Изучение режима грунтовых вод впоследействии длительного орошения сточными водами свинокомплекса

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГОУ ВПО «Рязанской государственной агротехнологический университет им. П.А. Костычева»

ГНУ «Мещерский филиал ВНИИ гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова»

Изучение режима грунтовых вод впоследействии длительного орошения сточными водами свинокомплекса

д-р с.-х. наук, доцент О.А. Захарова

д-р техн. наук, доцент Н.П. Карпенко

канд. техн. наук, доцент К.Н. Евсенкин

Аннотация

Рассмотрены результаты исследований по изменению гидродинамического режима грунтовых вод при длительном орошении сточными водами свинокомплекса в Рязанской области. Изучена загрязненность грунтовых вод биогенными соединениями в вегетационный период и выявлены, ведущие к ухудшению качества грунтовых вод. Установлено, что загрязнение грунтовых вод связано с поступлением инфильтрационных вод из пруда-накопителя в водоносный горизонт.

В ОАО «Рязанский свинокомплекс» (бывший СПК «Искра») Рязанской области почти в течение 30 лет проводилось регулярное орошение сточными водами, прошедших биологическую очистку, кормовых культур в соответствии с санитарными требованиями и биологическими особенностями растений в вегетационные периоды. С конца 1990-х годов свинокомплекс переживал сложные экономические преобразования, итогами которых стало значительное сокращение поголовья и уменьшение площадей орошения сточными водами. загрязнение грунтовый водоносный гидродинамический

С 1997 г. в хозяйстве наряду с традиционной технологией, применялась технология цикличного орошения сточными водами, позволяющая экологически безопасно использовать их на землях агроландшафта [1, 3].

Однако с 2003 г. поливы сточными водами прекратились, и образующиеся стоки накапливаются в пруду-накопителе, объем которого, как отмечалось в проектной документации, не соответствовал санитарным требованиям уже в 1970-х годах. С 2003 по 2010 гг. ранее орошаемые земли в сельскохозяйственном производстве не используются или используются ограниченно, а это почти 800 га.

Известно, что орошение, в том числе сточными водами, ведет к возрастанию инфильтрации воды в почвы и грунты, которая изменяет гидродинамический режим грунтовых вод, водный и солевой балансы почв. Инфильтрация воды в водоносный горизонт определяется потерями воды из необлицованного пруда-накопителя, а также обусловлена переполивами и сбросами [2].

Пополнению запаса грунтовых вод также способствуют: неравномерность подачи воды дождевальными установками, наличие транзитных и легкопроводящих воду путей (трещин, ходов корней и фауны, микро- и мезопонижений), боковой отток влаги, снижение поверхностного стока и накопление снега, уменьшение испарения из грунтовых вод и т.д.

На полях орошения сточными водами для наблюдения за режимом грунтовых вод и отбора их проб в 1974 г. были оборудованы наблюдательные скважины. Режимные наблюдения за динамикой уровня грунтовых вод проводились в течение вегетационных периодов всех лет исследований.

Анализ литературных данных показывает, что практически отсутствуют какие-либо научные данные о последействии длительного регулярного орошения сточными водами свинокомплексов на гидродинамический режим грунтовых вод. Для его изучения в последействии длительного регулярного орошения сточными водами свинокомплекса были проведены исследования и опытные обследования на ранее мелиорированных землях ОАО «Рязанский свинокомплекс» в вегетационный период 2010 г.

Исходный уровень залегания грунтовых вод составлял 6 м. Результаты исследований показали, что гидродинамические характеристики грунтового потока на данном агроландшафте характеризуются подъемом уровней грунтовых вод (УГВ) к дневной поверхности на 0,8 м за 28-летний срок орошения сточными водами свинокомплекса.

С 1995 по 2010 г. были проведены исследования по изучению гидрохимического состава грунтовых вод на агроландшафте ОАО «Рязанский свинокомплекс», где с 1975 по 2003 гг. проводилось орошение сточными водами. После прекращения мелиоративных мероприятий на объекте для изучения последействия орошения сточными водами свинокомплекса на химический состав грунтовых вод в 2010 г. были проведены исследования по общепринятым методикам.

Вопросы изучения загрязнения подземных вод, миграции загрязняющих веществ в них, охраны подземных вод рассмотрены в работах Ф.М. Бочевера, Н.Н. Веригина, Е.Л. Минкина, Ю.А. Израэля, Ю.Е. Саета и других исследователей, которые отмечают, что вследствие поступления большого количества биогенных элементов в почву с оросительной водой, а также при наличии инфильтрации в нижележащие слои (при нарушении режима орошения, обильных атмосферных осадках и др.) возможно загрязнение подземных вод. Это обусловливает необходимость осуществления мониторинга подземных вод для контроля их качества.

По результатам проведенных исследований была проанализирована динамика гидрохимического режима грунтоых вод за 1995-1997 гг., 1997-2003 гг. (во время орошения сточными водами свинокомплекса) и 2010 год (после прекращения поливов).

Результаты гидрохимических анализов грунтовых вод, проводимых в лаборатории ОАО «Рязанский свинокомплекс» в 1997 г., показали их загрязненность биогенными соединениями в вегетационный период: концентрация нитратов составила 1,65; нитритов - 0,18 и аммиака - 1,5 мг/дм³, что выше ПДК в 5,5; 2,25 и 7,5 раз. В межвегетационные периоды качество грунтовых вод отвечало санитарным нормам.

Исследования проб грунтовых вод, отобранных в 1998-2003 гг. (средние данные) на регулярно орошаемых сточными водами участках, показали, что концентрация в них нитратов составляла 1,55; нитритов - 0,2 и аммиака - 1,9 мг/дм³, то есть была выше ПДК. В том же году, на участках цикличного орошения сточными водами, концентрация изученных форм азота составляла соответственно 0,25; 0,08 и 0,1 мг/дм³, то есть не превышала нормативных величин.

Динамика концентраций различных форм азота в грунтовых водах по годам исследования во время (1995-1997 и 1998-2003 гг.) и после прекращения орошения сточными водами (2010 г.) с ПДК

В 2010 году химический состав грунтовых вод не превышал ПДК вследствие прекращения поливов и достаточно глубокого их расположения. Было установлено, что основной источник возможного загрязнения грунтовых вод - это поступление инфильтрационных вод пруда-накопителя, расположенного в 300 м от скважины, через почвенный слой. Так, концентрация нитратов составляла 0,18; нитритов - 0,06 и аммиака - 0,1 мг/дм³, то есть была значительно ниже допустимых величин. Полученные данные отображены на рисунке.

Выводы

1. При проектировании полей орошения сточными водами свинокомплекса и их эксплуатации необходимо учитывать возможный подъем уровня грунтовых вод, что может привести к ухудшению водного режима, условий произрастания сельскохозяйственных культур, а также загрязнению грунтовых вод химическими соединениями, поступающими в почву с оросительной водой.

2. Длительное регулярное орошение сточными водами свинокомплекса, богатыми различными химическими соединениями, ведет к ухудшению качества грунтовых вод за счет накопления различных форм азота - основного загрязняющего вещества - выше нормативных величин в несколько раз.

3. Было установлено, что прекращение мелиоративного воздействия на агроландшафты ОАО «Рязанский свинокомплекс», привело к активизации процессов самоочищения, поэтому гидрохимические показатели грунтовых вод через 7 лет после поливов уже не превышали нормативных величин.

Библиографический список

1. Захарова О.А. Научное обоснование экологически безопасного использования химически деградированных почв в условиях юга Нечерноземья. Автореф. дис….д-ра с.- х. наук. - М., 2007.

2. Марымов В.И. Сточные воды на полях орошения. - М.: Колос, 1993. 141 с.

3. Рекомендации по использованию сточных вод в Рязанской области. /Кирейчева Л.В., Захарова О.А., Мажайский Ю.А./. - М.: РАСХН, ВНИИГиМ, 2001. 100 с.

Размещено на Allbest.ru