Учебный центр «Крисмас+»

Автор: Виноградова Кристина Павловна, 9 класс

МБОУ ДОД «Эколого-биологический центр» города Братска

Руководитель: Кучерова Галина Владимировна

В искусственных экосистемах естественный круговорот элементов сильно нарушен, так как человек изымает значительную часть сельскохозяйственной продукции, обновляет городские посадки. Из-за изъятия этой части из круговорота почва становиться малоплодородной. Чтобы избежать этого и повысить плодородие почвы в искусственных агроценозах, человек вносит как минеральные, так и органические удобрения. Потребность обеднённых пахотных почв в органических удобрениях не может быть удовлетворена только внесением торфа и навоза, поэтому поиск нетрадиционных источников удобрения является актуальной проблемой.

Цель данной работы оценить возможность использования осадков сточных вод Братского ЛПК в сельском хозяйстве.

Задачи:

1. Провести полевые испытания по использованию обезвоженных осадков сточных вод Братского ЛПК в качестве удобрения при выращивании сельскохозяйственных культур.

2. Провести химический анализ обезвоженных осадков сточных вод Братского ЛПК и субстратов, полученных при смешении почвы и осадка в различных соотношениях.

3. Провести морфологический анализ сельскохозяйственной культуры, выращенной на почве с добавлением осадка.

4. Провести химический анализ сельскохозяйственной культуры, выращенной на почве с добавлением осадка.

Методы исследования: Модельный эксперимент проводился на суглинистых почвах, характерных для нашего района, по следующей схеме: 5 ящиков одинакового объёма, которые были наполнены воздушно-сухим активным илом (АИ) и почвой (П) в следующих соотношениях (объёмных %):

– П – 100;

– П : АИ – 75:25;

– П : АИ – 50:50;

– П : АИ – 25:75;

– АИ – 100.

Во все ящики был произведен посев редиса. Химический анализ обезвоженного осадка сточных вод Братского ЛПК, субстратов, полученных при смешении почвы и осадка в различных соотношениях, а также химический анализ культур, выращенных на опытных площадках, проводились атомно-адсорбционным методом на базе санитарно-гигиенической лаборатории филиала ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Иркутской области» в городе Братске.

Приготовление проб сельскохозяйственных культур к анализу проводилось в соответствии с ГОСТ 30178-96 «Сырье и пищевые продукты». Извлечение ионов тяжелых металлов из субстратов проводилось методом кислотной экстракции в соответствии с Методическими указаниями по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. Полученные растворы анализировались на атомно-абсорбционном спектрометре КВАНТ-АФА.

Перед посадкой растений был произведен химический анализ субстратов, приготовленных для проведения эксперимента. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Содержание тяжелых металлов в почве, мг/кг.

При добавлении осадка в почву не наблюдается превышения ОДК ни по одному из исследуемых компонентов. С внесением осадка изменились агрохимические свойства почвы: увеличилась пористость почвы, повысилась скорость инфильтрации воды.

При проведении морфологического анализа редиса, определили, что при внесении в почву 25% осадка наиболее активно развивается “зелёная часть ”( на 15% больше по отношению к контролю без удобрения), а при внесении в почву от 50% до 75% осадка увеличивается вес корнеплода (увеличение веса до 43%).

Полученные результаты показывают, что активный ил оказывает стимулирующее воздействие на рост вегетативной части растений, он способствует увеличению общей биомассы и массы корнеплодов. В то же время использование одного активного ила не представляется возможным в первую очередь из-за его высокой водоотдачи. Быстрые потери воды затрудняют прорастание семян и как следствие, вызывают замедление роста биомассы растения. Кроме того в иле происходит вымывание семян из грунта при поливе. Таким образом, наиболее благоприятное соотношение активного ила и почвы 50:50. При таком соотношении наблюдаются наибольшие масса и длина листьев, а также масса самих корнеплодов.

Прослеживается зависимость накопления тяжелых металлов в корнеплоде. Наблюдается превышение ПДК по кадмию в вариантах опыта П:АИ-50:50, П:АИ-25:75; АИ -100 в 1,3, 1,7 и 2,35 раза соответственно. Этот факт объясняет снижение продуктивности и появление бледно-зеленой окраски в этих вариантах опыта. Адсорбция растениями из субстрата кадмия, который активно воздействует на корневую систему и блокирует поступление в растение основных биогенных элементов приводит к недостатку азота и калия, что проявляется в торможении роста вегетативной части растения и изменении окраски. По остальным элементам в корнеплоде редиса не наблюдается превышения допустимых концентраций.

Заключение и выводы:

Выполненные исследования показали, что осадок сточных вод Братского лесопромышленного комплекса содержит в необходимом количестве для растений микро- и макроэлементы, которые оказывают положительное воздействие на растения При процентном соотношении почвы и осадка от П:АИ-75:25 до П:АИ-50:50 наблюдается увеличение урожайности, и при этом не наблюдается превышений ПДК ни по одному из исследуемых металлов.

Однако факт обнаружения тяжелых металлов все же свидетельствует о том, что эти элементы могут накапливаются при продвижении по пищевым цепям. В связи с этим, использование таких продуктов в пищу далеко не безопасно. В организме человека при потреблении таких продуктов тяжелые металлы так же будет накапливаться и быстро превысят безопасные для здоровья концентрации. Это не позволяет рекомендовать использование осадков сточных вод для выращивания овощных культур.

Исходя из установленного химического состава, мы предполагаем, что осадки сточных вод Братского ЛПК могут быть использованы в качестве почвоулучшающей добавки и органно-минерального удобрения в следующих случаях:

при рекультивации различных нарушенных земель (карьеров, отвалов и др);

при рекультивации свалок и полигонов ТБО;

при озеленении, благоустройстве городских территорий, придорожных полос и др.;

в питомниках лесного и городского хозяйства при выращивании посадочного материала, рассады, цветов и т.п.;

При этом внесение удобрения должно быть строго дозировано, а растения желательно высаживаться рассадой.

На объектах, где органоминеральная композиция будет использоваться в качестве удобрения или почвоулучшающей добавки, целесообразно организовывать многолетний мониторинг за содержанием тяжелых металлов.

Таким образом, реализация проекта по использованию осадков сточных вод Братского лесопромышленного комплекса в качестве источника минерального питания растений дает возможность вовлечь обработанные осадки в естественный круговорот веществ. Кроме того, будет содействовать решению двух проблем: во-первых, позволит улучшить экологическую обстановку и получить выигрыш от снижения объемов отхода производства, а во-вторых, наладить систему использования осадков в качестве структурирующих и минеральных добавок для озеленения города.