CC BY
42
8. Kendrick P, Waddington D, Kerry G. Research into the improvement of the management of helicopter noise. Available at: http://archive.defra. gov.uk/environ-ment/quality/noise/research/documents/nanr235-proj ectreport.pdf (16.10. 2018).
9. Куралесин Н.А. Научные основы регламентации инфразвука в медицине труда (медико-биологические аспекты). Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора медицинских наук. Москва, РАМН, НИИ медицины труда - 1997 г.
10. Измеров Н.Ф., Кириллов В.Ф. Гигиена труда.Учебник - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010 г. - 592 c
11. Rossi L., Prato A., Lesina L., Schiavi A. Effects of low-frequency noise on human cognitive performances in laboratory. Building Acoustics 2018, Vol. 25(1) 1733;
12. Baliatsas C, van Kamp I, van Poll R, et al. Health effects from low-frequency noise and infrasound in the general population: is it time to listen? A systematic review of observational studies. Sci Total Environ 2016; 557-558: 163-169.
13. Koch C. Hearing beyond the limit: Measurement, perception and impact of infrasound and ultrasonic noise. 12th ICBEN Congress on Noise as a Public Health Problem, Zurich, 2017.
14. Butikofer R., Eggenschwiler K., Steiner E. Annoying low level sound. 12th ICBEN Congress on Noise as a Public Health Problem, Zurich, 2017.
15. Zagubien A., Wolniewicz K. Everyday Exposure to Occupational/Non-Occupational Infrasound Noise in Our Life. Archives of Acoustics - Volume 41, Number 4, 2016
16. База данных Федерального Управления Гражданской Авиации (Federal Office of Civil Aviation FOCA) - http: //www. bazl. admin. ch/experten/regula-tion/03312/03419/03532/index.html?lang=en. (16.10.2018).
УДК 631.822
А.И. Осипов
ИЗВЕСТЬСОДЕРЖАЩИЕ ОТХОДЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ
ФГБНУАгрофизический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, aosipov2006@mail. ru
Резюме: Известьсодержащие отходы промышленности являются важным и довольно дешевым источником пополнения запасов природных известковых материалов. Их ассортимент представлен сланцевой золой, дефекатом, различными видами шлаков, шламов, отходным мелом и др. Многие из перечисленных выше мелиорантов обладают высокой активностью взаимодействия с почвой и существенно превосходят природные карбонаты. Содержащиеся в них примеси микроэлементов часто оказывают положительное влияние на рост и развитие возделываемых культур. Однако большинство из них могут содержать в своем составе различные тяжелые металлы и другие токсичные элементы, представляющие опасность для экологического состояния почв и сопредельных сред. Поэтому каждый новый химический мелиорант из отходов должен подвергаться всесторонней экологической оценке и нормированию, базирующему на результатах мониторинга.
Ключевые слова: Известьсодержащие отходы промышленности, кислотность почвы, плодородие, оптимальной реакции почвенной среды, качество продукции.
Summary.
A.I. Osipov Lime containing waste and their use for chemical source memioration. Lime-containing waste industry is an important and fairly cheap source of replenishment of stocks of natural lime materials. Their assortment includes shale ash, defecate, various types of slags, sludge, waste chalk, etc. Many of the above ameliorants have a high activity of interaction with the soil and significantly exceed the natural carbonates. Microelement impurities contained in them often have a positive effect on the growth and development of cultivated crops. However, most of them can contain various heavy metals and other toxic elements that are dangerous to the ecological state of the soil and adjacent environments.
Therefore, each new ameliorating chemical from waste must be subjected to a comprehensive environmental assessment and standardization based on the results of monitoring.
Keywords: Lime-containing industrial wastes, soil acidity, fertility, optimal response of the soil environment, product quality.
Мировой опыт и практика земледелия свидетельствуют о том, что большинство сельскохозяйственных культур предпочитают близкую к нейтральной или нейтральную реакцию почвенной ср^ды Кислая реакция почв резко снижает
продуктивность и качество культурных растений, эффективность различных технологических приемов. Поэтому, известкование кислых почв было и остается одним из важнейших приемов повышения их плодородия, а также получения высоких и устойчивых урожаев возделываемых культур с высокими качественными показателями[1-3]. В Европе мергелевание стали применять с XII века. В
XVI веке мергель сплавлялся на судах по Рейну в нижерейнские провинции. С
XVII века в целом ряде областей Германии, включая и Силезию, начал уже использоваться обожжённый известняк. В северных областях применяли луговую известь. Однако, в ту эпоху, не существовало теории питания растений, и в вопросах применения удобрений шли наощупь. В России первые сведения об удобрениях появляются в трудах Императорского Вольного Экономического Общества (ИВЭО) 7 сентября 1771 года, где Андрей Нартов опубликовал свою статью о извести [4,5]. В дальнейшем, после «пионерской» статьи Андрея Нартова, в трудах ИВЭО появляются многочисленные публикации, рассказывающие о применении в качестве удобрений древесного угля, мергеля, гранита, шлака из доменных печей, золы, полученной при сжигании торфа, каменного угля, древесины, о отходах патошных и мыловаренных заводов. С 1964 года в стране была организована агрохимическая служба, а программа известкования, осуществляемая с 1969 года, позволила за 20 лет создать положительный баланс кальция в земледелии и существенно уменьшить площади сильнокислых почв. Однако темпы известкования в ряде регионов в эти годы значительно сдерживались также из-за недостатка природных известковых материалов. Поэтому одной из важнейших задач по повышению обеспеченности земледелия известковыми удобрениями с меньшими затратами являлось более широкое использование местных карбонатных материалов и отходов промышленности. К концу 20 века в ассортименте поставляемых сельскому хозяйству известковых удобрений около 20% представлено известьсодержащими отходами промышленности. В то же время значительные количества отходов, содержащих соединения кальция и магния, складировались в отвалах предприятий, хотя при соответствующей доработке они могли бы использоваться для химической мелиорации почв [6]. К числу известных и изученных отходов промышленности относились некоторые виды шлаков, шламов, золы сланцев, бурых углей, отходный мел, известково-доломитовые отходы, дефекаты и др. Известно, что большинство отходов промышленности не требует какой-либо сложной подготовки для использования их в качестве известковых удобрений. Чаще всего достаточно отделить более круп-
ные частицы от основной массы отхода через сито с отверстиями 3—5 мм в диаметре. Некоторые же отходы можно применять для известкования почвы даже без отсева. Многие из шлаков и зол обладают высокой активностью взаимодействия с почвой, поэтому существенно превосходят природные карбонаты, а содержащиеся в них примеси микроэлементов часто оказывают положительное влияние на рост и развитие сельскохозяйственных растений [7,8]. Сотрудниками Ленинградского НИИСХ в длительном полевом опыте изучалась сравнительная эффективность доломитовой муки с отходами промышленности. Как видно из таблицы 1, эффективность сланцевой золы и цементной пыли в среднем за три ротации полевого севооборота была выше доломитовой муки на 16-39% соответственно.
Таблица 1. Эффективность применения известковых мелиорантов
Дополнительная сельскохозяйственная продукция,
Вид т/га зерновых единиц
известкового в среднем за 1 в среднем за
мелиоранта год три ротации севооборота % к контролю
Доломитовая мука 0.42 7.6 100
(контроль)
Сланцевая зола 0.49 8.8 116
Цементная пыль 0.89 10.6 139
Доменный шлак 0.21 3.8 50
Эффективность доменного шлака оказалась в два раза ниже контрольного варианта со стандартной доломитовой мукой.
На почвах с выраженным дефицитом магния целесообразнее проводить известкование магнийсодержащими мартеновскими шлаками, которые при внесении высоких норм минеральных удобрений обеспечивают более сбалансированное питание сельскохозяйственных культур и эффективнее, чем внесение извести. Применение отходов промышленности, содержащих в своем составе магний, не только повышает урожая возделываемых культур, но и улучшает его качество. Повышается содержание сахаров в плодах томатов, крахмала в клубнях картофеля, жира в семенах масличных культур, некоторых витаминов (А и С) в различных растениях. При использовании торфяной золы для известкования почв
необходимо иметь в виду, что зола низинных и переходных торфов более эффективна, чем зола верховых аналогов [9,10].
В то же время отходы могут содержать различные тяжелые металлы (свинец, кадмий, мышьяк, селен, стронций) и другие опасные токсичные неметаллы и элементы. Использование таких отходов в качестве мелиорантов может представлять опасность для экологического состояния почв и сопредельных сред. Поэтому каждый новый химический мелиорант из отходов должен подвергаться всесторонней экологической оценке и нормированию, базирующему на результатах мониторинга.
В нашем институте (Ленинградский филиал ЦИНАО, переименованном в 1985 г. во ВНИПТИМ) проведены исследования по изучению возможности использования бутарного продукта, фосфогипса и фосфатно-известкового отхода Кингисеппского химического комбината в качестве химических мелиорантов. Большой интерес для сельского хозяйства Ленинградской области представляет бутарный продукт, который в измельченном виде может заменить известь и фосфоритную муку. Внесение его в почву в дозе 5 т/га эквивалентно 250 кг Р2О5 и 2,7 т СаСО3. Была доказана эффективность внесения фосфогипса в дозах до 500 кг/га на карбонатных и произвесткованных почвах, особенно под бобовые и крестоцветные культуры. Предложены приемы и способы экологически безопасного использования в качестве мелиорантов известьсодержащих отходов Прибалтийской ГРЭС, белитовых шламов Канско-Ачинского глиноземного комбината, конверсионного мела, феррохромового шлака, золы торфа, бурых углей и других отходов. Выявлено, что мелиоранты на основе отходов древесных активных углей, снижают загрязнение растениеводческой продукции тяжелыми ме-таллами[5].
Нами в полевом опыте изучалось влияние сланцевой золы и доломитовой муки на урожайность овса, возделываемого на дерново-подзолистой слабоокуль-туренной кислой почве. Результаты исследований показали, что применение данных мелиорантов увеличивает урожайность овса с 7.5 центнеров с гектара до 16.1 и 24.0 или на 114-220% соответственно. Высокая эффективность сланцевой золы по сравнению с доломитовой мукой обусловлена присутствием в ее составе 2% калия, 3.9% серы, а также 10 мг/кг меди. На фоне минеральных удобрений преимущество сланцевой золы было менее выраженным и составило 7.1 ц/га или 24% (табл. 2). Применение минеральных удобрений на фоне доломитовой муки способствовало увеличению урожайности овса с 16.1 до 29.2 ц/га, а на фоне сланцевой золы с 24.0 до 36.3 ц/га, что также подтверждает ее преимущество.
Таблица 2. Влияние известкования на урожайность овса в полевом опыте
Варианты Урожайность Прибавка к Отношение к доло-
опыта зерна, ц/га контролю митовой муке
ц/га % ц/га %
Контроль 7.5 - - - -
Доломитовая мука 16.1 8.6 114 - -
Сланцевая зола 24.0 16.5 220 7.9 49
№К + Доломито- 29.2 21.7 289 - -
вая мука
N РК + 36.3 28.8 384 7.1 24
Сланцевая зола
НСР(05) 4.43
Эффективность данных мелиорантов прослеживается и в последействии на второй год опыта. Прибавка урожайности овса по сравнению с контролем составила 59-76%, а на фоне последействия минеральных удобрений 87-112%, причем наибольшие прибавки были в вариантах со сланцевой золой (табл.3). В варианте с последействием сланцевой золы на фоне минеральных удобрений урожайность зерна овса была выше на 2.8ц/га или 13% по сравнению с последействием доломитовой муки (табл. 3).
В полевом опыте на Меньковской опытной станции на кислой дерново-подзолистой, легкосуглинистой почве изучали влияние местных мелиорантов и кальций-содержащих отходов промышленности на урожайность ячменя сорта «Кринич-ный». Повторность опыта 4-х кратная. Площадь делянки 16 м2. В качестве фона вносили экофоску в дозе 90 кг д. в./га. Кальцийсодержащие отходы вносили в дозе - по 1 ГК.
Таблица 3. Влияние последействия известкования на урожайность овса
Варианты опыта Урожайность зерна, ц/га Прибавка к контролю Отношение к доломитовой муке
ц/га % ц/га %
Контроль 11.3 - - - -
Доломитовая мука 18.0 6.7 59 - -
Сланцевая зола 19.9 8.6 76 1.9 11
NPK + Доломитовая мука 21.1 9.8 87 - -
N РК + Сланцевая зола 23.9 12.6 112 2.8 13
НСР(05) 1.83
Таблица 4. Влияние известьсодержащих отходов на урожайность ячменя
Варианты Урожайность Прибавка к контролю
опыта зерна, кг./делянку кг./делянку %
Контроль(без удобрений) 1,26 - -
NPK (фон) 1,96 0,70 56
фон + известняковая мука 2,60 1,34 106
фон + сланцевая зола 3,04 1,78 141
фон + мел конверсионный 2,88 1,62 129
фон + гажа 2,43 1,17 93
фон + известковое молоко 2,34 1,08 86
фон + известковое молоко + 2,72 1,46 116
торф
НСР(05) 0,99
Как видно из табл. 4 местных известковые мелиорантов и кальцийсодержащих отходов промышленности по своей эффективности не уступают стандартной известняковой муке. Если урожайность зерна ячменя в варианте со стандартной известняковой мукой составил 2,6 кг. с делянки, то в вариантах с изучаемыми мелиорантами она колебалась в пределах 2,34-3,04 кг. с делянки. В целом сотрудниками ВНИПТИМ изучено более 23 отходов промышленности в качестве известьсодержащих мелиорантов.
Литература
1. Якушев В.П., Осипов А.И. Миннуллин Р.М., Воскресенский С.В. К вопросу об известковании кислых почв в России. // Агрофизика. //, 2013, №2, с. 18-24
2. Якушев В.П., Осипов А.И. Химическая мелиорация почв - вчера, сегодня, завтра. //Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета //, 2013, вып.30, с.68-72
3. Осипов А.И. Известкование кислых почв - основа их плодородия Сельскохозяйственные вести, 2016,4 с.40-42
4. Прянишников Д.Н. Агрохимия. М., 1940,643с.
5. Осипов А.И. Известкование кислых почв в историческом аспекте. Агрофизика от А. Ф. Иоффе до наших дней, СПб 2002 С. 275-289.
6. Кузьмич М.А., Величко В.А. Светлов В.А. и др. Кальцийсодержащие отходы промышленности. Краткая характеристика, годовой выход и запасы. М.: ВАСХНИЛ, 1987. 52 с.
7. Милащенко Н.З. и др. Агрохимический словарь термины и определения. М.: Агроконсалт, 1999. 48 с.
8. Осипов А.И. Научные основы химической мелиорации почв и перспективы их дальнейшего изучения // Агрофизика. 2012. №3. С. 41-50.
9. Кедров-Зихман О.К. Известкование дерново-подзолистых почв в нечерноземной полосе. М.,1955. 82 с.
10. Осипов А.И. Известьсодержащие отходы промышленности и их эффективное использование: Материалы Международной научно-практической конференции и V съезда почвоведов и агрохимиков». Минск, 2015. Часть 2. С.182-185.
