VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Важным направлением повышения эффективности предприятий водного сектора является максимальное использование вторичных ресурсов, таких как водопроводный осадок [1, 3]. Использование водопроводных осадков в зеленом строительстве городов является одним из перспективных направлений их утилизации, позволяющем решить серьезную экологическую проблему, связанную с необходимостью депонирования осадков и недопустимостью сброса осадка в водные объекты [4].

На действующих станциях обезжелезивания промывные воды скорых фильтров сбрасывают в водные объекты. Промывные воды фильтров содержат гидроокись железа. Сбрасывать такие сточные воды в открытые водоемы недопустимо. В водоемах гидроокись железа может осаждаться на имеющей щелочную реакцию слизистой оболочке жабр у рыб и стать причиной их гибели. В щелочной среде для некоторых пород рыб летальная концентрация железа составляет 0,9 мг/л. При наличии оборота промывных вод осадок, полученный после отстаивания воды, направляют на иловые площадки.

Свойства осадков изменяются в очень широких пределах и зависят от минерального состава и основных физико-химических свойств воды, поступающей на очистку. Источником железа для почв, бедных этим элементом, могут служить осадки станций обезжелезивания. Основным элементом осадка станций обезжелезивания являются соединения железа, без которого в растениях не может образовываться хлорофилл, хотя в его состав этот элемент не входит. Железо – необходимая составная часть системы ферментов, которые участвуют в синтезе зеленого пигмента. Кроме того, оно регулирует процессы окисления и восстановления сложных органических соединений в растениях. Недостаток железа ведёт к распаду ростовых веществ (ауксинов), синтезируемых растениями. В условиях недостатка железа листья растений становятся светло-желтыми [2].

В задачи исследований входило: проверка пригодности осадков станций обезжелезивания для использования в качестве добавки к почвогрунтам, используемым в зеленом строительстве; выявление влияния дозы осадка на плодородие почвы и урожайность газонных трав; подбор оптимального состава почвогрунта.

Опыты, проведенные в микрополевых условиях, с использованием осадка Велижанской станции включали в себя посев семян газонных трав с четырехкратной повторяемостью в почвенные смеси в пяти вариантах, включая контрольный.

Осадок в начале июля 2014 года внесли в кольца из плотного полиэтилена диаметром 23 см и высотой 15 см в дозах в пересчете в кг/га: 0 (контроль), 2 кг/га, 4 кг/га, 8 кг/га и 16 кг/га сухой массы осадка с четырехкратной повторяемостью каждого варианта почвенной смеси. Небольшие дозы осадка были приняты с учетом полевого сезона 2013 года и того обстоятельства, что осадок Велижанских очистных сооружений содержит большое количество железа, потребность в котором у растений невысока.

В каждое кольцо было высеяно по 100 семян газонных трав: овсяница красная, овсяница луговая, кострец безостый. После внесения семян был произведен полив. Далее делянки поливали с учетом погодных условий. После первых всходов определили всхожесть семян (рисунок 1).

Рисунок 1 - Зависимость всхожести семян газонных трав от доз водопроводного осадка

Через каждые 6-9 дней определялся прирост травы. 6 августа 2014 года через 33 дня после высева семян определили урожайность посевов газонных трав. Для этого траву состригли и взвесили сырую массу с каждой делянки отдельно. Далее траву высушили, не смешивая, до воздушно-сухого состояния и снова взвесили.

Затем 30 августа 2014 года был снят второй урожай трав. При этом также были определены высота травы, урожайность по свежей и сухой траве. Результаты измерений представлены на рисунках 2, 3 и 4. У костреца безостого лучшие результаты были получены в первом урожае в отличие от овсяниц красной и луговой.

Рисунок 2 - Влияние доз осадка на урожайность и высоту овсяницы красной

Рисунок 3 - Влияние доз осадка на урожайность и высоту овсяницы луговой

Рисунок 4 - Влияние доз осадка на урожайность и высоту костреца безостого

При увеличении дозы осадка наблюдалась тенденция к снижению всхожести, урожайности.

Полученные результаты по всхожести, урожайности и общему внешнему виду газонных трав удовлетворительные и свидетельствуют о применимости данного вида водопроводного осадка в городском благоустройстве. Как оптимальную можно рекомендовать дозу осадка 4 кг/га.

По усредненным опытным данным была проведена обработка результатов помощью функции ЛИНЕЙН() в программе Microsoft Excel. Анализ экспериментальных данных показал, что зависимости всхожести семян, урожайности и высоты газонных трав от содержания осадка в грунте являются уравнениями регрессии в виде полиномов четвертой степени и адекватно описывают результаты экспериментов (рисунок 5).

Рисунок 5 – Зависимость урожайности и высоты овсяницы красной от количества внесенного осадка

Полученные результаты по всхожести, урожайности и общему внешнему виду газонных трав удовлетворительные и свидетельствуют о применимости водопроводного осадка в городском благоустройстве в условиях климата Северного Зауралья. Осадок Велижанских очистных сооружений можно рекомендовать для почв, бедных железом.

Использование в зеленом строительстве уже накопленных и вновь образующихся осадков станций обезжелезивания позволяет: достичь экономической выгоды посредством уменьшения затрат на приобретение традиционных видов удобрений, исключить необходимость хранения или сбора в водные объекты осадков станций водоподготовки, что позволит значительно уменьшить воздействие на окружающую природную среду.

Список литературы

1 Мерзлая, Г.Е. Применение осадков водопроводных станций на удобрение/ Г.Е.Мерзлая, Р.А.Афанасьев// Агро XXI. – 1999. - № 5.- Электронный ресурс: http://www.agroxxi.ru/journals/199905/199905008.pdf.

2 Петербургский, А.В. Агрохимия и система удобрения. – М.: Издательство «Колос», 1967. – 423 с.

3 Храменков, С.В. Использование почвогрунтов с внесением осадков сооружений очистки сточных вод и водоподготовки для выращивания технических культур/ С.В.Храменков, М.Н.Козлов, Н.М.Щеголькова, А.Я.Ванюшина, А.М.Агарев, В.А.Грачев// Водоснабжение и санитарная техника. – 2012. - № 10.- С. 72-77.

4 Хренов, К.Е. Исследование свойств новых почвогрунтов, полученных с применением осадков станций водоподготовки/ К.Е.Хренов, М.Н.Козлов, Н.М.Щеголькова, А.Я.Ванюшина, В.А.Грачев// Водоснабжение и санитарная техника. – 2011. - № 10.- С. 20-25.

Код для цитирования: Скопировать