - Researcher; Yu. Yu. Ariskina - Junior Researcher.

Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Все авторы в равной степени несут ответственность при обнаружении плагиата, самоплагиата и других нарушений в сфере этики научных публикаций.

Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article.

All authors are equally responsible for detecting plagiarism, self-plagiarism and other ethical

violations in scientific publications.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. The authors declare no conflicts of interests.

Статья поступила в редакцию 06.04.2022; одобрена после рецензирования 06.05.2022; принята к публикации 18.05.2022.

The article was submitted 06.04.2022; approved after reviewing 06.05.2022; accepted for publication 18.05.2022.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.