Введение

Научно-технический процесс создает человечеству не только различные материальные блага, но и экологические проблемы. Среди них следует особенно отметить накопление отходов и радиоактивное загрязнение поверхности Земли [1,3,9].

Значительные площади сельхозугодий агросферы загрязнены радиоцезием Чернобыльского следа и для получения нормативно «чистой» продукции требуется проведение определенных защитных, достаточно дорогостоящих мероприятий [2,3,4]. На иловых площадках очистных сооружений канализации городов накоплено огромное количество активного ила, образующегося в ходе многоступенчатой обработки городских сточных вод. Почвенный путь утилизации активного ила в качестве удобрения является в мировой практике наиболее приоритетным. [32]. Эффективность активного ила в условиях радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий изучена в настоящее время крайне недостаточно. В научной литературе есть сведения об очистке почв от нефтепродуктов с использованием препаратов на основе активного ила (17,32).

Использование активного ила в качестве удобрения сельскохозяйственных культур в условиях радиоактивного загрязнения территории может позволить решить сразу несколько эколого-агрохимических проблем за счет их взаимодействующего синергизма: утилизация активного ила, повышению устойчивости культур и плодородие почв, снижение содержания радиоцезия в продуктах растениеводства. Однако, при использовании активного ила следует строго соблюдать принцип: соответствие активного ила СаНПиН 2.1.7.573-96; ГОСТ Р17.4.3.07-2001 и Типовому технологическому регламенту использования ОСВ в качестве органического удобрения.

Цели и задачи исследований

Целью наших исследований являлось изучение активного ила (АИ) в качестве агрохимического приема по снижению содержания радиоцезия в зерне ячменя на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1.изучение особенностей роста и развития ячменя на радиоактивной дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в условиях внесения в нее различных доз активного ила;

2.определение уровней урожайности ячменя на радиоактивной почве при внесении различных доз активного ила;

3.проведение анализа структуры урожая ячменя;

4.анализ удельной активности зерна ячменя и оценка радиомелиративной эффективности активного ила;

5.оценка экономической эффективности возделывания ячменя на радиоактивной почве в условиях применения различных доз активного ила.

Рабочая гипотеза

Предлагается, что активный ил, содержащий в своем составе макро- и микроэлементы, органическое вещество, микроорганизмы и ферменты, обладает радиомелиоративным свойством за счет повышения урожайности ячменя и возникновения эффекта «разбавления», повышения сорбционной способности почвы и блокировки механизма поглощения радиоцезия ячменём полиэлементным составом АИ.

Место проведения НИР

Научно исследовательская работа проводиласьна экспериментальном участке кафедры сельскохозяйственной радиологии и экологии, расположенного на опытном поле Калужского филиала РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева в 2007 году.

Автор дипломной работы выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю, профессору Сюняеву Н.К., за помощь при проведении научных исследований и написании дипломной работы.

1. Современное состояние изученности вопроса (обзор литературы по теме исследования)

1.1 Анализ почвенного пути утилизации активного ила

Многосторонняя хозяйственная деятельность человеческого общества, вооруженного сложной техникой, ныне охватывает практически всю атмосферу, сушу и океан, и вносит значительные количественные и качественные изменения в биологические циклы движения элементов в биосфере, поставив под угрозу ее бесперебойное функционирование и существование самого человека. Например, такие компоненты как мусор, отходы, отбросы в мировом масштабе накапливаются в объеме свыше10 т в год. С ростом численности населения планеты, развитием научно-технического прогресса, интенсифицирующего любой труд, степень воздействия человеческого общества на биосферу в принципе будет возрастать [16].

С одной стороны, все больше добывается полезных ископаемых, заготавливается растительной и животной продукции, используется природных вод для производственных, жилищно-бытовых и сельскохозяйственных целей, вовлекаются в сельскохозяйственный оборот новые площади мелиоративных земель, строятся города и населенные пункты, производственные помещения и так далее, а с другой стороны, хозяйственная деятельность человечества сопровождается накоплением различного рода отходов производства, городского коммунального хозяйства, которые загрязняют природную среду.

Вот почему с особой актуальностью встает задача утилизации возрастающего количества отходов промышленности и городского коммунального хозяйства.

Отходы городского коммунального хозяйства, в том числе и активный ил (АИ) в крупных городах и населенных пунктах порождают массу проблем в связи с их утилизацией.

Существует ряд способов утилизации АИ: сбрасывание в моря и океаны, сжигание, захоронение в почвенной среде, обезвреживание и использование в качестве органических удобрений, как добавка при приготовлении различных компостов и т.д. В Японии, например, уже в 1981 г. в эксплуатации находилось около 500 установок конечной переработки и за год перерабатывалось около 65*10 м3 сточных вод, при этом количество полученного ила составило около 24*10 м3. Они состоят на 80% из обезвоженного брикета, на 11% из пепла (получаемого в результате сжигания после обезвоживания) и других отходов (сухой или агрегированный ил) в количестве 9%. Указанные отходы (42%) захоранивают в землю, сбрасывают в море (36%), в объеме 15% эффективно используют. Из эффективно используемых отходов 93%о приходится на улучшение лугопастбищных и сельскохозяйственных земель. Главный упор делается на применение канализационного ила в качестве удобрений [15,17].

Имеются способы утилизации АИ посредством их размещения в воздухе. Однако в данной среде можно разместить лишь воду, которая содержится в АИ, а также органические вещества, превращенные в углекислый газ и азотистые соединения. Остальная часть, а именно зола, если речь идет о сжигании, в большинстве случаев остается в почве. Следовательно, почва остается средой наиболее широко используемой для размещения АИ в форме накопления в определенных местах больших объемов ила или же использования их в качестве органического удобрения, модификатора почв [15].

Компостирование бытового мусора и осадка сточных вод за рубежом рассматривается как важный элемент стратегии повторного использования отходов. При этом решаются две задачи: во-первых, избавляются от отходов, создающих угрозу загрязнения окружающей среды, во-вторых, расширяют производство органических удобрений, потребность в которых очень велика.

Наиболее широко указанный способ переработки отходов применяется в густонаселенных развитых странах, где остро стоят проблемы охраны окружающей среды и ощущается дефицит природных ресурсов. Так, в Нидерландах перерабатывается на компост 30-40% бытовых отходов, в Австрии и Бельгии около 25%, во Франции 8% [17].