На главную Написать сообщение Поиск по сайту Новости публикаций Плакаты и знаки по охране труда и БЖД Видео по охране труда и технике безопасности Зарубежные средства индивидуальной защиты Юридическая консультация онлайн
В начало разделаПромышленные и бытовые отходы → Отходы сельскохозяйственной промышленности

Отходы сельскохозяйственной промышленности


Живая фаза почв (почвенная биота) является наиболее активной и чувствительной частью педосферы, отзывчивым индикатором ее здоровья (состояния). Почвенные живые организмы (микрофлора) составляют до 95% биомассы и числа видов от общего количества наземных экосистем. Они выполняют важную многофункциональную роль: чем они активнее, тем интенсивнее протекает круговорот веществ в экосистеме, тем выше ее биологическая продуктивность и экологическая устойчивость.


Ясно, что нарушение микробных сообществ может стать причиной разрушения всей агроэкосиетемы. Это требует своевременного обнаружения изменений состояния почвенной микробиоты, которые приведут к негативным последствиям (изменениям физических или химических параметров почвы), так как роль каждой группы микроорганизмов в жизни почвы конкретна и многогранна. Микробиологические показатели в огромной степени могут обеспечить диагностику техногенного повреждения педосферы на ранней стадии.


Микробная экосистема поддерживает гомеостаз почвы. Из-за своих малых размеров микроорганизмы имеют значительную поверхность контакта со средой обитания, а из-за высокой скорости размножения и роста есть возможность за короткий срок проследить, за действием любого экологического фактора в течение десятков (сотен) поколений. Ответные реакции микроорганизмов касаются различных сторон их жизнедеятельности (роста, морфологического состояния, накопления ими химических элементов, активности звеньев метаболических процессов, состояние регуляторных процессов) в организмах.


Реакции микроорганизмов на изменение факторов окружающей среды проявляются на уровнях:

  1. экосистемном, что выражается в изменении количественного и качественного состава сообщества (меняется состав доминантов и содоминантов, так как при изменении условий обитания одни виды исчезают, а другие появляются);
  2. популяционном, что определяется изменением кинетики их роста и развития из-за их реакции на антропогенное воздействие.


Необходимо иметь в виду, что почвенные микроорганизмы являются наиболее устойчивыми к радиоактивному облучению компонентами экосистем.


В результате изучения различных техногенных воздействий на активно функционирующие в почве микробные сообщества выявлено, что независимо от природы воздействия изменения микробиоты почвы выражаются в последовательной смене четырех адаптивных зон, каждая из которых соответствует определенному уровню техногенной нагрузки:

  1. зона гомеостаза микробной системы почвы характеризуется низким уровнем (концентрацией), в которой состав и количественное соотношение: видов в сообществе активно функционирующих в почве микроорганизмов неизменны;
  2. зона стресса соответствует среднему уровню нагрузки (концентрации), при которой состав сообщества остается практически неизменным, а количественное соотношение видов подвергается значительным изменениям (происходит перераспределение популяций в сообществе по степени доминирования);
  3. зона резистентности определяется диапазоном концентраций действующего агента, происходит резкое: снижение видового разнообразия и смена состава активно функционирующих в почве микроорганизмов (развиваются устойчивые к этим высоким нагрузкам популяции микроорганизмов);
  4. зона репрессии микробной системы почвы характеризуется очень высоким уровнем техногенной нагрузки, происходит полное подавление роста и развития микроорганизмов в почве, т.е. запасы устойчивости микробной системы почвы полностью исчерпаны, и она не способна функционировать в данных условиях окружающей среды.


Для индикации среднего уровня техногенной нагрузки при изучении реакции амилолитического микробного сообщества, в почву вводится загрязнитель в дозе, равной удвоенной концентрации, определяющей зону гомеостаза. Если после этого в почве не происходит смены доминантов, то она уже произошла ранее в реальных условиях, т.е. имеет место зона стресса.


Наибольшее значение из представителей мезофауны в почве имеют обычные дождевые черви, многоножки, насекомые. В лиственных лесах численность дождевых червей достигает 800 шт./м2, а их биомасса — 290 г. В средней полосе России урожайность культурных растений (рожь, ячмень, картофель) прямо зависит от численности дождевых червей в почве (в среднем их около 100 видов, а биомасса составляет 40—120 г/м2). Земляные черви требуют почв, хорошо обеспеченных органическими веществами и кальцием, который черви превращают в карбонат кальция.


Покровы беспозвоночных (в том числе яйца многих из них) проницаемы для почвенных растворов в разной степени (в зависимости от вида, конкретных ионов, концентрации солей в почвенных растворах). Обеспечение достаточного количества почвенных организмов способствует углублению гумусового горизонта, при этом нижняя граница горизонта определяется распространением основной массы почвенных беспозвоночных. Все вышесказанное подтверждает, что почва должна быть основным объектом охраны природы, защищаемым от загрязнений.


Минеральные удобрения представляют собой химические соединения (мочевина, цианамид кальция, мочевиноформальдегидные удобрения) и элементы (бор, марганец, медь, цинк, молибден, азот, фосфор, калий), в огромном количестве попадающие в почву. Так, в расчете на 1 млрд атомов сухого вещества типичного растения содержится атомов: азота — 10 млн, калия — 3,8 млн, кальция — 1,8 млн, магния — 1,7 млн, серы — 0,6 млн, железа — 130 тыс., бора — 3 тыс., марганца — 1 тыс., цинка — 0,3 млн, меди — 0,1 млн, кобальта — 1000 атомов.


Система применения минеральных удобрений должна основываться на расчетных, методах определения норм и доз при учете схем многолетнего полевого стационарного севооборота (табл.9.1). В 1988 г. с минеральными удобрениями (без микроудобрений) в почвы сельскохозяйственных угодий бывшего СССР внесено 2348 т меди, 2948 т цинка, 119 т свинца, 46 т кадмия, 896 т никеля и 1005 т хрома, так как эти металлы входят в их состав (табл. 9.2-9.4).

Таблица 9.2. Содержание тяжелых металлов в минеральных удобрениях (г/т д.в)

Удобрения

Тяжелые материалы; г/т д.в.

медь

цинк

кадмий

свиней

никель

хром

Азотные

51

63

1,23

21

6,83

0,38

Фосфорные

127

164

3

34

92

121

Калийные

9,4

20

1,05

28

9,1

0,89

Всего

59

77

1,62

26

30

33

Исследования показали, что при содержании в почве кобальта более 30 мг/кг и кадмия — 150 мг/кг урожайность ячменя, овса и яровой пшеницы снижается по сравнению с контролем почти в два раза, а негативное влияние цинка проявляется при его концентрации в почве 1500 мг/кг.

Таблица 9.3. Содержание тяжелых металлов (мг/кг) в минеральных удобрениях

Удобрения

Fe

Мn

Си

Ni

Сr

Рb

Zn

Cd

Апатит

710

49,5

11,3

3,5

1,8

90

7,5

0

Нитрофоска

360

67,5

11,3

6

3,3

15

9

0,03

Суперфосфат

643

114

32

6

3,3

15

18

0,25

Нитроаммофос

272

181

8,5

0,8

8,8

9,8

0,4

20

Таблица 9.4. Источники загрязнения почв в агрокомплексе (содержание элементов, мг, в 1 кг сухой массы удобрений и в сточных водах)

Элемент

Удобрения

Орошение сточными водами

азотные

фосфорные

известковые

органичес­кие

Мышьяк

120

1200

24

25

26

Бор

115

10

0,6

1 000

Барий

200

150

270

4 000

Бром

716

5

41

165

Кадмий

8,5

170

0,1

0,8

1 500

Цезий

20

12

20

Кобальт

12

12

0,3

24

260

Хром

19

245

15

55

40 600

Медь

15

300

125

60

3 300

Фтор

38 000

300

7

740

Ртуть

2,9

1,2

0,05

0,2

55

Марганец

2 000

1 200

550

3900

Молибден

7

60

15

3

40

Свинец

27

225

1 250

15

3 000

Селен

25

0,1

2,4

2,9

Никель

34

38

20

30

5 300

Олово

16

19

4

3,8

700

Стронций

500

610

80

360

Уран

300

Ванадий

1 600

20

400

Цинк

42

L 450

450

250

49 000

Цирконий

50

20

5,5

90

Для объективной оценки загрязнения почв целесообразно знать фоновое содержание вредных элементов в ней и коэффициенты перехода радионуклидов в сельскохозяйственные культуры (табл. 9.5—9.9).

Таблица 9.5. Фоновое содержание тяжелых металлов в почвах России

Элемент

Концентрация

Элемент

Концентрация

Олово

2,5-14

Свинец

16-39

Селен

0,01-0,85

Медь

0,3-28

Цинк

19-80

Кадмий

0,25-0,6

Ртуть

0,01-0,5

Марганец

161-860

Хром

16-440

Молибден

0,3-3,5

Кобальт

2-25

Никель

5-58

Таблица 9.6. Нижняя и верхняя пороговые границы валового содержания тяжелых металлов в почве, не вызывающего отрицательных биологических эффектов

Элемент

Границы,

Элемент

Границы,


мг/кг почвы


мг/кг почвы

Олово

5-50

Свинец

50-100

Селен

0,1-1

Медь

15-100

Цинк

2-70

Кадмий

1-5

Мышьяк

15-60

Марганец

400-3000

Хром

80-100

Молибден

1,5-4

Ртуть

0,15-5

Серебро

0,5

Бериллий

0,5-2

Стронций

600-1000

Кобальт

7-30

Никель

10-50

Таблица 9.7. Временные гигиенические нормативы содержания ряда химических элементов (мг/кг почвы) в продуктах

Элемент

ПДК (ОДК)

Элемент

ПДК (ОДК)

Мышьяк

2

Ртуть

Свинец

32

Свинец +ртуть

20

Хром

0,05

Марганец

1500

Ванадий

150

Сурьма

4,5

Медь

3

Никель

4

Цинк

23

Кобальт

5

Хром

6

Фтор

2,8

Таблица 9.8. ПДК химических соединений и веществ, мг/кг почвы

Вещества

ПДК

Вещества

ПДК

Ацетальдегид

10

Бензол

0,3

Бензапирен

0,02

Толуол

0,3

Сурьма

4,5

Нитраты

130

Медь

3

Мышьяк

2

ДДТ

0,1

Хром

0,05

Никель

4

Ртуть

2,1

Свинец

20

Цинк

23

Таблица 9.9. Оценочные показатели санитарного состояния почвы

Характеристика почвы

Чистая

Загрязненная

Сильно загрязненная

Коли индекс

1—9

10—9999

> 10 000

Энтеробактерии

Не обнаружи­ваются

Обнаруживается любое количество

Титр перфрингенс

> 0,01

0,01—0,0001

от 0,00009

Количество гельминтов на 1 кг почвы, шт.

Не обнаружи­ваются

Обнаруживается любое количество

Число личинок и куколок мух на 0,25 м2 почвы, шт.

Не обнаружи­ваются

Менее 25

Более 25

Использование все возрастающего количества пестицидов приводит к снижению видового разнообразия агробиоценозов, нарушению экологического равновесия в агроэкосистемах, усилению конкуренции вредных видов флоры и фауны за пищевой субстрат, к резкому снижению численности их естественных врагов.


В основу углеводородов, жиров и безазотистых органических соединений входят три основных элемента — углероду кислород и водород, а в состав белков и азотистых органических соединений — и азот. На долю этих четырех элементов (С, О, Н, N) в среднем приходится до 95% сухого вещества растений.