Утилизация сточных вод в качестве удобрения ячменя
.RU

Утилизация сточных вод в качестве удобрения ячменя

Введение

Одной из главных экологических проблем существования и развития городов является утилизация хозяйственно-бытовых сточных вод. Эта проблема с развитием человеческой цивилизации становится все острее, так как продолжается рост городов за счет концентрации в них населения и промышленности. Следовательно, увеличивается и накопление городских сточных вод. По своему химическому составу осадки городских сточных вод (ОСВ) с иловых площадок могли бы служить прекрасным удобрением для большинства культур и мелиорантом почв. Однако по литературным данным имеется ряд ограничений использования их в этом направлении: наличие в них тяжелых металлов (ТМ), радионуклидов (РН), заразных микроорганизмов (ЗМ) и гельминтов (ГМ). В каждом конкретном случае требуется специфический подход к использованию ОСВ, так как каждый крупный город имеет осадки определенного качества, количества и состава.

Подобная проблема стоит и перед г. Калугой. На городских иловых площадках накоплен достаточно большой объем ОСВ. Ясной линии их утилизации на сегодняшний день нет. Изучается возможность использования ОСВ в качестве органо-минерального удобрения под с/х культуры. Доказано их положительное действие на продуктивность многих культур. Выявлены основные ТМ, накапливающиеся в продукции растениеводства при внесении ОСВ в высоких нормах. Установлены тенденции в изменениях параметров плодородия дерново-подзолистых почв [35 ,36].

Однако неизученными остались длительность эффективности действия ОСВ в качестве удобрения при разовом внесении, эффективность обезвоженного осадка сточных вод (ООСВ или КЕК), особенности действия ОСВ и ООСВ на фоне известкования почв, проблемы высоких доз ОСВ и ООСВ, технологические приемы локализации ОСВ и ООСВ в почву при возделывании различных культур, особенности применения ОСВ и ООСВ в различных севооборотах, мониторинг за накоплением ТМ в почвах, продукции растениеводства.

Цели и задачи исследования

Целью научно-исследовательской работы явилось изучение агроэкологической и экономической эффективности высоких доз осадков сточных вод различной влажности при почвенном пути их утилизации в качестве удобрения ячменя при возделывании его в технических целях для получения биотоплива.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1) изучить особенности роста и развития ячменя при внесении в дерново-подзолистую супесчаную почву высоких доз ОСВ и ООСВ (в норме 200 т/га по сухому веществу) на третий год после их применения с различным способом их локализации в почве;

2) исследовать структуру, уровень и качество урожая ячменя на третий год после применения высоких доз ОСВ и ООСВ (в норме 200 т/га по сухому веществу) в качестве удобрения;

3) установить уровни накопления ТМ в зерне ячменя и дерново-подзолистой супесчаной почве при внесении в качестве удобрения 200 т/га по сухому веществу ОСВ и ООСВ на третий год последействия;

4) выявить изменение параметров плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы на третий год после внесения в нее в качестве удобрения ячменя 200 т/га ОСВ и ООСВ.

5) рассчитать экономическую эффективность применения 200 т/га по сухому веществу ОСВ и ООСВ в качестве удобрения ячменя на третий год последействия на дерново-подзолистой супесчаной почве.

Рабочая гипотеза исследования

Из-за нехватки близлежащих площадей вокруг иловых площадок для внесения рекомендованных доз осадков в качестве удобрения с/х культур, выявить агроэкологическую и экономическую эффективность внесения высоких доз ОСВ и ООСВ на перспективу в качестве удобрения любых ботанических видов растений и мелиоранта почв без ущерба окружающей среде и для получения биотоплива.

Научная новизна исследования определяется тем, что впервые в условиях нашего региона изучена эффективность высоких доз ОСВ и ООСВ в качестве удобрения ячменя в последействии на дерново-подзолистой супесчаной почве.

Практическое значение полученных результатов состоит в том, что они подтверждают возможность разового использования высоких доз ОСВ и ООСВ в качестве удобрения ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве.

Автор выражает огромную благодарность научному руководителю, заведующему кафедрой сельскохозяйственной радиологии и экологии, профессору Сюняеву Н. К. за помощь при проведении исследований и подготовке дипломной работы.


Глава 1. Современное состояние изученности вопроса (обзор литературы по теме исследования)

Один из основных продуктов антропогенной деятельности человека в урбанизированном мире являются городские отходы, в том числе осадки городских сточных вод (ОСВ). Накопление ОСВ на станциях аэрации с одной стороны осложняют их производственную деятельность, приводит к расширению сети иловых карт для хранения и обезвреживания сточных осадков, а с другой стороны в эпицентре и ближайших территориях городов возникают при накоплении ОСВ потенциальные источники загрязнения биосферы, гидросферы, литосферы и отчуждения дефицитных земельных ресурсов.

Существуют несколько основных направлений утилизации ОСВ:

1) захоронение на специальных полигонах;

2) сжигание;

3) использование в качестве удобрений.

Первые два способа разрабатываются только в отношении отходов промышленного производства.

Для утилизации ОСВ станций аэрации и иловых площадок разрабатываются только преимущественно третий способ использования в качестве удобрений [1, 8, 22, 25].

По данным итальянского института водных проблем, в странах ЕЭС ежегодно утилизуются на удобрения около 2млн. т сухого вещества этого вида отходов городов, что составляет 40% всего объема осадка, накапливающегося на станциях аэрации. Согласно расчетам, экономия азотных удобрений за счет осадка составляет 2-4%, фосфорных - 8%, калийных – 2%.

В РФ из объема производства ОСВ в 5 млн.т по сухому веществу на удобрения используется не более 10%, остальные складируются в зонах прилегающих к станциям аэрации, создавая источники локального загрязнения биосферы.

Наибольшая плотность городского населения и разветвленная сеть станций аэрации для переработки бытовых и промышленных стоков имеет место в Центральном, Северо-западном и Западном регионах, Нечерноземной зоны РФ. В них основным пахотным фондом являются дерново-подзолистые почвы, из которых 12 млн. га пашни имеют песчаный и супесчаный механический состав. Несмотря на то, что в подавляющем большинстве случаев супесчаные и песчаные почвы отличаются низким естественным плодородием, значимость их в сельском хозяйстве из-за регионального расположения велика. При применении современной агротехники данные почвы имеют достаточно хорошую продуктивность. Повышение их плодородия требует внесения значительных доз органических и минеральных удобрений [6,40].

Наиболее распространенным видом органических удобрений в Нечерноземной зоне РФ являются торфяной навоз, торфонавозный компост, низинный торф. Внесение данных удобрений оказывает благоприятное влияние на агрохимические свойства почвы, способствует росту урожайности сельскохозяйственных культур [6,40].

Однако в современных условиях сельскохозяйственного производства основная масса органических удобрений направляется под пропашные и технические культуры. Дефицит данных удобрений, исходя из предпосылки положительного баланса гумуса, составляет в целом по РФ около 400 млн. т/год. В связи с этим возникает целесообразность использования других видов и источников органических удобрений, например ОСВ. Ежегодно объемы их накопления превышают 30млн.т в расчете на 75% влажности.

Использование ОСВ в сельском хозяйстве РФ позволяет в первую очередь восполнить нехватку в органических удобрениях в районах, прилегающих крупным городам и в пригородных зонах мелких и средних городов. Органическое вещество, макро и микроэлементы, высокое содержание фосфора, слабощелочная и нейтральная реакция кислотности делают ОСВ ценным удобрением. Тем самым ОСВ могут являться существенным источником питательных веществ, составляющим ежегодно по азоту (N) до 90-100 тыс. т, фосфору (Р2 О5 ) 130-160 тыс. т и калию (К2 О) 15-20 тыс.т [21, 22].

В условиях ограничения запасов сырья для производства минеральных удобрений, в первую очередь фосфорных, ОСВ являются потенциальным резервом элементов питания. Проведенные исследования свидетельствуют о высокой удобрительной ценности осадков (Белая,1968; Даукшее,1985 и др.; Двойнишников,1975; Дмитриева,1969; Касатиков,1984; Канунникова,2000; Хоренко,2002).

Низкий уровень применения осадков в РФ (5-10% годового производства) объясняется, прежде всего, недостаточными в организации исследований по вопросам производства и использования технологически различных видов ОСВ на удобрения, отсутствием полной объективной научной информации об их влиянии на урожай и его качество, о накоплении и распределении в растениях биогенных макро- и микроэлементов, тяжелых металлов, вносимых в почву в составе ОСВ, о предельно-допустимых дозах влияния этого удобрения под разные культуры, о нормированном подходе, об оценке фитотоксичности осадков и так далее [2, 16].

Между тем опыт утилизации ОСВ в ФРГ, США, Франции, Финляндии и ряде других стран свидетельствует о том, что при наличии эффективной технологии обработки осадков и контроле за их применением, большая часть ОСВ (до 60%) может быть использована в качестве удобрения в сельском хозяйстве, в городском озеленении, а также при рекультивации земель, лесовосстановительных и других работах.

Бесконтрольное же применение ОСВ может повысить экологическую нагрузку на агроэкосистему за счет внесения в нее ряда токсичных тяжелых металлов, в тоже время захоронение ОСВ, их концентрация на свалках создает реальную опасность неконтролируемого загрязнения среды обитания человека.

Таким образом, внесение ОСВ в почву в отличие от торфяных удобрений может нести в себе ряд как положительных, так и отрицательных моментов. Основной из них – наличие в осадках в ряде случаях повышенного уровня тяжелых металлов. К ним относятся элементы, имеющие плотность более 5г/см3 , их насчитывается 38. Четыре из них свинец, кадмий, цинк и медь рассматриваются как одни из наиболее опасных загрязнителей биосферы [8, 26].


vasilij-dmitrievich-zaharchenko-vadim-aleksandrovich-chernobrov-stranica-9.html
vasilij-makarovich-shukshin-stranica-2.html
vasilij-makarovich-shukshin-stranica-8.html
vasilij-pavlovich-aksyonov-poiski-zhanra.html
vasilij-yakemenko-predstavil-stiva-voznyaka-molodim-uchenim-iz-rossii-otchet-po-presse-28-noyabrya-30-noyabrya.html
vatto-zhan-antuan.html
  • letter.bystrickaya.ru/monografiya-chast-1-stranica-8.html
  • teacher.bystrickaya.ru/gazeta-mongoliya-segodnya-mongoliya-15032008-poslanie-glavi-gosudarstva.html
  • bukva.bystrickaya.ru/sortirovka-kartochek-polnoe-opisanie-metoda.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/publichnij-doklad-o-sostoyanii-raboti-i-perspektivah-razvitiya-liceya.html
  • control.bystrickaya.ru/carl-sagan-contact-1985-izd-mir-m-stranica-8.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/obrabotka-ohlazhdayushej-vodi-hlorom-i-mednim-kuporosom-stroitelnie-pravila-i-normi-vodosnabzheniya.html
  • pisat.bystrickaya.ru/the-search-for-the-original-tree-of-knowledge-stranica-5.html
  • apprentice.bystrickaya.ru/zhivot-i-delo-mitra-kukutovia-poruke-chitaocima.html
  • grade.bystrickaya.ru/michurinskij-rajon-utverzhden-reshenie.html
  • shkola.bystrickaya.ru/tovarovednaya-harakteristika-lukovih-ovoshej-na-primere-repchatogo-luka.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/aleksandr-isaevich-solzhenicin-v-kruge-pervom-stranica-43.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-osnovnogo-obshego-obrazovaniya-mbou-polaznenskoj-srednej-obsheobrazovatelnoj-shkoli-3.html
  • learn.bystrickaya.ru/glava-x-udostoverenie-sdelok-1-obshie-polozheniya-dokumenti-udostoveryayushie-lichnost-grazhdanina-tajna-soversheniya.html
  • notebook.bystrickaya.ru/izyasnenie-pesni-pesnej-solomona.html
  • occupation.bystrickaya.ru/ob-utverzhdenii-poryadka-priema-grazhdan-v-gosudarstvennie-i-municipalnie-obrazovatelnie-uchrezhdeniya-visshego-professionalnogo-obrazovaniya-na-20092010-uchebnij-god.html
  • lecture.bystrickaya.ru/analiz-segod.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-po-istorii-dlya-5-11-klassov-na-2009-2012-gg.html
  • uchit.bystrickaya.ru/strukturnaya-organizaciya-fajlov-konspekt-po-kursu-lekcij-operacionnie-sistemi-operacionnie-sistemi.html
  • paragraf.bystrickaya.ru/zhmis-badarlamasi-turistk-lketanushili-zhmisti-dstemes-pn-bojinsha-050609-geografiya-studentterne-arnalan.html
  • education.bystrickaya.ru/146-iskusstvo-podbora-personala-case-vashi-dejstviya-svetlana-ivanova-iskusstvo-podbora-personala-kak-ocenit.html
  • crib.bystrickaya.ru/i-mezhdunarodnoj-vistavke-kollekcionnih-kukol-i-mishek-teddi-vernisazh-kukol-v-voronezhe-rossiya-voronezh-voronezhskij-gosudarstvennij-teatr-operi-i-baleta.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/ponyatie-riskov-i-upravleniya-imi-metodologiya-ocenki.html
  • credit.bystrickaya.ru/plan-konspekt-uroka-anglijskogo-yazika-6-a-klass-tema-uroka-london-zoo.html
  • assessments.bystrickaya.ru/edm-tehnologii-abamet-co-ltd-rossiya-127018-moskva-ul-polkovaya-1-str-27.html
  • letter.bystrickaya.ru/modelirovanie-transformacii-atomnoj-strukturi-v-uporyadochivayushihsya-splavah-i-intermetallidah-pod-vliyaniem-temperaturi-i-deformacii.html
  • studies.bystrickaya.ru/a-volkanov-domashnij-konditer-chast-27.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/sushnost-i-priroda-tehniki-chast-2.html
  • bystrickaya.ru/vidi-pravovih-aktov-upravleniya.html
  • znanie.bystrickaya.ru/512-upravlenie-realizaciej-programmi-gorodskaya-celevaya-programma-razvitiya-obrazovaniya-stolichnoe-obrazovanie.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/programma-mozhet-bit-sostavitelskoj-ili-kompilyativnoj.html
  • laboratory.bystrickaya.ru/valyutnij-kontrol-chast-9.html
  • predmet.bystrickaya.ru/rossijskoj-federacii-o-sostoyanii-zakonodatelstva-v-rossijskoj-federacii.html
  • klass.bystrickaya.ru/7-disciplina-socialnaya-psihologiya-metodicheskie-ukazaniya-dlya-studentov-2-kursa-zaochnogo-otdeleniya-s-sokrashennimi.html
  • thescience.bystrickaya.ru/i-adresa-parhalnogo-upravlnnya.html
  • letter.bystrickaya.ru/mezhdunarodnij-den-borbi-s-narkomaniej-i-nezakonnim-oborotom-narkotikov-stranica-4.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.