Влияние осадков городских сточных вод на уровень накопления тяжелых металлов в почве
Автор: Бадмаев А.Б., Дорошкевич С.Г., Убугунов Л.Л.
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Философия @vestnik-bsu
Рубрика: Почвоведение
Статья в выпуске: 3, 2007 года.
Бесплатный доступ
Влияние возрастающих доз осадков осадка сточных вод в чистом виде и в смеси с минеральными удобрениями на накопление тяжелых металлов в аллювиальной дерновой почве
Короткий адрес: https://sciup.org/148183764
IDR: 148183764
Текст научной статьи Влияние осадков городских сточных вод на уровень накопления тяжелых металлов в почве
Рис.к Влияние ОС В, опилок и компостов на их основе на урожай зерна пшеницы, г/сосуд
Таблица 4
Влияние ОСВ, опилок и компостов на их основе на содержание ТМ в зерне (знаменатель) и соломе (числитель) пшеницы, мг/кг
|
Схема опыта |
Мп |
Zn |
Си |
Со |
Сг |
РЬ |
Cd |
|
Контроль (б/у) |
20,4 |
2L6 |
8,3 |
н/о |
0.03 |
0,14 |
н/о |
|
27,2 |
5,8 |
5.2 |
0.08 |
0,10 |
н/о |
н/о |
|
|
ОСВ |
22,6 |
30,1 |
5,8 |
н/о |
0,05 |
0,15 |
н/о |
|
29,9 |
14,3 |
2,4 |
0Л2 |
0,12 |
н/о |
0,018 |
|
|
Опилки |
1^4 |
20,7 |
м |
н/о |
0.03 |
0J4 |
н/о |
|
26,9 |
4,3 |
5,2 |
0,07 |
0,10 |
н/о _ |
н/о |
|
|
ОСВ+Опнлки(1:1) |
21.4 |
25.4 |
7.8 |
н/о |
0,04 |
0,15 |
н/о |
|
29,6 |
7,7 |
3,6 |
0,08 |
0Л1 |
н/о |
0,009 |
|
|
; 0СВ-Юпилки(2:1) |
Ш |
29.2 |
6,2 |
н/р |
0.04 |
0.15 |
н/о |
|
29,7 |
юл |
3,1 |
0,10 |
о.п |
н/о |
0,015 |
|
|
ОСВ+Опилки( 1:2) |
20,9 |
22.9 |
7,8 |
н/о |
0.03 |
0,14 |
н/о |
|
28,6 |
6,2 |
3,4 |
0,08 |
0Л1 |
н/о |
0.006 |
|
|
ДУ в зерне |
- |
- |
- |
- |
- |
0,5 |
0.1 |
|
МДУ в грубых кормах |
- |
50,0 |
30,0 |
1,0 |
5,0 |
0,3 |
Полученные положительные результаты исследований позволяют рекомендовать к использованию компосты на основе ОСВ и опилок в сельскохозяйственном производстве в качестве нетрадиционных видов органических удобрений в соотношениях 1:1 и 2:1 в дозе 15 т/га.
А. Б* Бадмаев, СГ Дорошкевнч, JIJL Убугунов г, Улан-Удэ
Влияние осадков городских сточных вод на уровень накопления тяжелых металлов в почве
The influence of increasing dozes of deposits ofsewage sludge in the pure state and in a mix with mineral fertilizers on accumulation of heavy metals in alluvial soddy soil
Содержание микроэлементов в почвах зависит от общей биогеохимической ситуации в регионе. Почвы Бурятии формируются на почвообразующих породах, как правило, обедненных рядом микроэлементов, что, в свою очередь, определяет и их низкие фоновые содержания в почвах. При неблагоприятной биогеохимической ситуации в отношении микроэлементов, почвы Забайкалья нуждаются во внесении микроудобрений.
Осадки городских сточных вод (ОСВ) г. Улан-Удэ содержат в своем составе большое количество основных элементов питания (N^ - 3,3 %, Р2О5 - 2,1 %, К2О - 0,3 %) и органического вещества (59 %), а так же ряд микроэлементов и тяжелых металлов (ТМ) находятся в количествах ниже или близко к предельно допустимым концентрациям (ПДК), разработанным для ОСВ.
Применение осадков сточных вод на бедных макро- и микроэлементами почвах может способствовать обогащению ее данными элементами и увеличению продуктивности выращиваемых на них растений. В связи с этим, нами проводились исследования на аллювиальной дерновой почве с использованием возрастающих доз ОСВ в чистом виде и в смеси с минеральными удобрениями. Почва опытного участка характеризовалась следующими агрохимическими свойствами: супесчаным гранулометрическим составом, слабощелочной реакцией среды, низким содержанием гумуса и азота, очень низким содержанием подвижного фосфора и обменного калия. Микрополевой опыт проводился в течение 2001-2003 гг. Площадь делянок составляла 2,8 м" (2 м х 1,4 м), повторность 4-кратная. Опытная культура - картофель сорта Волжанин.
Согласно разработанным градациям (табл. 1), обеспеченность микроэлементами аллювиальной дерновой почвы опытного участка очень низкая (табл. 2). Внесение ОСВ в чистом виде и в смеси минеральными удобрениями привело к увеличению содержания ряда микроэлементов (Мп, Zn, Си, Со и Ni), что является положительным в отношении повышения эффективного плодородия изучаемой почвы.
В виду того, что в условиях Забайкалья впервые испытывались возрастающие дозы ОСВ, которые при чрезмерном применении могут оказаться потенциально экологически опасными, был проведен сравнительный анализ уровня накопления микроэлементов и тяжелых металлов с разработанными для них ПДК в почвах (табл. 2).
. Таблица 1
Обеспеченность почв микроэлементами и тяжелыми металлами, извлекаемых ацетатно-аммиачным буферным раствором с pH 4,8 _ (Методические ..., 1980)
|
Степень обеспеченное™ |
Мп |
Zn |
Си |
Со |
Ni |
|
мг/кг |
|||||
|
Очень низкая |
50,0 |
5,0 |
1,0 |
0,5 |
2,0 |
|
Низкая |
100.0 |
10,0 |
2,0 |
1,0 |
4,0 |
|
Средняя |
150,0 |
15,0 |
3,0 |
1,5 |
6,0 |
|
Повышенная |
200,0 |
20,0 |
4,0 |
2,0 |
8,0 |
|
Высокая |
250,0 |
25,0 |
5,0 ' |
2,5 |
10,0 |
|
Очень высокая |
300,0 |
30,0 |
6,0 |
3.0 |
12,0 |
Проведенные исследования выявили неоднозначное влияние испытуемых удобрений (разные дозы ОСВ в чистом виде и в смеси с минеральными удобрениями) на содержание подвижных форм различных микроэлементов и ТМ, извлекаемых ацетатно-аммиачным буферным раствором с pH 4,8, в слое почвы 0-20 см. Однако необходимо подчеркнуть, что во всех вариантах опыта их количество не превысило уровня ПДК (табл. 2).
Таблица 2
Влияние ОСВ и минеральных удобрений на содержание подвижных форм микроэлементов и тяжелых металлов в пахотном слое аллювиальной дерновой почве
|
Схема опыта |
Мп |
L Zn |
Си |
Со |
Сг |
Ni |
Pb |
Cd |
|
мг/кг |
||||||||
|
Контроль (б/у) |
29,42 |
1,37 |
0,31 |
0,08 |
0,18 |
0,005 3 |
0,027 |
0,013 |
|
ОСВ1 |
3193 |
1.65 |
0.28 |
0.06 |
0,18 |
0,006 6 1,20 |
0.052 |
0,014 |
|
1,15 |
1,20 |
0,90 |
0,75 |
1,0 |
1,90 |
1J0 |
||
|
35.17 |
1.61 |
0.36 |
0,075 |
0.19 |
0,004 3 0,80 |
0.037 |
0,015 |
|
|
1,20 |
1.18 |
1,16 |
0,94 |
1,06 |
1,40 |
1,20 |
||
|
С1+К60 |
3197 |
1,77 |
0.35 |
0,11 |
0,20 |
0,009 |
0,04 |
0.023 |
|
1,22 |
1,29 |
1,13 |
1,31 |
Ml |
1,70 |
1,50 |
1,80 |
|
|
С1+К120 |
39.0 1,33 |
1,85 1,35 |
0,39 1,26 |
0.12 1,44 |
0,22 1.22 |
0.015 2,80 |
0,067 2,50 |
0,028 2,20 |
|
ОСВ2 |
40,78 1,39 |
2,22 1,62 |
0.35 из |
0.11 1,31 |
0,22 1,22 |
0.018 3,40 |
0,072 2,70 |
0,04 3,10 |
|
С2 |
40,39 1,37 |
2,20 L6I |
0,36 1,16 |
0,13 1,56 |
0.24 1.33 |
0.003 0.60 |
0,079 2,90 |
0,039 3.0 |
|
С2+К60 |
39,51 1,34 |
2,39 1.74 |
0,41 1,32 |
0.15 1,88 |
0.25 1,39 |
0,027 5,10 |
0,081 3,0 |
0,051 3,90 |
|
С2+К120 |
40.07 1,36 |
2,64 1,93 |
0,45 1.45 |
0,15 1,88 |
0.25 1,39 |
0,037 7.0 |
0,089 3,30 |
0,057 4,40 |
|
оевз |
40,15 1,36 |
2.98 2,18 |
0,43 1,39 |
0.15 1,88 |
0,26 1,44 |
0,047 8,90 |
0,099 3,70 |
0,071 5,50 |
|
СЗ |
40,0 1,36 |
3.15 2,30 |
0,44 1,42 |
0,18 2,19 |
0.28 1,56 |
0.008 1,50 |
0,094 3,50 |
0,08 6,20 |
|
СЗ+К60 |
41.74 1.42 |
3,5 2,55 |
0,47 1,52 |
0,20 2,56 |
0,32 1,78 |
0,048 9,10 |
0,119 4,40 |
0,09 6,90 |
|
C3+KI20 |
46.02 1,56 |
3.66 2,67 |
0,48 1,55 |
0.21 2,64 |
0.37 2,1 |
0,05 9,40 |
0,149 5,50 |
0.094 7,20 |
|
ПДК в почве (Тяжелые..., 1997) |
- |
23.0 |
3,0 |
5,0 |
6,0 |
4,0 |
- |
0,5 |
Примечание: в числителе - содержание элемента; в знаменателе - коэффициент концентрации
Дополнительно к абсолютному накоплению ТМ и микроэлементов в аллювиальной дерновой почве проведена оценка накопления вышеперечисленных элементов по коэффициенту концентрации (Ко), который позволяет рассматривать увеличение их содержания относительно контрольного варианта (варианта без внесения удобрений). На основании полученных результатов были составлены следующие элементные ряды для пахотного слоя изучаемой почвы в порядке убывания Кс (табл. 2): для вариантов с внесением осадков городских сточных вод в чистом виде - при дозе 7,5 т/га Pb>Zn>Ni>Mn, при дозах 15 и 30 т/га - Ni>Cd>Pb>Zn; при использовании Cl - Pb>Mn>Zn>Cu, С2 и СЗ - Cd>Pb>Zn>Co; при применении С1 + К№ -Cd>Ni>Pb>Co и СI + К) го, С2 + Кео и Кро, СЗ + Kw и К120 - Ni>Cd>Pb>Zn.
В качестве основного показателя, характеризующего степень загрязненности почвы при использовании возрастающих доз осадков городских сточных вод, применялся коэффициент суммарного загрязнения (Zc). За весь трехлетний период наблюдений варианты с внесением ОСВ в дозах 7,5 и 15 т/га в чистом виде и в смеси с азотно-фосфорными удобрениями относились, по коэффициенту суммарного загрязнения к слабо загрязненным (Zc = 2,2-8,9 ед.). Добавление к С2 хлористого калия способствовало увеличению данного показателя до 12,7-15,7 ед., что соответствует среднему загрязнению относительно контроля. Средний уровень загрязнения был характерен также при повышении дозы внесения ОСВ до 30 т/га в чистом виде и в составе СЗ (Zc = 13,0-23,2 ед.). Как и в случае с вышеприведенным примером, совместное внесение ОСВ и хлористого калия в дозе 120 кг/га привело к увеличению уровня загрязнения до сильного (Zc = 25,6 ед.) относительно варианта без внесения удобрений.
В результате проведенных исследований было выявлено, что внесение ОСВ в аллювиальную дерновую почву повышает содержание подвижных форм Мп, Zn, Си, Со, Ni, Сг, РЬ, и Cd, но данное повышение по своим значениям значительно ниже их ПДК. Увеличение же первых пяти элементов является положительным для низкоплодородных почв, так как улучшает мик-роэлементное питание сельскохозяйственных культур. По коэффициенту суммарного загрязнения варианты в дозах 7,5 т/га относились к слабому и 15, 30 т/га к среднему. Совместное использование осадков городских сточных вод и минеральных удобрений способствовало некоторому увеличению загрязнения почвы.
Список литературы Влияние осадков городских сточных вод на уровень накопления тяжелых металлов в почве
- Методические указания по агрохимическому обследованию и картографированию почв на содержание микроэлементов. -М: Почвенный ин-т ВАСХНИЛ, 1976. -79 с.
