Застосування осаду споруд очистки стічних вод у
як добриво
А.І. Фірсов, доцент, к. т. н.
Вітчизняний
і закордонний досвід використання осаду споруд біологічного очищення стічних
вод свідчить про перспективність способу його утилізації як
добрива при відсутності токсичних домішок, зокрема, сполук важких
металів. У Німеччині, наприклад, з 50 млн.т щорічно утворюються опадів у
як добриво використовується приблизно 30%, депонується до 60% і спалюється
не більше 10%. [1] У Нідерландах, при щорічному кількості 5,5 млн.т мулу до 70%
використовується як добриво. Певний досвід такої утилізації мається на
Швейцарії, Індії [2] та інших країнах. Внесення висушеного осаду апробовано
у Ставропольському краї [3]. В якості оптимальної дози, наприклад, під ячмінь
запропоновано використовувати 60 кг на 1 га, що відповідає 3 т на га мулових
опадів з вологістю 35% або 6,5 т на га мулу при вологості 80%.
Аналізи
проб збродженого осаду лісохімічні підприємств, виконані з
використанням загальноприйнятих методик агрохімії [4], показали наявність в сухому
речовині осаду 18-20% зольних елементів і 80-82% органічних речовин.
Останні складаються на 40-50% з білка, решта - представники фенольного
ряду, формальдегід, карбонові кислоти та ін Мінеральна частина представлена
значною кількістю мікроелементів, необхідних для росту рослин,
позитивно впливають на врожай сільгоспкультур: бор, магній, марганець, фосфор,
кобальт, калій, кальцій і ін Загалом зброджених осад очисних споруд ЛХП
за наявною класифікації був віднесений до органомінеральні азотнофосфорним
полімікроелементним добрив.
При
проведенні досліджень розглядалася можливість безпосереднього
використання збродженого осаду на сільськогосподарських полях шляхом внесення
його в рідкому вигляді під оранку і після збирання врожаю. При цьому виконувався
контроль мікрофлори грунту і визначався вплив осаду на врожайність
сільськогосподарських культур при реалізації семирічного сівозміни.
В
проведених дослідженнях передбачалося в модельному експерименті на
світло-сірої лісостепової та піщаному грунті, характерних для середньої смуги
Росії, встановити відносну величину впливу збродженого осаду ЛХП
як на чисельність окремих груп грунтових мікроорганізмів, так і на
агрохімічні властивості орного шару. При цьому визначали вплив
доз збродженого осаду на основні групи мікроорганізмів,
контролювали наявність патогенних клостридій до і після внесення в грунт
збродженого осаду, вивчали вплив його зростаючих доз на концентрації
деяких хімічних речовин у грунті.
Отримані
результати показали, що внесення доз осаду від мінімальних 30 т/га до
максимально прийнятних 300 т/га по сухому речовини не тільки не робить
негативного впливу на життєдіяльність і розвиток мікроорганізмів, а
навпаки, сприяє їх росту. Додаткова маса органічних речовин
збродженого осаду в грунті викликає на початку експерименту інтенсивний розвиток
сапрофітної мікрофлори, руйнує вуглеводні. Сукупність мікроорганізмів,
що ростуть на мясопептонном агарі (МПА), досягає максимального розвитку на 10
добу інкубації (рис. 1а).
1
- Грунт без осаду; 2-5 - відповідно з дозою осаду 30,90,150,300 т/га
Потім,
в міру деструкції легко засвоюваній органіки, розвиваються актиноміцети (рис.
1б) і мікроскопічні гриби (мал. 2), які здатні розкладати
трудноокісляемие продукти. Вся сапрофітні мікрофлора досягає максимуму
розвитку в інтервалі 10-50 діб інкубації. При завершенні деструкції
органічних речовин починається ріст хемотрофних мікроорганізмів, чисельність
яких зростає до завершення експозиції (рис.3).
Малюнок
2
1
- Грунт без осаду; 2,3,4,5 - з дозою осаду відповідно 30,90,150 і 300
т/га
Малюнок
3
1
- Грунт без осаду; 2,3,4,5, - з дозою осаду відповідно 30,90,150,300 т/га
На
підставі отриманих даних можна стверджувати, що органічні речовини
збродженого осаду залучаються до ланцюг біохімічних перетворень за рахунок
активного розвитку, життєдіяльності сапрофітних груп мікроорганізмів і в
результаті такого процесу відбувається їх мінералізація.
Хімічний
аналіз показав, що за рахунок внесення збродженого осаду концентрація в грунті
азоту, фосфору, природно, збільшується, а після закінчення 90 діб інкубації
істотно знижується за рахунок споживання цих речовин грунтовими
мікроорганізмами. Протягом модельного експерименту відбувалося збільшення
концентрації нітратів, інтенсивно витрачався, незалежно від внесеної дози,
азот з переведенням його в більш доступні форми для рослин. Зброджених осад не
робить негативного впливу на деструкцію мікроорганізмами
азотвмісних органічних сполук грунту і самого осаду, тобто не є
перешкодою для накопичення в грунті рухомих форм азоту, що споживаються
рослинами.
Для
характеристики мікроценоза посівних площ, на які протягом 6 років
вносився зброджених осад, виконувався аналіз проб грунту, що відбирали у
весняний, літній та осінній періоди. (табл.1)
Таблиця
1
Середні
значення чісленності1) основних груп мікроорганізмів у зразках грунту
Група мікроорга-нізмов2)
Доза що вносилися осаду, т/га
0
30
60
90
150
1
80; 98; -
133; 105; -
178; 82; -
118; -; 126
105; -; 108
2
715; 630; 216
325; 960; 263
660; 1110; 290
540; 850; 260
470; 1180; 266
3
16; 8; 8
4; 18; 6
9; 5; 7
11; 5; 5
11; 7; 7
4
-; -; 27.104
-; -; 3,2 · 105
-; -; 3,5 · 105
-; -; 3,3 · 105
-; -; 3,3 · 105
5
210; 235; 137
160; 422; 109
218; 317; 117
318; 288; 143
195; 390; 92
6
-; -; 3,5
-; -; 6,0
-; -; 4,4
-; -; 4,9
-; -; 7,4
7
4; 13; -
21; 15; -
10, 16, -
7; 10; -
7, 16, -
8
0,6; -; 3,3
0,5; -; 1,3
0,6; -; 1,9
0,9; -; 4,0
0,7; -; 2,9
9
66 ;-;-
56 ;-;-
105 ;-;-
103 ;-;-
71 ;-;-
1)
Кількість мікробних клітин в 1 г грунту. Наведені значення помножити на 104,
перше - кількість навесні, друге і третє - в літній та осінній періоди.
2)
Мікроорганізми відповідно ростуть на МПА, мікроскопічні гриби, розкладаючі
фосфорорганічні сполуки, розкладають неорганічні фосфати,
целлюлозоразлагающіе, нітріфактори першої та другої фази нітрифікації.
З
табл.1 видно, що має місце збільшення чисельності мікроорганізмів у період
дозрівання врожаю. Це, мабуть, обумовлено оптимальними умовами
життєдіяльності мікроорганізмів у грунтовому шарі. Саме в літній період
спостерігається певна різниця чисельності мікроорганізмів у пробах
контрольної та удобрених осадом площ. Однак суворої закономірності між
дозою осаду і кількістю мікроорганізмів не встановлено. Слід вважати,
що залежність чисельності грунтових мікроорганізмів визначається поруч і
інших факторів: температура, вологість грунту, глибина її оранки та ін
Отримані
дані в цілому дозволили укласти про відсутність негативного впливу
багаторазово внесених доз осаду на грунтову мікрофлору. Спостерігається в ряді
випадків збільшення чисельності окремих груп, навпаки, свідчать про
певному позитивному впливі осаду.
Аналіз
багаторічних даних свідчив про статистично достовірне збільшення
врожаю названих вище культур в середньому на 11-15%. Так, наприклад, найбільша
надбавка до урожаю зеленої маси соняшнику склала 14% при дозі
внесеного осаду 34 т/га, що відповідає дворазової дозі азоту, внесеного до
вигляді мінерального добрива (табл. 2)
Таблиця
2
Кількості
зеленої маси соняшнику, отриманої на різних площах
Дозування добрив, кг/га
Отриманий урожай, ц/га
Надбавка до контролю
ц/га
%
Контроль
560
-
100
N100, Р80, К120 *
754
194
35
Осад, 17000
590
30
5
Осад, 17000 + Р30 + К120
612
52
9
Осад, 34000
623
63
11
Осад, 34000 + К120
637
77
14
*)
Наводиться дозування азоту (N), фосфору (Р) і калію (К).
Дослідження
біохімічного складу рослин показали відсутність негативного впливу
збродженого осаду на вміст загального азоту, кобальту, молібдену в листі,
стеблах.
Після
завершення дослідно-промислових досліджень розроблено технологію внесення
збродженого осаду як добриво. З огляду на його невеликий об'єм, не
що перевищує на лісохімічні підприємствах 20 м3/сут, передбачається його
транспортувати по трубопроводах в накопичувачі, розташовані на найближчих
сільгоспполя (названі підприємства розташовуються, як правило, поблизу
агропромислових об'єктів). З них, за допомогою широко застосовуються у сільському
господарстві розкидачів типу РЖТ-8, осад дощуванням або напуском
розподіляється по посівної площі. Причому дощування, за аналогією з аміачної
водою, можна здійснювати з метою підгодівлі в період дозрівання врожаю.
Дегельмінтизація осаду здійснюється за рахунок впливу радіаційного
випромінювання, потоку прискорених електронів, яка в достатній мірі вивчена,
має застосування в сільському господарстві. Такий спосіб знезараження в
достатньою мірою вивчений раніше українськими дослідниками [5]. Застосування
