Динамика содержания тяжелых металлов в почве при орошении сточными водами в условиях Египта
Анализ исследований по орошению сточными водами кукурузы на зеленую массу на аллювиальных и пустынных почвах Египта. Обоснование составляющих баланса подвижных соединений тяжелых металлов в почве, прогнозы их содержания при орошении сточными водами.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.01.2018 |
| Размер файла | 67,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Динамика содержания тяжелых металлов в почве при орошении сточными водами в условиях Египта
В условиях засушливого климата Египта и недостатка пресной воды для орошения сельскохозяйственных культур становится актуальной проблема использования нетрадиционных источников орошения, в том числе сточных вод, объемы которых растут и требуют эффективной утилизации.
Исследования по орошению сточными водами проведены в 2008-2010 гг. в провинции г. Александрия Египет [1]. Опытные участки по рельефным, климатическим, гидрогеологическим и другим природным условиям являются характерными для зон Египта с аллювиальными и пустынными почвами. Почва опытных участков №1…3 аллювиальная озерного происхождения, легкосуглинистая, участков №4…6 - пустынная желто-бурая супесчаная. Участки 1, 4 служили контролем, их поливали речной и грунтовой водой, а участки 2, 5 сточной водой. Участки 3, 6 до наших наблюдений поливались сточными водами в течение 15-18 лет.
В пахотном горизонте аллювиальных почв плотность сложения составляла 1,22…1,25 г./см3, общая пористость 51,7…52,7% объема, наименьшая влагоемкость 29,1…29,9% массы, для пустынных почв, соответственно, 1,36…1,38 г./см3, 46,7…48,5% объема, 24,4…25,8% массы. Аллювиальная почва характеризуется содержанием гумуса 2,15… 2,37%, средним содержанием общего азота и фосфора, высоким - обменного калия. Пустынная желто-бурая почва умеренно обеспечена гумусом, низко общим азотом и фосфором и высоко обменным калием. В пахотном горизонте аллювиальной почвы сумма поглощенных оснований 41,2…44,2 мг-экв./100 г., пустынной - 19,5…22,5 мг-экв./100 г., обменных кальция и магния - более 80% суммы. Пахотный горизонт аллювиальной почвы характеризуется средней степенью солонцеватости, пустынной - слабой солонцеватостью.
Содержание тяжелых металлов в почвах (табл. 1) при орошении речной или грунтовой водой было значительно ниже ПДК; на участках с многолетним внесением стоков содержание Zn, Cu u Pb возрастало до (0,8…0,9) ПДК, а по кадмию на аллювиальных почвах превышало значения ПДК [2, 3].
В опыте возделывалась кукуруза на зеленую массу среднеспелого сорта «Гиза» по зональной агротехнике (Египет). Ежегодно проводился предпосевной полив нормой 1000 м3/га. Поливные нормы составляли 600…800 м3/га, оросительные - 6800; 6700, 6900 м3/га на аллювиальной почве и 8350, 8250, 8550 м3/га на пустынной почве, соответственно, в вегетационные периоды кукурузы в 2008, 2009 и 2010 гг. Режим орошения кукурузы речной, грунтовой и сточной водой принимался одинаковым.
Таблица 1. Содержание тяжелых металлов (валовое / подвижные соединения) в слое 0…60 см почвы на начало исследований (2008), мг/кг
|
Вариант опыта |
Zn |
Cu |
Cd |
Pb |
Ni |
Co |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
1, 2 |
30,25 |
27,59 |
0,95 |
15,43 |
26,21 |
21,32 |
|
|
0,69 |
1,64 |
0,23 |
2,49 |
2,08 |
1,89 |
||
|
Продолжение табл. 1 |
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
3 |
69,40 |
42,63 |
2,19 |
26,14 |
39,67 |
37,82 |
|
|
4,01 |
2,37 |
0,43 |
3,99 |
2,78 |
3,35 |
||
|
4, 5 |
20,90 |
20,79 |
1,02 |
15,02 |
23,52 |
17,85 |
|
|
0,66 |
1,43 |
0,21 |
1,53 |
1,41 |
1,90 |
||
|
6 |
52,89 |
34,85 |
1,69 |
17,13 |
32,16 |
31,18 |
|
|
3,29 |
2,16 |
0,35 |
2,74 |
2,54 |
3,44 |
||
|
ПДК |
100/23 |
55/3 |
2/0,5 |
30/6 |
85/4 |
50/5 |
Сточные воды г. Александрии после их очистки характеризуются минерализацией 1,39…1,43 г./л, щелочной реакцией (рН = 7,97), содержанием взвешенных веществ 348…376 мг/л. Содержание тяжелых металлов в оросительных водах приведено в табл. 2 [1].
Таблица 2. Содержание тяжелых металлов в оросительной воде, мг/л
|
Годы исследований |
Тяжелые металлы |
||||||||
|
Fe |
Zn |
Mn |
Cu |
Cd |
Pb |
Ni |
Co |
||
|
Речные воды |
|||||||||
|
2008 |
0,05 |
0,01 |
0,03 |
0,012 |
0,0001 |
0,06 |
0,02 |
0,02 |
|
|
2009 |
0,11 |
0,02 |
0,02 |
0,009 |
0,0005 |
0,07 |
0,03 |
0,01 |
|
|
2010 |
0,21 |
0,03 |
0,05 |
0,01 |
0,0006 |
0,05 |
0,01 |
0,02 |
|
|
Грунтовые воды |
|||||||||
|
2008 |
0,16 |
0,04 |
0,06 |
0,015 |
0,0002 |
0,06 |
0,02 |
0,02 |
|
|
2009 |
0,23 |
0,03 |
0,07 |
0,013 |
0,0003 |
0,06 |
0,03 |
0,02 |
|
|
2010 |
0,32 |
0,05 |
0,05 |
9,015 |
0,0004 |
0,07 |
0,04 |
0,03 |
|
|
Сточные воды |
|||||||||
|
2008 |
1,12 |
0,15 |
0,08 |
0,14 |
0,08 |
0,12 |
0,06 |
0,02 |
|
|
2009 |
0,93 |
0,18 |
0,07 |
0,11 |
0,006 |
0,13 |
0.07 |
0,021 |
|
|
2010 |
1,02 |
0,21 |
0,06 |
0,16 |
0,008 |
0,12 |
0,08 |
0,03 |
орошение сточный вода кукуруза
Общее содержание тяжелых металлов в слое почвы 0… 60 см в течение 3-х лет исследований изменилось на 0…3% при поливе речной и грунтовой водой, на 8,5…22,7% при трехлетнем орошении сточной водой. В данной статье рассмотрено изменение содержания подвижных соединений тяжелых металлов при орошении сточными водами.
Проведены полевые наблюдения [1] и балансовые расчеты содержания подвижных соединений тяжелых металлов в слое почвы 0…60 см, в которых учитывались режим орошения, водно-физические свойства почвы, концентрация элементов в поливной воде, вынос элементов с зеленой массой кукурузы. Расхождения результатов расчета с опытными данными составили до 9,2%. Результаты расчетов удовлетворительно сходятся с опытными данными, однако, в них не учтены обменные процессы и миграция тяжелых металлов ниже расчетного слоя.
Изучены изменения доли подвижных соединений в общем содержании элементов за 3 года. Доля их на аллювиальных почвах изменилась на 0…2%, на пустынных - 0,5…2%, что можно считать незначительным. Но для длительных периодов эти изменения следует учитывать (см. рис. на примере кадмия).
Формы соединений кадмия в слое почвы 0-60 и распределение подвижных форм соединений тяжелых металлов по глубине аллювиальной почвы при многолетнем внесении стоков
орошение сточный вода кукуруза
Изменение распределения тяжелых металлов по глубине за 3 года незначительны, при составлении же прогноза содержания подвижных соединений тяжелых металлов на период 15-20 лет вертикальную миграцию необходимо учитывать (пример для аллювиальной почвы дан на рисунке). При долгосрочных расчетах приняли мало изменяющимися климатические данные и состав сточных вод. По материалам полевых наблюдений [1], в расчетах учтено влияние содержания тяжелых металлов в почве на урожайность кукурузы и вынос элементов с зеленой массой, увеличение доли подвижных соединений в общем содержании элемента, миграция элементов ниже расчетного слоя.
Результаты расчетов приведены в табл. 3 и сравнены с полевыми данными по участкам длительного орошения сточными водами, различия составили от -9,3 до +18,0%. Однако имеющиеся полевые наблюдения на участках 3, 6 нельзя считать достаточно достоверными для сравнения, так как до наших исследований не было систематизированных наблюдений, менялся климат и состав сточных вод, возделывались разные культуры.
Таблица 3. Прогноз содержания подвижных соединений тяжелых металлов в слое 0-60 см почвы, мг/кг
|
Элементы |
Zn |
Cu |
Cd |
Pb |
Ni |
Со |
|
|
Аллювиальные почвы |
|||||||
|
Исходное |
0,69 |
1,64 |
0,23 |
2,49 |
2,08 |
1,89 |
|
|
Годы 3 |
1,24 |
1,86 |
0,26 |
2,87 |
2,28 |
2,05 |
|
|
5 |
1,78 |
2,04 |
0,28 |
3,21 |
2,50 |
2,20 |
|
|
10 |
2,97 |
2,32 |
0,33 |
3,65 |
3,10 |
2,40 |
|
|
15 |
4,06 |
2,67 |
0,38 |
4,12 |
3,26 |
2,62 |
|
|
20 |
5,25 |
3,01 |
0,43 |
4,71 |
3,66 |
2,93 |
|
|
Опытное ~20 лет |
4,70 |
2,61 |
0,47 |
4,38 |
3,10 |
3,23 |
|
|
Разница, % |
+11,7 |
+15,3 |
-8,5 |
+7,6 |
+18,0 |
-9,3 |
|
|
Пустынные почвы |
|||||||
|
Исходное |
0,66 |
1,43 |
0,21 |
1,53 |
1,41 |
1,90 |
|
|
Годы 3 |
1,18 |
1,15 |
0,24 |
1,52 |
1,70 |
2,17 |
|
|
5 |
1,63 |
1,38 |
0,26 |
1,79 |
1,91 |
2,42 |
|
|
10 |
2,71 |
1,95 |
0,31 |
2,51 |
2,41 |
2,78 |
|
|
15 |
3,78 |
2,52 |
0,36 |
3,10 |
2,91 |
3,29 |
|
|
20 |
4,84 |
3,09 |
0,41 |
3,76 |
3,41 |
3,45 |
|
|
Опытное ~15 лет |
3,29 |
2,16 |
0,35 |
2,74 |
2,54 |
3,44 |
|
|
Разница, % |
+14,9 |
+16,8 |
+2,8 |
+13,2 |
+14,6 |
-4,4 |
По результатам расчетов можно сделать вывод, что поливы сточными водами на аллювиальных и пустынных почвах в течение 12-15 лет не приведут к превышению ПДК. Примененная методика расчетов может быть использована для составления прогнозов динамики подвижных соединений тяжелых металлов на этих почвах при поливах городскими сточными водами в условиях Египта при возделывании других сельскохозяйственных культур, при этом могут быть учтены и ежегодные изменения мелиоративных условий.
Библиографический список
1. Гома Ботхина Саад Мохамед Али. Влияние многолетнего внесения сточных вод г. Александрия (Египет) на загрязнение почв тяжелыми металлами, питательный режим, урожайность и качество кукурузы, возделываемой на зеленую массу. Автореф. дис…. канд. с.-х. наук. - М.: РУДН, 2011.
2. Методика обследования почв сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства на содержание тяжелых металлов, пестицидов и радионуклидов. - М., 1994. 5 с.
3. Безднина С.Я. Экологические основы водопользования. - М.: ВНИИА. 2005. 224 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Минеральные элементы в питании растений. Биологическая роль тяжелых металлов – меди и цинка, их химическая характеристика, встречаемость в почвах на территории РФ. Определение способности тяжелых металлов влиять на окислительный статус проростков пшеницы.
научная работа [2,6 M], добавлен 18.09.2014Этиология отравлений, характеристика отравляющего вещества. Ориентировочные параметры концентрации тяжелых металлов в продуктах животноводства. Ветеринарно-санитарный осмотр и лабораторные исследования. Определение солей тяжелых металлов в органах.
курсовая работа [186,6 K], добавлен 08.06.2012В программе мониторинга окружающей среды свинец и кадмий отнесены к приоритетным токсическим элементам. Изучение степени подвижности соединений свинца (II) и кадмия (II) в почве и способов снижения их фитотоксичности. Механизмы связывания свинца.
дипломная работа [168,4 K], добавлен 21.02.2011Определение степени опасности веществ, загрязняющих почву. Метод определения содержания микроэлементов в почве. Атомно-абсорбционное определение меди в почвенной вытяжке. Методы определения вредных веществ в почве. Применение ионоселективных электродов.
реферат [27,4 K], добавлен 31.08.2015Народно-хозяйственное значение сладкого перца. Биологические и морфологические особенности культуры. Факторы роста и развития, влияющие на ее продуктивность. Разработка элементов улучшения технологии возделывания сладкого перца при капельном орошении.
дипломная работа [780,8 K], добавлен 26.04.2014Металлы в почвах: цинк, железо, марганец. Взаимодействие Zn-P в почве и растениях. Коррекция дефицита цинка и микроудобрения. Агрохимическая характеристика почвы. Способы определения эффективности удобрений. Содержание металлов и фосфора в растениях.
дипломная работа [678,8 K], добавлен 08.05.2011Отравление животных соединениями ртути: токсикодинамика, клинические признаки, лечение. Предприятия по добыче и переработки мышьяксодержащих руд и минералов как основной источник загрязнения окружающей среды. Токсичность соединений мышьяка, отравления.
презентация [12,1 M], добавлен 30.01.2015Требования к отбору проб сельскохозяйственной продукции для санитарно-гигиенических и химико-токсикологических исследований. Отравление животных фосфорорганическими соединениями. Токсикология и исследования хлорофоса. Отравление солями тяжелых металлов.
контрольная работа [32,7 K], добавлен 09.01.2011Заселение гиф Ophiobolus эубактериями, актиномицетами и грибами в естественных почвах. Антибиотическая активность некоторых особенно продуктивных грибов по отношению к другим грибам. Заражение обитающих на почве насекомых, состав бактерий в почвах.
реферат [293,6 K], добавлен 03.07.2011Природные (почвенно-климатические) условия Кувандыкского района. Биологические особенности кукурузы и характеристика районированных сортов. Программирование урожайности кукурузы для степных условий. Обоснование технологии возделывания кукурузы.
курсовая работа [63,5 K], добавлен 27.06.2008Виды высших растений на среднеевропейских лугах. Рентабельность использования сенокосов и пастбищ. Химическая борьба с луговыми сорняками. Продуктивность кормовых угодий. Содержание тяжелых металлов в пастбищном корме. Состав растительных сообществ.
реферат [15,5 K], добавлен 12.07.2011Органические вещества в почве. Органические вещества растительных остатков. Гумус почв и его свойства. Гумификация растительных остатков в почве. Происхождение и состав плодородного слоя почвы. Химический состав почв. Количество коллоидов в почве.
реферат [216,1 K], добавлен 25.04.2012Взаимосвязь между содержанием цинка в почве и его накоплением в различных частях растения. Влияние хелата цинка в дозе 25 мг/кг на урожай ячменя на дерново-подзолистой почве и черноземе. Оценка изменения поступления цинка под действием фитогормона.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 24.09.2012Ботаническая характеристика и биология люцерны, влияние удобрений на ее урожай. Почвенно-климатические и погодные условия проведения опыта по агроэкологической оценке применения удобрений под люцерну на черноземных почвах левобережья Саратовской области.
дипломная работа [58,5 K], добавлен 23.08.2010Агрохимическая характеристика почв Забайкалья. Динамика содержания азота в почвах, его роль в питании растений. Влияние азотных удобрений на урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Экологические аспекты применения различных удобрений.
курсовая работа [127,4 K], добавлен 21.12.2014Биологические особенности озимой пшеницы. Отзывчивость озимой пшеницы на минеральное питание. Динамика содержания влаги и подвижного фосфора в почве. Экономическая эффективность внесения доз фосфорных удобрений под озимую пшеницу после занятого пара.
дипломная работа [118,2 K], добавлен 06.02.2011Способы содержания кроликов породы советская шиншилла в условиях Кузбасса. Показатели эффективности содержания кроликов в крольчатниках и в шедах на улице. Характеристика пушно-меховой продуктивности в традиционном и акселерационном кролиководстве.
презентация [71,6 K], добавлен 24.01.2011Особливості використання краплинного способу поливу водами різної якості, його вплив на динаміку і напрямок змін агрофізичних, фізико-хімічних властивостей, сольового, водного, температурного режиму чорнозему опідзоленого та урожайність овочевих культур.
реферат [173,8 K], добавлен 23.11.2010Земля с ее почвенным покровом, водами и растительностью и ее роль в сельском хозяйстве. Земля как сфера приложения труда и пространственный базис. Управление плодородием - ключ к повышению производительности земли. Искусственное и естественное плодородие.
реферат [16,8 K], добавлен 05.05.2010Способы улучшения почвенно-гидрологических условий земель лесохозяйственного использования. Проектирование сельскохозяйственных прудов комплексного назначения. Разработка режима орошения лесного питомника. Техника поливов сельскохозяйственных культур.
курсовая работа [61,0 K], добавлен 26.09.2009
