Содержание к диссертации
Введение
1 Накопление тяжелых металлов в почвах и способы снижения их токсичности 8
1.1 Источники загрязнения почв тяжелыми металлами 8
1.2 Тяжелые металлы в почве и растительности 10
1.3 Токсичность тяжелых металлов и длительность действия 13
1.4 Проблема нормирования содержания тяжелых металлов в почве. 16
1.5 Приемы санации земель, загрязненных тяжелыми металлами 18
2 Условия и методика проведения исследований 23
2.1 Климат 23
2.2 Почвы и почвообразующие породы 27
2.3 Схемы и методика проведения исследований 33
2.4 Поливной режим при проведении приемов мелиорации 40
3 Загрязнение почв тяжелыми металлами в условиях орошения 43
3.1 Содержание тяжелых металлов в орошаемых почвах 43
3.2 Зависимость содержания тяжелых металлов от свойств почв 45
4 Приемы инактивации тяжелых металлов в почвах при орошении 50
4.1 Характеристика компонентов и органо-минеральных компостов с различным их соотношением 50
4.2 Поглотительная способность глауконитов, фосфогипса и компостов, приготовленных на основе птичьего помета по отношению к тяжелым металлам 55
4.3 Влияние различных мелиорантов и органо-минеральных компостов на свойства чернозема обыкновенного орошаемого 59
4.4 Влияние различных мелиорантов и органо-минеральных компостов на свойства орошаемых почв и поведение тяжелых металлов 63
4.4.1 Изменение показателей химических, физико-химических свойств почвы 63
4.4.2 Изменение физических свойств почвы 71
4.4.3 Изменение агрохимических свойств почвы 75
4.4.4 Влияние мелиорантов и органо-минеральных компостов на содержание тяжелых металлов в почве 88
4.5 Влияние приемов инактивации на содержание тяжелых металлов в сельскохозяйственных культурах 91
5 Эффективность органо - минеральных компостов при инактивации тяжелых металлов в черноземах обык новенных террасовых 100
5.1 Урожайность сельскохозяйственных культур 100
5.2 Экономическая эффективность применения органо-минеральных компостов 102
5.3 Внедрение результатов исследований 106
Выводы 109
Предложения производству 111
Список использованной литературы 112
Приложения 129
- Проблема нормирования содержания тяжелых металлов в почве.
- Поливной режим при проведении приемов мелиорации
- Зависимость содержания тяжелых металлов от свойств почв
- Поглотительная способность глауконитов, фосфогипса и компостов, приготовленных на основе птичьего помета по отношению к тяжелым металлам
Введение к работе
Актуальность темы. Биосфера - это среда жизнеобитания человека и состояние любого его компонента влияет на благополучие и здоровье людей. Техногенное загрязнение окружающей среды, оказывающее негативное влияние на количественные и качественные показатели сельскохозяйственной продукции, приобретает глобальный характер и ставит человечество на грань экологической катастрофы.
Накопление ТМ в почве - это не только увеличение их содержания, но и нарастание экологически опасных последствий, создающих угрозу здоровью человека.
Наиболее остро проблемы, связанные с поступлением тяжелых металлов (ТМ) в почвы, стоят в регионах с большой степенью концентрации производства и населения, в том числе в Южном Федеральном округе (ЮФО). Загрязнение почв от газопылевых выбросов промышленных предприятий и ГЭС, особенно работающих на угле, от выбросов автомобилей, от внесения высоких доз разных видов удобрений, гербицидов, пестицидов при интенсивной системе земледелия более опасно по сравнению с другими видами деградации почв.
Засушливость климата Ростовской области приводит к увеличению испаряемости с поверхности почвы и повышению концентрации в верхнем гумусовом горизонте целого ряда тяжелых металлов. Другим фактором, способствующим их аккумуляции, является засоление.
Почва является мощным поглотителем многих химических элементов. Они удерживаются в поверхностном, плодородном слое. Почвы способны снижать токсичность металлов и загрязнителей за счет своей буферности, но скорость ее самоочищения снижается пропорционально ухудшению ее свойств и потери плодородия. Особенно актуальна эта проблема для орошаемых земель, так как известно, что без проведения профилактических мероприятий, направленных на снижение выщелачивания кальция и обогащение почв органикой, плодородие при орошении снижается и загрязненность прогрессирует (Скуратов Н.С. и др., 2001, Добровольский Г.В. и др., 2002). В некоторых таких почвах отмечены увеличение хрома в 2 раза, свинца в 1,8 раза, меди, ванадия и ни-
5 келя - в 1,4 раза, цинка - в 1,2 раза.
Несмотря на исследования Дистанова У.Г. и др., 1990; Байдиной Н.Л., 1994; Безугловой О.С, 1996; Овчаренко М.М. и др., 1996; Цугкиева Б.Г. и др., 1996; Колесникова С. И. и др., 2000; Максимова П.Г., 2000; Мажайского Ю.В., 2001; Немцева Н.С., 2003; Маркина З.Н., 2004; Небольсина А.Н. и др., 2004; Кирейчевой П.В. и др, 2005; Нгуен Суан Хая, 2005; Сямиуллина Р.А. и др., 2005 и др., многие вопросы по разработке способов инактивации тяжелых металлов изучены недостаточно, некоторые из них для орошаемых почв неприемлемы (внесение извести или дополнительное подщелачивание почв), что и определяет актуальность настоящей работы, направленной на разработку приемов санации почв, технологически эффективных, экономически рентабельных и экологически безопасных при невысоких уровнях загрязнения
Цель и задачи исследований. Цель работы - выявить и оценить загрязнение тяжелыми металлами черноземов при орошении, установить зависимости содержания тяжелых металлов от их свойств и разработать экологически обоснованные способы инактивации тяжелых металлов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
изучить наличие тяжелых металлов в черноземах обыкновенных, типичных, выщелоченных, осваиваемых в условиях орошения и выявить зависимости между содержанием подвижных форм тяжелых металлов и свойствами почв;
выявить оптимальные компоненты для приготовления мелиорантов и органо - минеральных компостов, определить их поглотительную способность по отношению к тяжелым металлам и их влияние на химические, физико-химические, физические и агрохимические свойства чернозема обыкновенного террасового орошаемого в лабораторном и полевом опытах;
установить действие и последействие приемов инактивации ТМ на урожайность сельскохозяйственных культур;
оценить экономическую целесообразность проведения приемов инактивации ТМ в орошаемых почвах.
Научная новизна работы. Впервые установлены зависимости между содержанием ТМ и свойствами орошаемых почв, созданы и изучены органо-минеральные компосты, улучшающие их свойства и снижающие содержание
подвижных форм ТМ после мелиорации, что способствует увеличению продуктивности орошаемых массивов и получению экологически чистой продукции. Основные положения, выносимые на защиту:
зависимости между содержанием ТМ и свойствами орошаемых почв;
оптимальные соотношения компонентов, используемых в качестве инак-тиваторов ТМ и улучшающих свойства орошаемых почв;
влияние мелиорантов и компостов на изменение содержания ТМ, физи-ко - химических, физических и агрохимических свойств чернозема обыкновенного террасового орошаемого;
влияние приемов инактивации ТМ на урожайность сельскохозяйственных культур;
экономическая эффективность приемов инактивации ТМ в орошаемых почвах.
Практическая значимость работы заключается в разработке предложения производству приемов снижения негативного воздействия ТМ на почву, обеспечивающих улучшение их физических и химических свойств и повышению урожайности сельскохозяйственных культур при окупаемости затрат.
Апробация работы. Исследования проводили в рамках выполнения тематического плана межведомственной координационной программы РАСХН по этапу 01.02 «Разработать методологию и систему мероприятий, направленных на воспроизводство и повышение плодородия почв, предотвращение и защиту их деградации» в 2001-2005гг.
Результаты исследований доложены и одобрены на научно-практических конференциях, проводимых в 2003 - 2005 гг. в ФГНУ «РосНИИПМ» и ФГОУ ВПО «НГМА».
Предлагаемые приемы инактивации ТМ внедрены в ЗАО «Нива» Весе-ловского района Ростовской области.
Публикации работ. Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 151 страницах ком-
7 пьютерного текста, содержит 30 таблиц, 21 рисунок, 6 приложений. Список
использованной литературы включает 191 источник, в том числе 19 иностранных авторов.
Проблема нормирования содержания тяжелых металлов в почве.
Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами определяет необходимость нормирования их содержания в объектах окружающей среды и продуктах питания человека и животных. Наиболее сложен вопрос о нормировании содержания ТМ в почве (Важенин И.Г., 1983; Зырин Н.Г., Обухов А.И., 1983). В основе его решения лежит признание полифункциональности почвы, которая рассматривается как естественное природное тело, компонент биогеоценоза (Глазовская М.А.,1978; Добровольский Г.В. и др., 1985; Тихомиров и др., 1985), как объект и средство сельскохозяйственного использования (Добровольский Г.В. и др., 1985; Зырин Н.Г. и др., 1985; Ильин Б.В., 1986), как среда обитания и субстрат для растений, животных и микроорганизмов (Герасименко В.Г.,1980; Звягинцев Д.Г., 1980; Елпатьевский П.В., 1982; Криволуцкий Д.А. и др., 1985) и как природный резервуар, содержащий патогенные микроорганизмы (Перелы гин В.М. и др., 1977; Мишустин Е.Н. и др., 1979; Сидоренко Г.И. и др., 1981; Гончарук Е.И., Сидоренко Г.И., 1986; Ильин Б.В., 1986). При нормировании содержания ТМ в почве руководствуются почвенно-экологическими принципами, согласно которым невозможно установление единых значений для всех почв (Зырин Н.Г. и др., 1983). Изменение только их агрохимических свойств (реакции среды, содержания гумуса, степени насыщенности основаниями, гранулометрического состава) может в несколько раз уменьшить или увеличить содержание тяжелых металлов в растениях. Имеются противоречивые данные даже о фоновом содержании некоторых металлов (Обухов А.И., 1980).
Нормирование содержания ТМ в почве включает понятие «предельно-допустимой концентрации». Под ПДК тяжелых металлов И.Г. Важенин (1983) в системах почва - растение, почва - приземная атмосфера, почва - грунтовые воды понимал такую массовую долю загрязняющего химического вещества, которая при длительном воздействии на окружающую среду не вызывает каких -либо патологических изменений в организмах человека и животных. По мнению Кабата - Пендиаса А., Пендиаса X. (1989), различия в значениях ПДК могут в большой степени варьировать. Поэтому многие авторы соотносили степень загрязнения почвы с фоновым содержанием в ней ТМ (Левин СВ. и др., 1989). Существуют официально утвержденные ПДК и допустимые уровни их содержания по показателям вредности (№ 02 - 2333 от 10.12.90 г.) и официально утвержденные ОДК, разработанные в 1995 году для валового содержания в тяжелых металлах и мышьяка (дополнение № 1 к перечню ПДК и ОДК № 6229 - 91). В основном требования предъявлены к валовым формам ТМ. Поэтому в настоящее время разработанные нормативы не удовлетворяют всем требованиям. По вопросу санации почв, загрязненных ТМ, существует два основных подхода.
Первый направлен на очищение (деконтаминация) почвы от ТМ, которое проводится путем промывок, извлечения ТМ с помощью растений, в результате удаления верхнего загрязненного слоя и другими способами (Покровская С.Ф., 1998). Второй подход основан на закреплении ТМ в почве, переводе их в водо-нерастворимые и недоступные живым организмам формы. Извлечь ТМ из почвы крайне трудно, поэтому основные усилия исследователей в решении вопроса санации направлены на поиск приемов, снижающих концентрации в почве подвижных форм (ИльинБ.В., 1986; Большаков В.А. и др., 1993; Van Asche С, Jansen G., 1977; Kabata-Pendias A., 1979; Mohr H.D., 1980). Достаточно действенным мероприятием по улучшению почв, загрязненных металлами, является изменение реакции почвенной среды, внесение в почву различных соединений, способствующих переходу тяжелых металлов в соединения недоступные или труднодоступные для растений (Цугкиев Б.Г. и др., 2004). Медь, цинк, никель, а также свинец, ртуть более подвижны в кислой среде, чем в нейтральной или щелочной. А молибден, ванадий, селен более подвижен в щелочной среде в сравнении с кислой (Полежаева Т.Н. и др., 2003). Эффективные приемы, снижающие подвижность тяжелых металлов и способствующие закреплению их в малоподвижной, недоступной растениям форме, - известкование и внесение органических удобрений (Немцев Н.С., 2003). Прием известкования влияет на подвижность ТМ в результате комплексных изменений в почвенной системе на разных уровнях (физическом, химическом и биологическом): увеличивается емкость поглощения катионов, усиливается процесс поглощения тяжелых металлов микроорганизмами и улучшается структура почв (Сямиулллин Р.А. и др., 2005 ). Однако применять его можно не всегда, так как некоторые металлы, в частности, хром и молибден, в нейтральных и слабощелочных почвах более подвижны, чем в кислых (Шильников И.А. и др., 1994; Мажайский Ю.А. и др., 1999). Известкование в определенной мере депонирует тяжелые металлы в почвах, не устраняя их потенциальной токсичности, которая может проявиться при повторном подкислении (Небольсин А.Н., 2003).
Поэтому этот прием должен осуществляться с учетом химических свойств металлов-загрязнителей, особенностей растений, которые будут выращиваться на загрязненных почвах и физико-химических свойств материала, используемого для нейтрализации почвенной кислотности (Овчаренко М.М. и др., 1996). Известкование почвы способствует уменьшению растворимости свинца и кадмия и снижению их поглощения растениями (Лебедева Л.А. и др., 1998). Подобное действие прием оказывал и на почвах с высоким содержанием мышьяка и цинка. Большое влияние на доступность тяжелых металлов для растений оказывает содержание в почве органического вещества, которое обладает способностью связывать ионы кадмия в комплексы хелатного типа. Поэтому увеличение содержания в почве органического вещества сопровождается снижением концентрации кадмия в растениях (Байдина Н.Л., 1994). Аналогичное явление наблюдалось и в отношении никеля, кадмия, фтора и др.( Попов А.А., 1991). Особенно эффективным оказалось использование этого приема на заливных рисовых полях, загрязненных медью (Минеев В.Г., 1990).
Поливной режим при проведении приемов мелиорации
Поливной режим возделываемых культур зависел от весенних влагозапа-сов, количества выпавших осадков в течение вегетационного периода и различался по годам исследований. В наших опытах влажность почвы на посевах сельскохозяйственных культур (2003 г. - картофель, 2003 - 2004 г. - озимая пшеница, 2004 - 2005г. -люцерна на сено) поддерживалась на уровне 75 - 80 % НВ (наименьшая влаго-емкость) (прил. Б). Орошение в полевых опытах для поддержания влажности на оптимальном уровне (75 - 80 % НВ) осуществлялось дождевальной машиной ДДА - 100 МА. В 2003 году первый полив был проведен нормой 400 м /га (табл. 8). Май оказался сухим, поэтому в мае был проведен второй полив нормой. Для поддержания на должном уровне влажности в июне были проведены три вегетационных полива нормой 450 м 3/га. В этом же году подготавливался посев озимой пшеницы.
В начале сентября перед посевом был проведен полив нормой 430м3/га. В 2004 году в начале весенней вегетации влажность почвы находилась в установленных пределах. Первый полив потребовался в самом конце апреля нормой 410 м /га, второй - в конце июня нормой 390 м /га, третий, для соблюдения режима орошения - в июле нормой 410 м 3/га. Перед посевом люцерны осенью этого года поливов не проводилось, так как количество осадков за осенний период превышало среднемноголетние нормы в 1,7 раза. В 2005 году в апреле влагозапасы почвы составили 90 % НВ. В то же время осадков выпало значительно меньше обычного. Полив потребовался в начале апреля. Второй полив проведен за две недели до первого укоса нормой 460 м /га и после - нормой 450 м /га. В июне месяце влагозапасы почвы были достаточны (92,8% НВ). До второго укоса полив не потребовался. По два по лива проведены между вторым и третьим укосами нормой 410 и 450 м /га. В августе осадков выпало на 28 % меньше среднемноголетнего значения, поливы потребовались в середине августа нормой 410 м /га и в конце августа - 440 м 3/га. Для поддержания заданного режима орошения в каждом конкретном году исследований потребовалось проведение различного количества поливов различными поливными нормами, соответственно изменялись и оросительные нормы.
Содержание тяжелых металлов изучалось на различных видах черноземов в условиях орошения. При этом сопоставляли уровни содержания элементов с предельно-допустимыми концентрациями и фоновым уровнем, то есть близким к нормальным условиям (кларки по Виноградову). Содержание валового Zn в черноземе обыкновенном (ЗАО «Нива») выше фонового уровня в 1,8 раза, от ПДК - 80-90 %. Чернозем обыкновенный террасовый (СКВО «Батайское») содержал 78-80 мг/кг валового цинка. Меньшее содержание цинка выявлено в черноземе типичном (ОПХ «Воронежское») - 63,0 мг/кг. Превышение предельно-допустимой концентрации Zn (9 %) установлено в черноземе выщелоченном (Краснодарский край), (табл. 9). Отмечено выше фонового уровня содержание Ni во всех подтипах почв. По валовому содержанию меди рассматриваемые почвы можно отнести к незагрязненным. Большее количество меди, но в пределах ПДК, обнаружено в черноземе обыкновенном террасовом. Аномалий по содержанию свинца не выявлено, оно лишь незначительно превышало фоновый уровень. Концентрации валового кадмия находились ниже ПДК и фона во всех рассматриваемых почвах. По сумме содержания валовых форм тяжелых металлов почвы можно распределить следующим образом: чернозем выщелоченный чернозем обыкновенный террасовый чернозем обыкновенный чернозем типичный. Наибольшее общее содержание подвижных соединений исследуемых металлов находилось в черноземе обыкновенном и выщелоченном - 14,0 мг/кг.
Зависимость содержания тяжелых металлов от свойств почв
Нами проанализировано содержание ТМ в основных почвах при орошении и параллельно некоторые их свойства, по которым можно оценивать плодородие. Наиболее тесные корреляционные зависимости установлены между содержанием ТМ и следующими свойствами: - общее содержание гумуса; - сумма катионов; - водорастворимый и обменный кальций. Зависимость содержания подвижных форм ТМ от гумуса в почве представлена на рис. 1. Данные для вычисления корреляционной зависимости между содержанием ТМ и общим содержанием гумуса, Са в почвенном растворе и в ППК, а также состава ППК представлены в прил. В. Для характеристики связи мы использовали квадрат коэффициента кор-реляции (R), который называется коэффициентом детерминации и является более непосредственным и прямым способом выражения зависимости одной величины от другой (Доспехов Б.А., 1968). Нами наиболее тесная связь обнаружена между гумусом и кадмием (R = 0,73), гумусом и никелем (R2 = 0,70), гумусом и цинком (R2 = 0,70). Коэффициент детерминации указывает, что доля участия гумуса в инактивации Cd составляет 73 %, Ni и Zn - 70, Pb - 52, Си - 36 %. Обнаружена зависимость между общим содержанием подвижных форм ТМ и содержанием кальция в почвенном растворе (R = 0,87) (рис. 2). Самый высокий коэффициент детерминации установлен между суммой ТМ и Са (R = 0,87), Zn и Са (R = 0,85). Средняя связь существовала между Са и Си, Ni, Cd, Pb (R = 0,32 - 0,59). Кальций участвовал в снижении доступности ТМ для растений. Чем выше поглотительная способность, определяемая ППК (почвенно-поглощающего комплекса), тем больше поглощалось ТМ (рис.3).
Таким образом, полученные корреляционные зависимости указывают на необходимость проведения приемов по сохранению и воспроизводству почвенного плодородия с целью снижения загрязнения почв ТМ. Особое значение имеют мероприятия, способствующие накоплению гумуса и улучшению его качественного состава, а также увеличению ППК, так как при низкой поглотительной способности почв ППК не способен поглотить поступающие ТМ. Обогащение кальцием почв также снижает фитотоксичность ряда металлов, так как этот элемент является их антогонистом. В последние годы для мелиорации солонцовых почв и профилактики процессов осолонцевания и ощелачивания предпочтение отдается органо-минеральным компостам, которые не только снижают содержание обменного натрия в почвенном поглощающем комплексе при одновременном увеличении кальция, разрыхляют почву, но и создают условия для развития микробиологической деятельности, гумификации, оптимизации питательного режима. Их использование целесообразно и для осуществления приемов по инактивации загрязнителей, в том числе тяжелых металлов. С этой целью нами были поставлены лабораторные эксперименты по созданию компостов, в состав которых входили компоненты, способствующие снижению содержания тяжелых металлов в почве или переводу их в состояние, менее доступное растениям.
При выборе компонентов для приготовления удобрительно - мелиорирующих компостов были соблюдены следующие требования: - высокое содержание мелиорирующих компонентов (не менее 60 % в перерасчете на гипс); - при содержании мелиорирующей основы менее 60 % использовать их в сочетании с другими компонентами для усиления их активности; - наличие удобрительной основы (азота, калия, фосфора, органики, микроэлементов); - благоприятное влияние на почвенную микрофлору; - отсутствие или низкое содержание токсичных веществ и других вредных примесей; - многотонажность промышленных отходов и естественных минеральных залежей, позволяющих их широкое использование; - свойства промышленных отходов и залежей должны обеспечивать их хранение и внесение в почву с помощью существующей системы машин и механизмов, не должно возникать затруднений в перевозке; - обладать адсорбирующими свойствами для усиления срока последействия мелиорантов и для перевода токсичных элементов в труднодоступные формы; - новые мелиорирующие и удобрительные средства, приготовленные на основе промышленных отходов, естественных минеральных залежей и навоза, должны быть получены самым дешевым способом и непосредственно в поле (Современные проблемы мелиорации..., 2003). Согласно этим требованиям для приготовления компостов нами выбраны фосфогипс, глауконит и птичий помет. Фосфогипс - вторичный продукт, получаемый при производстве фосфорных удобрений, темно-серая, влажная мелкокристаллическая масса с рН - 2,5 -3,0. Мелиорирующей основой фосфогипса служит гипс (80 - 93 %); питательной - фосфор (2,5 - 5 %) и микроэлементы (1,6 %). В соответствии с техническими требованиями (ТУ 6-08-418-78) содержание водорастворимых фтористых соединений в пересчете на фтор - не более 0,3 %. Удельная масса -3,3 г/смЗ. Растворимость в 0,1 н НС1 и HN03 - 16-17 %, 0,1 н H2S04 - 29, в 0,1 н NaOH - 17,4%. Практически не плавится. Фосфогипс относится к группе сла-бопылящихся мелиорантов.
Поглотительная способность глауконитов, фосфогипса и компостов, приготовленных на основе птичьего помета по отношению к тяжелым металлам
Для доказательства роли компостов в инактивации тяжелых металлов нами проведены лабораторные опыты с загрязнением почвы до I, И, III ПДК ТМ цинком, медью, никелем, свинцом и кадмием при их совместном внесении (прил. Г). Предельно-допустимая концентрация (ПДК) для Zn составляет 100 мг/кг, Cu-55, Ni -85, Cd-2,0, Pb-30 мг/кг. II ПДК - соответственно 200 мг/кг, 110, 170, 4,0, 60 мг/кг. Значения III ПДК для Zn приравнивается к 300 мг/кг, Си -165, Ni-255, Cd-6,0, Pb-90 мг/кг.
Валовое содержание характеризует общую загрязненность почвы, но не отражает степень доступности элементов для растений. Для характеристики состояния почвенного питания растений определяли подвижные формы, извлекаемые ацетатно - аммонийным буферным раствором при рН 4,8, в который переходит наиболее мобильная часть тяжелых металлов.
В почвах фона исследуемые металлы образовывали следующий ряд по содержанию валовых форм: Zn Ni Си Pb Cd), подвижных форм - Ni Zn Pb Си Cd. Концентрация валовых форм меди составляла 17,0 мг/кг, никеля - 27,6, свинца - 8,5, кадмия - 0,1, цинка - 45,5 мг/кг; в подвижной форме соответственно - 0,7 мг/кг, 0,5, 0,3, 0,2, 0,01 мг/кг.
Птичий помет, вносимый в почву, давал эффект поглощения подвижных форм меди при всех трех уровнях ПДК через 90 дней исследований: 10,0-13,0 %, никеля - 16,5-18,0, свинца - 21,0-24,0, кадмия - 2,5-3,0, цинка - 10,0-13,0 % (табл. 14, прил. Г). Через 180 дней наблюдений отмечена более высокая степень поглощения ТМ при I, И, III ПДК: меди на 20,5-23,5 %, никеля - 28,5-33,0, свинца- 34,0-35,0 , кадмия - 5,0-6,0 , цинка- 16,0-22,0 %.
ПТИЧИЙ помет выступал как хороший адсорбент катионов и анионов, повышал буферность почвы, однако имел некоторые загрязнители.
Одна из задач лабораторного опыта состояла в обезвреживании токсикантов путем сочетания птичьего помета с другими веществами - инактиваторами. Это в какой-то степени удалось в результате использования компостов из Пп + Ф, Пп + Гл. и Пп + Ф + Гл. Установлено, что при внесении компоста из птичьего помета и фосфогипса в количестве 19 т/га при уровне загрязнении I ПДК через 90 дней снижалось содержание подвижных форм никеля на 40 %, свинца -41, кадмия - 7,0, меди - 28,5, цинка - 42,6 %.
На уровне II ПДК отмечено уменьшение концентрации подвижного цинка на 44,0 %, никеля - 38,5, свинца - 40,0, кадмия - 7,5 и меди - 25,0 %, до III ПДК - соответственно на 40,0, 42,6, 42,0, 7,6, 20,5 %. После 180 дней исследований при трех уровнях ПДК степень поглощения Ni достигла 62,0 %, Zn -65,3, Pb - 60,0, Cd - 15,0, Си - 48,0%. Наибольшему закреплению поддавался Zn, Ni, наименьшему - Cd.
Птичий помет с фосфогипсом в соотношении 1:2 (15 т/га) через 90 дней наблюдений инактивирует медь на 25,0%, никель - 36,0, цинк - 39,0, свинец -39,0 и кадмий - 6,7 %. Поглощение металлов за период 180 дней составило: Zn - 61,6%, Ni - 58,0, Pb- 55,0, Си- 51,0, Cd- 12,6%. Сочетание птичьего помета с глауконитом сорбировало металлы, но менее эффективно, чем с фосфогипсом. Внесение их в количестве 25 т/га способствовало большему снижению содержания тяжелых металлов (через 180 на 9,2 -50,0 %), чем внесение 18 т/га данного компоста (через 180 дней на 9,0-41,0 %). При зафязнении образцов почвы до I ПДК применение фосфогипса в чистом виде металлы поглощались через 90 дней на 5,8-25,0 %, глауконита - 4,2-22,0, птичьего помета - 2,8-21,0 %, 180 дней - 11,4-63,0 %
Наибольший поглотительный эффект установлен на вариантах совместного внесения птичьего помета с фосфогипсом и глауконитом (17 т/га) в соотношении 1:1:1. Поглощение цинка достигало 71,0%, меди - 55,5, никеля - 65,0, свинца - 69,5, кадмия - 20,0 %. Аналогичный состав компоста в соотношении 2:0,5:1 (25 т/га) адсорбировал металлы, но в меньшей степени, чем вариант 1:1:1. Содержание цинка уменьшилось на 63,0 %, никеля - 57,0, свинца - 61,0, меди - 42,0, кадмия - 15,0 %.
За период исследований концентрация подвижных форм цинка на вариантах с загрязненной почвой снизилась. Значительные изменения содержания цинка наблюдались на вариантах: птичий помет + фосфогипс (1:1) на 65,0 %; птичий помет + глауконит (1:1) на 38,7; птичий помет + фосфогипс + глауконит на 70 %.
На всех вариантах опыта уменьшалась концентрации Си, но в меньшей степени, чем Zn, Pb, Ni. Лучшими детоксикантами для меди являлись компо-сты Пп + Ф 1:1 и Пп + Ф + Гл 1:1:1. Этот элемент оказался одним из наименее мобильных тяжелых металлов в связи с высоким поглощением почвенными частицами. Пути превращения меди зависят от физико-химических характеристик почвы (Бутовский P.O., 2005). Эффект трансформации кадмия в менее доступные формы обнаруживался при использовании мелиоранта ПП+Ф +Гл 1:1:1. Содержание Cd в подвижной форме уменьшалось на 20,0 %.
Таким образом, наибольшее поглощение тяжелых металлов наблюдалось через 180 дней. Снижение их содержания выявлено на всех вариантах, но наиболее результативное при внесении Пп + ф + Гл, Пп + Ф и Пп + Гл. в соотношении их 1:1:1 и 1:1. Моделирование техногенного загрязнения почвы показало высокую эффективность применения выбранных компостов, способствующих очистке и детоксикации почв от тяжелых металлов.
