Экологическая оценка осадков сточных вод табачной фабрики "Дж.Т.И. Елец" и их прогнозирование в качестве удобрений сельскохозяйственных культур

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Елецкий государственный университет им. И. А. Бунина

Экологическая оценка осадков сточных вод табачной фабрики «Дж. Т. И. Елец» и их прогнозирование в качестве удобрений сельскохозяйственных культур

Дубровина Ольга Алексеевна

На многих заводах и фабриках остро стоит проблема очистки сточных вод, их обработки и утилизации. Сточные воды и осадки после очистных сооружений представляют серьезную опасность загрязнения водоемов и близлежащих территорий. В нашей стране проблема очистки и утилизации осадков очень значительна. Очистные станции не имеют сооружений для стабилизации осадков, из-за отсутствия установок механического обезвоживания осадков применяются иловые площадки. Кроме того, в существующих очистных сооружениях недостаточны процессы аэрации.

Не менее важной проблемой является высокое содержание в осадках сточных вод тяжелых металлов. Хранение больших объемов нестабилизированных осадков на иловых площадках ведет к загрязнению окружающей среды: газами брожения воздушного бассейна, уничтожению прилегающих лесных массивов, а иловыми дренажными водами - водоемов и подземных источников, появлению в воде нитратов, нитритов, сероводорода, солей тяжелых металлов, других канцерогенных веществ. В связи с этим проблема утилизации осадков требует комплексных решений в сфере применения новых технологий утилизации и экологической оценке этих отходов в качестве удобрений в сельском и лесном хозяйстве.

Нами проанализированы осадки сточных вод табачной фабрики «Дж. Т. И. Елец» на наличие тяжелых металлов таких как - цинк, медь, кадмий, железо, марганец, никель, свинец. Качественный и количественный анализ тяжелых металлов проводили методом пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии на приборе “Спектр-5-4”. Атомно-абсорбционный метод обеспечивает предел обнаружения многих элементов 0,001 мкг/см3, что позволяет обнаружить следовые количества тяжелых металлов в объектах окружающей среды. Осадки сточных вод представляют собой высушенные рыхлые комки черного цвета. Основные агрохимические показатели осадков, а так же метод испытания представлены в Таблице 1.

осадки сточный спектроскопия фабрика

Табл. 1.Основные агрохимические показатели осадков сточных вод

Из данных Таблицы 1 видно, что химический состав осадков представлен органическими и минеральными веществами. По агрохимическим показателям исследуемые осадки могут быть охарактеризованы как органические удобрения, содержащие комплекс макроэлементов - азот и фосфор.

Для экологической оценки осадков сточных вод определяли валовое содержание тяжелых металлов, а так же подвижные формы, используя методику [1]. Результаты анализа валового содержания тяжелых металлов в осадках представлены в Таблице 2.

Табл. 2.Валовое содержание тяжелых металлов в осадках сточных вод

Как видно из Табл. 2, имеет место превышение валовой концентрации кадмия более чем в 2 раза относительно уровня ОДК (ориентировочно допустимая концентрация, согласно [2]) в почве.

Подвижные кислоторастворимые формы тяжелых металлов определяли в вытяжках 1М HNO3. В последние годы этот экстрагент успешно используют для анализа почв, подверженных техногенным воздействиям. Из сильно загрязненных почв 1М HNO3 извлекают 90-95% тяжелых металлов от их валового содержания. Результаты анализа на подвижные кислоторастворимые формы тяжелых металлов представлены в Таблице 3.

Табл. 3.Содержание подвижных кислоторастворимых форм тяжелых металлов в осадках сточных вод

Как видно из Таблицы 3, наблюдается превышение концентрации цинка более чем в 2 раза относительно уровня ПДК (предельно допустимая концентрация, согласно [3]), а содержание меди граничит с максимальной концентрацией этого металла в почве. Канцерогенный и особо опасный металл кадмий превышает уровень ПДК более чем в 4 раза.

Подвижные формы соединений тяжелых металлов извлекали ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН=4,8 (ААБ). Этот экстрагент принят агрохимической службой для извлечения доступных растениям микроэлементов и служит для оценки обеспеченности почв этими элементами. Результаты анализа на подвижные формы тяжелых металлов представлены в Таблице 4.

Табл. 4.Содержание подвижных форм тяжелых металлов в осадках сточных вод, извлекаемых ААБ

Данные Таблицы 4 показывают, что в анализируемом объекте наблюдается превышение концентрации подвижных форм цинка относительно уровня ПДК (согласно [3]).

По результатам анализов можно сделать вывод, что в осадках сточных вод повышенное содержание таких металлов, как цинк и кадмий. Цинк относится к микроэлементам, недостаток или избыток которого вызывает отклонения в развитии растений. Кадмий сильно ядовитое вещество, блокирует сульфгидрильные группы ферментов, нарушает обмен железа и кальция, нарушает синтез ДНК [2].

Исследованные осадки можно отнести к IV классу опасности для окружающей среды, которые могут быть использованы в качестве местных органических удобрений в сельском хозяйстве, цветоводстве, зеленом строительстве, лесных и декоративных питомниках, для биологической рекультивации полигонов, производства почвогрунтов (с разработкой ТУ), а порядок и использование осадков на удобрение регулируется СП 1.2.1170-02 “Гигиенические требования к безопасности агрохимикатов”.

Для сокращения сроков обработки осадков и освобождения иловых карт, улучшения экологической ситуации в районе очистных сооружений целесообразно построить цех механического обезвоживания осадков с использованием современного оборудования и флокулянтов. Организация компостирования обезвоженных осадков позволит сократить сроки выдержки для стабильного санитарного обеззараживания и улучшит товарные характеристики получаемых удобрений [4].

При использовании осадков сточных вод в качестве удобрений необходим мониторинг содержания подвижных форм тяжелых металлов в почвенном покрове и уровня их поступления в товарную продукцию сельскохозяйственных культур, так как химический состав растений отражает элементный состав почв. Биоаккумуляция элементов у разных растений разная, однако, кадмий относится к элементам интенсивного поглощения, что может привести к превышению допустимых концентраций в сельскохозяйственной продукции и при не превышении его уровня ОДК в почве.

В работе [5] показано, что применение осадков сточных вод на серых и светло серых почвах с низким содержанием гумуса и небольшой емкостью в дозах 60 и 120 т/га приводит к повышению концентраций тяжелых металлов в клубнях картофеля и в зерне пивоваренного ячменя сорта “Биос-1”, но оно ниже ПДК и не вызывает ухудшения качества продукции. Применение осадков сточных вод положительно влияет на содержание микроэлементов, не оказывает отрицательного действия на сельскохозяйственную продукцию и рекомендуется к внедрению.

Список использованной литературы

Методика выполнения измерений массовых долей токсичных металлов в пробах почв атомноабсорбционным методом. ОАО «Союзцветметавтоматика», 2007. С. 6-8.

Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.020-94 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах». Госкомсанэпиднадзор РФ. 1994. 27 декабря.

Предельно допустимое содержание подвижной формы тяжелых металлов в почве [Электронный ресурс] /

Х. Чулджиян и др. 1988. URL: www.gidrogel.ru Мероприятия по снижению содержания тяжелых металлов в условиях промышленных сбросов / А. Г. Ларионов. Изд. Чуваш. ГСХА, 2005. С. 127.

Действие осадков сточных вод на содержание тяжелых металлов в почвах и сельскохозяйственной продукции: описание к ИЛ № 82-031-03.-2003. Изд. Чуваш. ГСХА.

Размещено на Allbest.ru