Автореферат (1151756), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

9. Содержание подвижных форм тяжелых металлов

(аммиачное–ацетатный буфер с pH = 4.8) в слое почвы 0 – 30 см , мг/кг

В опыте 3 при поливах городскими сточными водами картофеля к концу исследований содержание меди повысилось в 4,3 раза, содержание марганца, цинка, никеля и свинца - в 2-4 раза, содержание кобальта - в 5,4 раза а кадмия – в 1,7 раза, (0,48 ПДК). Во избежание накопления тяжёлых металлов в почве целесообразно применять цикличный режим орошения, при котором чередуются периоды орошения сточными и грунтовыми водами.

Следует отметить, что вместе с городскими сточными водами в почву поступает значительное количество тяжелых металлов. По результатам прогноза видно, что концентрация тяжелых металлов в почве за 30-ти летный период орошения городскими сточными водами увеличится в несколько раз. При этом содержание меди и кадмия в почве уже к десяти годам орошения превысит ПДК, а кобальта – через 15 лет. Все другие элементы остаются ниже ПДК в течение трех ротаций севооборота. С использованием балансовых расчетов и полученных уравнений регрессии составлен оценочный прогноз загрязнения почв тяжелыми металлами при орошении сельскохозяйственных культур условно очищенными городскими сточными водами.

Для прогнозирования содержания тяжелых металлов в почве при поливах грунтовыми и условно очищенными сточными водами проведены балансовые расчеты на период трех ротаций севооборота – 18 лет. Концентрация тяжелых металлов и микроэлементов в воде принималась по фактическим данным, учитывалось поступление химических элементов с оросительной водой и вынос с урожаем. Миграция элементов ниже расчетного слоя с инфильтрационным током воды определялась расчетом. Результаты расчетов по меди, кадмию и кобальту представлены на рис. 4, 5 и 6.

Прогноз показал, что при поливах грунтовой водой содержание тяжелых металлов практически не увеличивается. При поливах сточной водой после 9 лет содержание подвижных соединений меди приближается к ПДК. Если с 10-го года начать поливать грунтовой водой, то оно остается высоким и нужны меры по очистке почвы. Более целесообразным может оказаться вариант дополнительной очистки сточной воды от соединений меди. Так, при снижении концентрации её в воде вдвое близкое к ПДК содержание подвижных соединений меди ожидается после 18 лет поливов сточной водой.

Рис. 4. Прогноз содержания подвижных соединений меди в почве для

вариантов полива: грунтовой водой; сточной водой; сточной в течение 9 лет,

затем грунтовой; сточной водой, частично очищенной от соединений меди

Рис. 5. Прогноз содержания подвижных соединений кадмия в почве

для вариантов полива: грунтовой водой; сточной водой; сточной в течение

10 лет, затем грунтовой; сточной водой, частично очищенной

от соединений кадмия

Рис. 6. Прогноз содержания подвижных соединений кобальта

в почве при поливах грунтовой и сточной водой

Прогнозы содержания почве подвижных форм цинка, марганца, никеля и свинца показали, что их содержание в почве в течение прогнозируемого периода намного ниже ПДК. Эти элементы не являются лимитирующими при обосновании возможности орошения сточными водами.

Прогноз по кадмию (рис. 5.) показал, что этот элемент накапливается в почве сравнительно быстро и к 12-му году достигает ПДК. Графики иллюстрируют варианты поливов грунтовой водой с 11-го года и дополнительной очистки воды от кадмия на очистных сооружениях, что позволит увеличить продолжительность безопасного орошения сточными водами.

По содержанию кобальта сточная вода менее опасна, чем по меди и кадмию однако дольше трех ротаций севооборота такой водой поливать нельзя (рис. 6). Все другие элементы остаются ниже ПДК в течение трех ротаций севооборота.

Нами был проведен корреляционно-регрессионный анализ зависимости содержания подвижных форм тяжёлых металлов за трехлетний период в слое почвы 0-30 см от исходного содержания и наличия их в сточной воде. Коэффициент детерминации R² = 0.75-0.93. Уравнения линейной регрессии получены для Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Pb для условий выращивания люцерны, яровой пшеницы и картофеля в виде: Y = А + ВХ₁ + СХ₂. Например, для кобальта под люцерной:

Co Y= –1,077 + 49,437X₁ + 5,529X₂ (R² =0,751);,

для кадмия под яровой пшеницей:

Cd Y= 0,178 + 0,398X₁ + 0,162 X₂ (R² =0,812);,

для меди под картофелем:

Cu Y = 0,162 + 0,622X₁ + 5,482X₂ (R² =0,924)

где Y- содержание тяжелых металлов в почве, X₁ - содержание тяжелых металлов в воде, X₂ - исходное содержание тяжелых металлов.

Поливы сточными водами заметно повышали урожайность сельскохозяйственных культур по сравнению с грунтовыми водами во все годы исследований (табл.10). В среднем за три года урожайность зеленой массы люцерны при поливах городскими сточными водами составила 90,34 т/га и была выше контроля (полив грунтовыми водами) на 17,68 т/га или на 23,8%.

При поливах городскими сточными водами также получена высокая урожайность яровой пшеницы и картофеля. В среднем за три года урожайность зерна яровой пшеницы составила 5,06 т/га и была выше контроля на 0,71 т/га, или на 16.3%. Такая тенденция сохранялась в течение трех лет исследований.

10. Урожайность люцерны на зеленую массу, зерна яровой пшеницы и картофеля при поливах сточными и грунтовыми водами за 2007-2009гг, т/га

Аналогичная картина по урожайности сохранялась в опыте 3 для картофеля. Здесь при поливах сточными водами в среднем за годы исследований урожайность картофеля составила 35,26 т/га и была больше по сравнению с поливом грунтовой водой на 4,41 т/га или на 14,3%.

Характеристики

Список файлов диссертации