WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

«ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ПЛОДОРОДИЯ СУБСТРАТОВ ИЗ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЛЕСОВЫРАЩИВАНИИ ...»

-- [ Страница 3 ] --

2.2 Методы исследований Твердые отходы ЦБП различны по своему физическому состоянию, химическому составу и технологии, при которой они получаются. Принимая это во внимание, был разработан дизайн исследования включающий два блока: а. проведение экспериментов с отходами ЦБК, использующих хлорную отбелку целлюлозы; б. -проведение экспериментов с отходами с ЦБК, использующих бесхлорную отбелку целлюлозы. При этом более детальный анализ эффективности биологической переработки проведен на примере отходов ЦБП с бесхлорной отбелкой целлюлозы, как с наиболее прогрессивной технологией.

Продолжительность переработки отходов грибами выбрана согласно сведениям об активной деградации лигнина базидиомицетами (Куликова, 2006). Переработку червями проводили до момента получения рассыпчатого капрогенного материала.

а. Переработка отходов ЦБК с хлорной отбелкой целлюлозы Экспериментальная часть работы по переработке отходов ЦБК с хлорной отбелкой целлюлозы (Пермский ЦБК, Сяськский ЦБК) включала в себя лабораторные исследования по переработке отходов грибами белой гнили и червями, а так же камеральную обработку полученных материалов.

Обезвоженный скоп и отходы короотвала Пермского ЦБК, были обработаны грибами белой гнили Trametes maxima 0275 (Mont.) David & Rajchenb.

1985 Quel. (T. maxima), Trametes hirsuta 075 (Wulf. Ex. Fr) (T. hirsute), консорциум Trametes maxima + Trametes hirsute (концорциум T. maxima + T. hirsute), Lenzites betulina (L.) Fr (L. betulina), Penicillium canescens Sopp. (P. comescens), Peniophora lycii (Pers.) Hhn. & Litsch. (P. lycii) следующим образом. В отходы вносили грибной инокулянт базидиального гриба белой гнили из расчета 0,8 л на 10 кг отходов и проводили твердофазное культивирование в колбах по 300 мл. в течение 45 сут. (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 - Твердофазное культивирование гриба Lenzites betulina на скопе Пермского ЦБК.

Далее в увлажненные до 70% повторности заселяли по 30 шт. половозрелых червей Eisenia andrei (Bouch) 1972 (E. аndrei). Известно, что смертность червей в новой среде увеличивается (Haimi, Huhta, 1986; Sonowal, 2013), поэтому для постепенной адаптации червей к новому для них субстрату небольшое количество конского навоза прикладывали к краю субстрата вместе с червями. Путем естественной миграции черви по мере адаптации мигрировали в новый субстрат.

Спустя 7 сут. навоз полностью убирали, выбирая оставшихся червей и запуская их непосредственно в субстрат на основе отходов. Уход за вермикультурой заключался в поверхностном смачивании субстрата 1 раз в 3 сут. водой для поддержания влажности 65-80%. Переработка червями длилась в течение 45 сут.

Эксперимент проводили в лабораторных условиях при температуре 20-25°С в трехкратной повторности.

Содержание диоксинов и элементов питания определяли в смешанных образцах из трех повторностей.

Скоп Сяськинского ЦБК, предварительно однократно стерилизованный, фасовали в полиэтиленовые пакеты объемом 0,005-0,007 м3 (6-8 кг). В различные части пакета закладывали зерновой мицелий вешенки обыкновенной Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm. (Pl. ostreatus) весом 300-350 г. Далее проводили твердофазное культивирование в течение 60 сут. Для стимуляции прорастания плодовых тел в первые 15 сут. эксперимент проводили при температуре 15-20°С, в следующие 45 сут. - при температуре 18-25°С. После 14 сут. переработки грибами в пакетах делали 5-6 отверстий диаметром 3 см для прорастания плодовых тел гриба (рисунок 2.4а). Образцы увлажняли каждые 3 сут.

–  –  –

Далее отходы перекладывали в пластиковые контейнеры, где в их заселяли по 200 шт. половозрелых червей E. andrei (рисунок 2.4 б). Адаптацию червей проводили так же, как и для отходов Пермского ЦБК. Полив осуществлялся каждые 3-5 сут. Переработка червями продолжалась 60 сут. при температуре 22С.

Эксперимент проводился в трехкратной повторности. Контроль – скоп без переработки.

Содержание элементов питания определяли в каждой повторности.

б. Переработка отходов с бесхлорной отбелкой целлюлозы Экспериментальная часть исследования по переработке отходов Светогорского ЦБК включала лабораторный и полевой эксперимент, а так же выращивание посадочного материала сеянцев сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) и ели обыкновенной (Picea abies (L.) Karst) на полученных из отходов ЦБК субстратах.

Лабораторный эксперимент.

Лабораторные исследования проводили для оценки содержания диоксинов в отходах ЦБК с бесхлорной отбелкой целлюлозы и субстратах на их основе, полученных методом вермипереработки.

Наряду с исследованием влияния червей на качество субстрата, лабораторные эксперименты проводились для принятия решения о необходимости использования грибов белой гнили для детоксификации отходов перед вермипереработкой, т.к. известно, что содержание диоксинов в отходах ЦБК с бесхлорной отбелкой значительно ниже, чем в отходах ЦБК, использующих хлорную отбелку.

В лабораторных условиях смеси из отходов (таблица 2.3) закладывались в контейнеры объемом по 0,012 м 3. Контейнеры располагали в одном помещении в 5-6 ярусов, образуя биоректор (рисунок 2.5а). В них были заселены по 200 шт.

половозрелых червей E. andrei (плотность заселения - 17 тыс. шт/м3) (рисунок

2.5б). Адаптацию червей проводили таким же методом, как для отходов с хлорной отбелкой целлюлозы. Уход за червями заключался в поливе субстрата каждые 3 сут. в течение 45 дней. Далее количество поливов сократили до 1 раза в 7 сут.

Эксперимент проводили в течение 110 сут. при температуре 22-25°С в трехкратной повторности. Контроль – смеси отходов без переработки червями.

–  –  –

Эксперимент проводили в трехкратной повторности, контроль – идентичные по составу смеси отходов без переработки червями.

Содержание диоксинов определяли в смешанной из трех повторностей пробе субстрата из чистого ила, т.к. чистый ил – отход, получаемый непосредственно при отчистке сточных вод, поэтому содержание диоксинов в нем должно быть максимально. Определено содержание диоксинов в биомассе червей до переработки и после переработки чистого ила в смешанной из трех проворностей пробе. Червей промывали, оставляли в пластиковом контейнере на влажной фильтровальной бумаге в течение 24 часов для опорожнения кишечника, повторно промывали и высушивали до воздушно - сухого состояния.

Содержание элементов питания определяли в каждой повторности.

Полевой эксперимент.

Полевой эксперимент проводили для проверки результатов лабораторного эксперимента в полевых условиях и для анализа возможности использования предложенного двухстадийного подхода к переработке отходов в производственных условиях.

На производственной площадке Светогорского ЦБК смеси отходов (таблица 2.3) формировали в бурты – вытянутые продолговатые кучи размерами 1м х 0,5м х 2м (объем – 1 м3, вес – 0,87-1,0 т.). Бурты были размещены под открытым небом на ровной площадке с предварительно уплотненной поверхностью.

Проводили вермипереработку смесей червями E. andrei (плотность заселения тыс. шт/м3) в течение 90 сут. при влажности буртов 60-80%. Для адаптации червей с обоих концов бурта вносили 0,02 м3 конского навоза с червями, который через неделю убирали. Оставшихся червей выбирали и запускали непосредственно в смесь отхода.

Параллельно смеси отходов 0.5 ил : 0.5 кора и 0.3 ил : 0.7 кора проливали культуральной жидкостью штамма T. maxima и T. hirsuta, полученной при их культивировании на глюкозо-пептонной среде, и L. betulina, полученной при культивировании штамма на среде с 2% содержанием мальтэкстракта среде, из расчета 30 л/м3. Далее бурты тщательно перемешивали и проливали водой до влажности 60-80%. После переработки грибами в бурты были заселены черви E.

andrei (плотность заселения - 14 тыс. шт/м3). Переработка грибами длилась 45 сут., червями - 45 сут.

Уход за всеми буртами заключался в равномерном поливе отстоявшейся водой с использованием рассеивателя 1 раз в 3 сут. Контроль – смеси отходов без переработки.

Химический анализ образцов проводили на каждой стадии переработки.

Содержание диоксинов определяли в смешанных образцах из 7 повторностей с 1 бурта. Содержание элементов питания определяли в трехкратной повторности с каждого бурта.

Содержание диоксинов определяли в лаборатории аналитической экотоксикологии ИПЭЭ РАН по методике выполнения измерений суммарного содержания полихлорированных дибензо-n-диоксинов (ПХДД) и дибензофуранов (ПХДФ) в пересчете на 2,3,7,8-тетрахлордибензо-n-диоксин (2,3,7,8 –ТХДД) в пробах почв, грунтов, донных отложений методом хромато-масс-спектрометрии (ПНД Ф 16.

1:2:2.2.56-08). Анализ выполнен на хромато-масс-спектрометре высокого разрешения Thermo Finnigan МАТ 95ХР. Концентрации определяемых веществ переводили с учетом эквивалента токсичности, принятом Всемирной Организацией Здравоохранения - WHO-TEF (Van den Berg, 2006).

Коэффициент бионакопления диоксинов определяли отношением содержания диоксинов в червях к убыли диоксинов в субстрате из отходов (Криволуцкий, 2002).

Актуальную кислотность (рН) измеряли потенциометрически в водной вытяжке, используя соотношение субстрат/раствор - 1:25. Для определения концентрации доступных соединений элементов питания образцы субстрата обрабатывали 1M CH3COONH4 (pH = 4,65) (Halonen, 1983; Nord, 1989).

Использовали те же соотношения субстрата и вытеснителя, что и при определении рН. Для определения валового содержания проводили спекание образцов с содой и бурой и обработку соляной кислотой. Содержание углерода определяли методом Тюрина, азота – методом Къельдаля, фосфора – колориметрически. Нитраты и аммоний исследовали колориметрически.

Выращивание сеянцев на полученных субстратах.

Апробацию субстрата, полученного при лабораторном эксперименте, проводили в ГБУ НО «Семеновский спецсемлесхоз» при выращивании сеянцев сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) и ели обыкновенной (Picea abies (L.) Karst) с закрытой корневой системой в условиях закрытого грунта.

Сеянцы выращивали в кассетах типа «Plantec-81» в течение 2,5 месяцев с добавлением в верховой торф 20%, 50%, 100% по объему субстратов на основе отходов (таблица 2.3). Контроль – сеянцы, выращенные на верховом торфе и верховом торфе, обогащенном удобрениями (таблица 2.4).

Грунтовую всхожесть определяли на 15 сут. после высева отношением количества семян, давших всходы к общему количеству высеянных семян (ГОСТ 13056.6-97). Определяли количество и длину хвоинок, высоту стволика, длину основного корня, длину и количество боковых корней у каждого сеянца. Массу сеянцев по фракциям (корни, стволики, хвоя) определяли суммарно по вариантам.

Для измерения длины и диаметра корневой шейки использовали штангенциркуль ШЦЦ-1-125 0.01 МИК, для измерения массы - электронные весы типа HJR 420CE.

<

–  –  –

15±1 1229±162 618±50 10120±630 1366±117 1390±133 5099±679 765±66 91±6 2066±138 1085±55 9±0 2455±561 118±18 2404±430 2597±511 10173±2357 1520±231 179±22 4095±480 1975±157 100 18742±2285 32±4 410±42 924±88 4134±92 751±44 661±25 927±42 200±26 34±3 790±34 359±39 23±3 1020±105 634±59 8088±403 1385±101 1376±24 2280±107 487±67 81±7 1919±83 606±66 16±4 2037±363 151±24 14283±1469 2101±114 2569±111 7990±582 1231±87 142±12 3800±287 1720±101 26±2 410±68 966±84 4378±180 710±24 675±59 1662±204 281±23 35±2 642±40 427±34 17±1 1021±170 739±49 8698±637 1281±87 1412±130 4118±515 688±60 83±5 1548±102 776±71 10±1 2040±587 359±25 12941±781 1931±248 2640±446 7285±2246 1193±57 128±33 3059±356 1473±322 28±2 491±72 944±80 3786±130 649±37 737±16 1476±261 246±7 28±4 692±29 450±55 19±1 1224±179 685±42 7219±216 1129±75 1567±72 3654±649 601±17 65±10 1673±72 833±104 13±1 2445±621 252±92 15899±2595 2234±333 2951±414 8213±1785 1367±209 163±16 3309±249 1357±243 27±4 267±51 920±84 4055±293 683±25 1195±217 1618±66 253±10 31±1 692±70 500±30 18±3 663±126 624±49 7891±501 1215±38 2712±531 4007±167 72±4 1517±178 957±40 5 50 620±25 11±4 1322±437 131±19 14678±1635 2442±346 5240±1831 4536±374 965±232 160±24 2996±620 1018±198 30±3 512±47 925±82 3905±156 625±27 577±44 1306±130 213±7 32±2 564±58 393±22 21±2 1277±117 636±44 7515±176 1069±40 1167±128 3228±323 519±19 76±5 1354±143 691±40 14±2 2551±404 155±35 13469±3419 1728±407 2150±484 6630±1057 985±250 125±21 2670±491 1215±138 28±3 365±160 925±83 3892±344 608±38 693±60 1345±121 204±28 27±2 595±15 399±7 19±2 908±400 635±50 7483±948 1028±111 1456±92 3326±304 496±72 64±6 1431±36 704±30 12±2 1813±1387 153±70 13534±422 1811±113 2729±251 6433±1116 1030±67 149±16 2825±125 1188±144 34±5 100±6 979±38 5122±92 435±10 863±17 55±1 18±0 8±1 311±8 580±131

–  –  –

Апробация субстрата, полученного в полевом эксперименте, проводилась на примере смеси 0.3 ил : 0.7 кора, переработанной грибом T. maxima и червями, т.к. вариант этой смеси ранее не был испытан при выращивании сеянцев, при этом содержание доступных соединений К, Р и минеральных форм азота в субстрате после переработки T. maxima и червями относительно других вариантов переработки было максимально. Исследования проводили в условиях открытого грунта на сеянцах, выращенных на супесчаной дерново-подзолистой почве (Географический атлас…, 2005).

Учетную площадку с 20 сеянцами ели обыкновенной 2-го года выращивания в открытом грунте мульчировали биосубстратом из расчёта 7 кг/м 2 (мощность слоя мульчи составляла около 3 см). Содержание элементов питания в мульче и почвах представлено в таблице 2.5. Сеянцы выращивали в течение 2,5 месяцев. Контроль – сеянцы, выращенные на аналогичной учетной площадке без использования биосубстрата из отходов. Проводились измерения количества и длины хвоинок, длины основного корня, количества и длины боковых коней, количества и длины корней третьего и более порядка, высоты стволика и диаметра корневой шейки, массы корней, стволика, хвои каждого сеянца.

–  –  –

Математическая обработка данных осуществлялась по общепринятым методикам (Доспехов, 1973, 1985; Лакин, 1990). Для обработки результатов использовали программный продукт STATISTICA 11.0 и MS Excel (Microsoft Office 2007) (Хэлворсон, 2005). Для выявления достоверности различий использовали непараметрический тест Краскал-Уоллиса (Kruskal-Wallis ANOVA).

–  –  –

иммунодепрессантным, канцерогенным, тератогенным и эмбриотоксическим действием. Диоксины практически не разлагаются в окружающей среде десятки, а то и сотни лет, оставаясь неизменными под влиянием физических, химических и биологических факторов среды.

Всемирная организация здравоохранения в рамках Международной программы по химической безопасности, установила коэффициенты токсичности для каждого из наиболее опасных (WHO-TEF) 17 диоксиноподобных соединений, приведя их к токсичности 2,3,7,8-ТХДД, имеющего коэффициент 1. Далее в работе использованы коэффициенты токсичности, принятые в ходе последнего совещания экспертов Международной программы по химической безопасности в июне 2005 г. (Van den Berg, 2006).

В настоящее время в виду опасности диоксинового загрязнения ЦБП стали отказываться от технологии хлорной отбелки целлюлозы с использованием элементарного хлора в пользу бесхлорной отбелки диоксидом хлора (ECF (Elemental chlorine free) отбелка) или озоном, перекисью водорода, кислородом (TCF (Total chlorine free) отбелка). Проводимые нами исследования включают разработку методики по детоксификации твердых отходов с обеими технологиями отбелки. Детальный анализ биотехнологической переработки проведен на примере отходов ЦБП, использующих наиболее прогрессивную технологию - бесхлорную отбелку целлюлозы.

3.1 Анализ изменения содержания диоксинов в твердых отходах ЦБП с хлорной отбелкой целлюлозы Анализ скопа Пермского ЦБК показал, что содержание в нем диоксинов достигает высоких значений (1,49 нг/кг) (таблица 3.1), при этом содержание ПХДД превосходит содержание ПХДФ на 7%. Наибольший вклад в общее содержание диоксинов вносит наиболее опасный 2,3,7,8-ТХДД (18%) и 1,2,3,4,6,7,8-ГпХДД (18%) (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 -Доля ПХДД и ПХДФ в скопе Пермского ЦБК и субстратах на его основе в пересчете на эквивалент токсичности WHO-TEFs.

Расшифровку легенды см. табл. 3.1 Под действием грибов белой гнили и червей содержание диоксинов снизилось в среднем на 78%. Наиболее заметно снижение в отходах при обработке грибом T. hirsute и червями (0,29 нг/кг – 81%). Детоксификация отхода произошла за счет снижения как ПХДД, так и ПХДФ, при этом убыль всех соединений достаточно высока - 72-87%.

–  –  –

Состав соединений диоксинов в скопе Пермского ЦБК после двухстадийной переработки с использованием T. hirsute и консорциум T. maxima + T. hirsute сходен. Наибольший вклад в общее содержание диоксинов вносят 2,3,7,8-ТХДД и 1,2,3,4,6,7,8-ГпХДД. Доля их участия находится в пределах 17-18% и 17-22% соответственно. Исключением является субстрат после переработки грибом Trametes maxima и червями. Ферменты этого гриба больше повлияли на содержание ПХДД, чем ПХДФ: в составе диоксинов этих образцов отсутствуют 1,2,3,4,7,8-ГкХДД и 1,2,3,7,8,9-ГкХДД, которые вносили 2,3,7,8-ТХДД;

наибольший вклад (до 26%) в общее содержание диоксинов.

В образцах короотвала Пермского ЦБК обнаружено значительное содержание диоксинов (1,20 нг/кг), т.к. в состав отходов короотвала Пермского ЦБК входит скоп – отход, который непосредственно образуется при отчистке сточных вод комбината (таблица 3.2). В отличие от скопа, в образце короотвала преобладали ПХДФ, шесть соединений которых вносили наибольший (9-12%) вклад в общее содержание диоксинов (2,3,7,8-ТХДФ, 2,3,4,7,8-ПеХДФ, 1,2,3,4,7,8ГкХДФ, 1,2,3,6,7,8-ГкХДФ, 1,2,3,7,8,9-ГкХДФ, 1,2,3,4,6,7,8-ГпХДФ) (рисунок 3.2).

–  –  –

Двустадийная переработка позволила снизить содержание диоксинов в отходе на 17-52%. Максимальное снижение было зафиксировано при использовании консорциума грибов T. maxima + T. hirsute – 52%. Ферменты грибов главным образом снизили содержание ПХДФ,особенно 2,3,4,7,8-ПеХДФ, 2,3,4,6,7,8-ГкХДФ.

Таким образом, благодаря последовательной переработке отходов ЦБК с хлорной отбелкой целлюлозы с помощью грибов белой гнили (T. maxima, T.

hirsute, консорциума T. maxima + T. hirsute) и червей E. andrei содержание диоксинов снижается до четырех раз (р=0,05) (рисунок 3.3, приложение 1).

–  –  –

Для каждого вида отхода наилучшими являются различные штаммы грибов:

для скопа – T. hirsute, для отходов короотвала – консорциума грибов T. maxima + T. hirsute.

3.2 Анализ изменения содержания диоксинов в твердых отходах ЦБП с бесхлорной отбелкой целлюлозы Переработка червями. В чистом иле Светогорского ЦБК общее содержание диоксинов оказалось значительно ниже, чем в отходах Пермского ЦБК, и составило в среднем 0,28 нг/кг (таблица 3.3). Содержание ПХДФ в отходах превосходило содержание ПХДД на 20%. Обнаружено, что наибольший вклад в содержание диоксинов вносил 2,3,7,8-ТХДД (22%) (рисунок 3.4).

–  –  –

После переработки червями общее содержание диоксинов сократилось на 39% (0,17 нг/кг), в основном за счет убыли ПХДД. Уменьшилось содержание всех исследуемых соединений, за исключением 2,3,4,7,8-ПеХДФ, концентрация которого увеличилась на 0,01 нг/кг (25%), к тому же после переработки в субстрате не обнаружен 2,3,7,8-ТХДД. Наибольшая доля участия в содержании диоксинов после переработки червями отмечена у ПХДФ: 2,3,4,7,8-ПеХДФ (0,06 нг/кг – 35%) и 2,3,7,8-ТХДФ (0,04 нг/кг - 22%).

–  –  –

Известно, что дождевые черви являются важным звеном в транспорте загрязняющих веществ из почвы по пищевым цепям, при этом пищевой путь поступления полициклических ароматических углеводородов, к которым относятся диоксины, в организм червей является основным (Matscheko, 2002;

Бутовский, 2011). Анализ биомассы червей (таблица 3.3) показал, что диоксины значительно накопились в червях (1,08 нг/кг), хотя до их использования для переработки отходов в их биомассе диоксины отсутствовали. В тканях червей обнаружено 3 изомера ПХДД, в том числе 2,3,7,8-ТХДД (72%), и 9 изомеров ПХДФ (рисунок 3.4). Из полученных данных по пересчету коэффициентов перехода диоксинов из субстрата в биомассу червей следует, что коэффициент бионакопления диоксинов достигает значения 10,01. При этом коэффициент бионакопления наиболее токсичного соединения 2,3,7,8-ТХДД довольно высок –

13. Результаты эксперимента подтверждают ранее полученные данные, согласно которым коэффициент бионакопления диоксинов находится в пределах от 0,84 до 19,50 (Fagervold, 2010; Криволуцкий, 2002).

Таким образом, хотя считается, что отходы ЦБП с бесхлорной отбелкой целлюлозы безопасны (Боголицын, 2005), результаты лабораторного эксперимента выявили наличие в них диоксинов, которые могут активно мигрировать по пищевым цепям. Это свидетельствует о необходимости детоксификации отходов ЦБП с бесхлорной отбелкой целлюлозы перед заселением червями.

В полевых условиях опыт по переработке смеси 0.5 ил : 0.5 кора только червями подтвердил результаты лабораторного эксперимента (таблица 3.4). Здесь содержание диоксинов под действием червей снизилось на 34%. В составе диксинов произошли изменения (рисунок 3.5). По сравнению с исходным образцом в смеси после переработки червями доля содержания 1,2,3,4,6,7,8ГпХДД; 1,2,3,4,7,8-ГкХДФ уменьшилась, а 2,3,7,8-ТХДФ – возросла; к тому же были зафиксированы 1,2,3,4,7,8-ГкХДД, 1,2,3,7,8,9-ГкХДД.

–  –  –

Распределение долей участия исследуемых соединений в составе диоксинов смеси после переработки червями сопоставим с распределением в контрольном образце после 90 суток, за исключением образования отсутствовавших в начале эксперимента 2,3,7,8-ТХДД и 1,2,3,7,8-ПеХДД.

В варианте смеси 0.3 ил : 0.7 кора содержание диоксинов увеличилось на 22%, но при этом его концентрация была ниже, чем в контроле (таблица 3.5).

–  –  –

Состав диоксинов в исходном и опытном образцах смеси 0.3 ил : 0.7 кора являлся сходным (рисунок 3.6). Различия заключались в том, что после переработки червями в субстрате выявлены 1,2,3,7,8-ПеХДФ и 2,3,4,6,7,8-ГкХДФ и содержание 1,2,3,4,7,8-ГкХДД оказалось ниже уровня обнаружения.

Наибольшие различия по составу диоксинов зафиксированы в контроле после 90 дней исследования: в составе диоксинов этого субстрата обнаружены наиболее токсичные 2,3,7,8-ТХДД и 1,2,3,7,8-ПеХДД.

–  –  –

В целом переработка отходов ЦБК с бесхлорной отбелкой целлюлозы червями E. andrei снижает содержание диоксинов в среднем на 37 % (рисунок 3.7), при этом диоксины значительно накапливаются в биомассе червей (коэффициент бионакопления – 10).

–  –  –

Двухстадийная переработка. Исследования возможности детоксификации диоксинов в смеси 50 ил : 50 кора показали, что под действием ферментов всех исследуемых грибов белой гнили содержание диоксинов снижается (таблица 3.6).

По сравнению с контролем на 45 сут. содержание диоксинов снизилось в среднем на 71%; максимальное снижение произошло в бурте, где использовали штамм T. hirsute (74%), минимальное – T. maxima (70%).

По сравнению с содержанием диоксинов в смеси до переработки убыль диоксинов в среднем составила17% при максимальном снижении в бурте, где использовали штамм T. hirsute на 22%,и минимальном – T. maxima на 14%.

–  –  –

Во всех вариантах опыта под действием грибов содержание диоксинов снизилось за счет убыли ПХДФ. Зафиксировано значительное уменьшение содержания следующих соединений: 1,2,3,4,7,8-ГкХДФ (45-54%) - во всех вариантах обработки; 2,3,4,6,7,8-ГкХДФ - при обработке смеси грибами T. maxima и T. hirsute (77% и 100% соответственно), 1,2,3,7,8,9-ГкХДФ (100%) и 1,2,3,4,7,8,9-ГпХДФ (58%) - при обработке грибом L. betulina (рисунок 3.8).

Рисунок 3.8 - ДоляПХДД и ПХДФ в смеси 0.

5 ил : 0.5 кора в пересчете на эквивалент токсичности WHO-TEFs.

Расшифровку легенды см. табл. 3.6 Несмотря на то, что общее содержание ПХДД в буртах осталось практически неизменным, под действием ферментов грибов изменился состав изомеров. В смеси, обработанном грибами T. maxima и L. betulina, зафиксированы 2,3,7,8-ТХДД, 1,2,3,4,7,8-ГкХДД, 1,2,3,7,8,9-ГкХДД, хотя в исходном образце они отсутствовали.

Неожиданным для нас явилось двукратное увеличение содержания диоксинов в контрольных вариантах на 45 сут. Это произошло за счет увеличения как ПХДД (12%), особенно 1,2,3,7,8-ПеХДД, 1,2,3,7,8,9-ГкХДД, 1,2,3,4,7,8ГкХДД, так и ПХДФ (128%) (наиболее значительно увеличилось содержание 2,3,4,7,8-ПеХДФ -177%).

На 90 сут. эксперимента после вермипереработки бурта, заселенного грибом T. maxima, содержание диоксинов в нем осталось практически неизменным, а после вермипереработки бурта, заселенного грибом T. hirsute – увеличилось на 19%. Увеличение содержания диоксинов обусловлено наличием ПХДД: 2,3,7,8ТХДД, 1,2,3,7,8-ПеХДД, 1,2,3,4,7,8-ГкХДД, 1,2,3,7,8,9-ГкХДД. В контрольном бурте содержание диксинов, наоборот, уменьшилось на 74%. В основном это произошло за счет убыли ПХДФ: 2,3,4,7,8-ПеХДФ, 1,2,3,7,8,9-ГкХДФ. В смесях, переработанных двухстадийным методом, содержание диоксинов незначительно превосходит контрольные образцы.

В случае переработки смеси 0.3 ил : 0.7 кора детоксификационная способность грибов белой гнили на 45 сут., по сравнению с содержанием диоксинов в отходе до переработки, проявилась в варианте переработки грибом T.

maxima (20%) (таблица 3.7). Здесь, в отличие от смеси 0.5 ил :0.5 кора, снижение токсичности субстрата произошло за счет убыли не ПХДФ, а ПХДД; главным образом, 1,2,3,4,7,8-ГкХДД, 1,2,3,6,7,8-ГкХДД и 1,2,3,4,6,7,8-ГпХДД (рисунок 3.9). В остальных вариантах содержание диоксинов увеличилось на 27% (T.

hirsute) и на 47% (L. betulina). Возрастание токсичности в обоих случаях произошло за счет повышения концентрации ПХДФ в субстрате: 2,3,7,8-ТХДФ и 2,3,4,7,8-ПеХДФ, а в случае L. betulina еще за счет 2,3,4,6,7,8-ГкХДФ, не найденном смеси отходов до перерботки.

–  –  –

На 45 сут. выявлено повышение концентрации диоксинов в контрольном бурте в два раза (0,48 нг/кг). В отличие от смеси 0.5 ил : 0.5 кора в рассматриваемом варианте значительно увеличилась концентрация ПХДД (88%), а не ПХДФ (10%).

Из рисунка 3.9 следует, что во всех вариантах, в том числе и контроле, наибольший вклад в содержание диоксинов в смеси вносил 1,2,3,6,7,8-ГкХДД и 2,3,7,8-ТХДФ.

На второй стадии переработки червями концентрация диоксинов осталась неизменной (в опыте с использованием T. hirsute) или незначительно увеличилась (в опыте с использованием T. maxima).

Концентрация диоксинов в опытных буртах оставалась ниже, чем в контрольном, несмотря на то, что содержание диоксинов в контрольном бурте на 90 сут. снизилось на 25%.

Таким образом, выбранные штаммы грибов способствуют детоксификации твердых отходов ЦБП. Содержание диоксинов в среднем для смесей отходов снижается на 61% по сравнению с контролем. Наиболее важными характеристиками предложенного метода переработки отходов являются состав смеси отходов и выбранный штамм. Так, для переработки смеси 0.5 ил :0.5 кора лучшие результаты были получены при использовании штамма T. hirsute, для смеси 0.3 ил : 0.7 кора – T. maxima.

Зафиксировано увеличение содержания диоксинов в среднем в 2,5 раза на 45 сутки в контрольных буртах (р=0,05) (рисунок 3.10, приложение 2). Через 90 сут. содержание диоксинов снижается (р=0,05).

Рисунок 3.10 - Содержание диоксинов в смесях отходов во время полевого опыта по переработке отходов ЦБК с бесхлорной отбелкой целлюлозы.

1 – без переработки; 2 – переработка грибами на 45 сут.; 3 – без переработки на 45 сут.; 4 – переработка грибами и червями на 90 сут.; 5 –без переработки на 90 сут.

Технические процессы хлорирования целлюлозы, при которых образуются диоксины, протекает при невысокой температуре (15-20°С) (Иванов, Никандров, 2014). Наличие всех необходимых соединений могло «запустить» подобный процесс в отходах, что и привело к увеличению содержания диоксинов, зафиксированное нами на 45 сут. Снижение содержание диоксинов на 90 сут.

компостирования можно объяснить развитием микрофлоры в отходах в ходе компостирования. Эти результаты демонстрируют высокую опасность загрязнения окружающей среды во время компостирования отходов без применения биологических агентов. Грибы демонстрируют способность снижать содержание диоксинов в отходах в ходе компостирования (р0,05). Поэтому грибная переработка отходов ЦБК, использующих бесхлорную отбелку, рассматривается нами как необходимая стадия детоксификации отходов перед вермипереработкой.

Выводы к главе 3

В результате проведенных исследований установлено, что содержание 1.

диоксинов в отходах ЦБК, использующих хлорную отбелку целлюлозы, до 5 раз превосходит их содержание в отходах ЦБК с бесхлорной отбелкой. Наличие ПХДД и ПХДФ в отходах ЦБК с хлорной отбелкой целлюлозы дифференцировано в зависимости от вида отхода: в скопе наибольший вклад в содержание диоксинов вносит ПХДД (57%), в отходы короотвала – ПХДФ (72%).

В отходах ЦБК с бесхлорной отбелкой целлюлозы доля ПХДФ в содержании диоксинов в среднем составляет 61%.

Двухстадийная переработка отходов ЦБК, использующих хлорную 2.

отбелку целлюлозы, грибами T. maxima, T. hirsute, консорциума грибов T. maxima + T. hirsute и червей позволила снизить общее содержание диоксинов в отходах.

Снижение содержания диоксинов в отходах ЦБК с хлорной отбелкой 3.

целлюлозы зависит от вида отходов и выбранного штамма грибов: в скопе Пермского ЦБК максимальное снижение содержания диксинов по сравнению с контролем происходит при обработке грибом T. hirsute и червями (81%), в отходах короотвала - консорциумом грибов T. maxima + T. hirsute и червями (52%).

Переработка отходов ЦБК с бесхлорной отбелкой целлюлозы только 4.

червями снижает содержание диоксинов в среднем на 37 %, при этом диоксины значительно накапливаются в биомассе червей (коэффициент бионакопления – 10). В полевых условиях детоксификация отходов червями менее заметна, что, на наш взгляд, связано с более медленной адаптацией червей к субстрату и как следствие менее активной жизнедеятельностью.

Установлено, что грибы T. maxima, T. hirsute и L. betulina снижают 5.

содержание диоксинов в твердых отходов ЦБК с бесхлорной отбелкой целлюлозы в среднем на 61% по сравнению с контролем. Для смеси 0.5 ил : 0.5 кора наиболее эффективна переработка с использованием штамма T. hirsute, для смеси 0.3 ил :

0.7 кора – T. maxima, при этом содержание диоксинов снижается на 74% и 57 % соответственно.

Зафиксировано увеличение содержания диоксинов в среднем в 2,5 6.

раза на 45 сут. в отходах ЦБК с бесхлорной отбелкой целлюлозы без переработки, которое снижается на 90 сут. Эти результаты демонстрируют высокую опасность загрязнения окружающей среды во время компостирования отходов без предварительной биотехнологической переработки. Грибы препятствуют увеличению содержания диоксинов в твердых отходах ЦБК, использующих бесхлорную отбелку целлюлозы, в ходе их компостирования.

В целом проведенный анализ показывает успешность детоксификации 7.

твердых отходов ЦБП, использующих как хлорную, так и бесхлорную отбелку целлюлозы.

Глава 4 Содержание элементов питания в субстратах из твердых отходов ЦБП Известна роль древесных остатков в лесных биогеоценозах как основного материала гумусообразования (Волчатова, 2001; Nihlgard, 1971; Hobbie, 1992;

Lovett, 1992; Berkvist, Folkeson 1995; Binkley, Giardina, 1998; Никонов, Лукина, 1996; Ипатов, Кирикова, 1997), при этом их конверсия происходит под действием биологического разложения органического вещества, главным образом, за счет жизнедеятельности грибов (Шиврина, 1969; Yavmetdinov, 2003; Bollag, 1988.), а так же почвенных беспозвоночных (Гиляров, 1969. 1971; Чернов, 1975;

Стриганова, 1996; Стриганова, Порядина, 2005). Древесные остатки без обработки обладают высоким мелиоративным потенциалом за счет наличия в них целлюлозы и лигнина, но при этом их удобрительная ценность невелика из-за низкого содержания в древесине и ее производных микро- и макро- элементов (N, P, K) (Лиштван, 2012). Использование биологических методов переработки, имитирующих природные процессы биоконверсии органического вещества, для повышения питательной ценности субстратов, является весьма перспективным.

Поскольку отходы ЦБП являются продуктами переработки древесины целесообразно оценить их потенциал для использования в качестве удобрения.

4.1 Анализ изменения содержания элементов питания в твердых отходах ЦБП с хлорной отбелкой целлюлозы Исследование скопа Пермского ЦБК. Проведенный анализ скопа Пермского ЦБК показал, что скоп характеризуется нейтральной реакцией среды с рН 6,99, что значительно выше показателей рН лесной подстилки бореальных лесов, торфа с удобрениями и торфа без удобрений (далее – природные компоненты), которые варьируют в пределах 4,0-4,3. Показатели гидролитической и обменной кислотности при этом у скопа гораздо ниже, чем у природных компонентов (таблица 2.1). Наименьшей гидролитической кислотностью обладает лесная подстилка - 117,80 ± 3,68, что выше гидролитической кислотности скопа вдвое. Значения обменного Al и обменного Н у скопа ниже значений природных компонентов в 9 и в 11 раз соответственно.

Содержание углерода в исходных образцах скопа выше, чем в лесной подстилке и торфе без удобрений, но ниже чем в торфе с удобрениями (таблица 4.1). Содержание N, в том числе его доступных для растений минеральных форм, К и Р в отходах значительно ниже, чем в природных компонентах. Эти результаты доказывают бесперспективность использования отхода без какой-либо обработки при выращивании древесных растений. К тому же отношение С:N скопа достигает 134, что свидетельствует о низкой степени минерализации субстрата. Тем не менее, в отходе зафиксировано значительное содержание таких элементов питания как Ca, Mg, Na, Zn, S.

Под действием грибов содержание общего углерода и азота практически не изменилось, при этом содержание нитратного азота увеличилось более, чем в 2 раза, аммиачного азота – более, чем в 3 раза. Наибольшее увеличение содержания нитратного азота произошло под влиянием гриба P. lycii (с 1 мг/кг до 41 мг/кг), аммиачного азота – L. betulina (с 2 мг/кг до 70 мг/кг). Грибы не повлияли на азотный статус отходов – после переработки грибами в них сохранено преобладание аммиачного азота над нитратным, как и в природных компонентах.

Несмотря на то, что грибы способствовали увеличению доступных форм азота, их содержание в отходах осталось ниже, чем в лесной подстилке, в торфе с удобрениями и в торфе без удобрений. Произошло снижение С:N отходов в среднем на 21% (до 114), что свидетельствует об активном процессе минерализации органического вещества.

–  –  –

Под влиянием всех исследуемых штаммов в отходе увеличилось содержание P, K, Na, Mg, Mn, особенно, в субстрате, обработанном грибом L.

betulina: в 5 раз увеличилось содержание Ca и К, в 10 раз - Mg и Na, Zn, S, в 22 раза - Р. В целом использование грибов положительно повлияло на питательную ценность субстрата: содержание элементов питания, за исключением азота, достигло значений лесной подстилки, торфа с удобрениями и торфа без удобрений, а в ряде вариантов исследования превосходило содержание элементов питания в природных компонентах.

На второй стадии - после переработки червями, содержание общего углерода в отходе осталось неизменным, при этом во всех образцах увеличилось содержание общего азота, соответственно С:N отходов сузилось на 58% (в среднем до 54). Черви способствуют активному накоплению доступных для растений форм азота, особенно нитратного. При этом по-прежнему преобладает содержание аммиачной формы азота над нитратной, что характерно для природных компонентов. В целом содержание доступных минеральных форм азота в полученном субстрате из скопа Пермского ЦБК превосходит его содержание в органическом горизонте лесной почвы, но меньше чем в торфе с удобрениями и в торфе без удобрений (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 - Содержание минеральных форм азота в субстратах на основе скопа Пермского ЦБК, в лесной подстилке, торфе с удобрениями, торфе без удобрений.

T.m. – T. maxima, T.h. – T. hirsute, T.m. + T.h. консорциум T. maxima + T. hirsute, P.c. – P.

comescens, L.b. – L. betulina, P.l. – P. lycii, 9 – лесная подстилка, 10 – торф с удобрениями, 11 – торф без удобрений.

Содержание доступных для растений соединений элементов питания увеличилось при вермипереработке во всех вариантах опыта. Этот факт свидетельствует об успешной адаптации червей к субстрату и об их активной жизнедеятельности. В целом по своей питательной ценности субстраты из отходов ЦБК, полученные на второй стадии переработки, превосходил природные компоненты.

Положительное влияние червей проявилось также в придании структуры отходу, преобразованию его в сыпучий, гранулированный материал (рисунок 4.2).

.

а б Рисунок 4.2 - Скоп Пермского ЦБК при обработке L. betulina (а), после переработки L. betulina и червями (б).

Исследование отходов короотвала Пермского ЦБК. Результаты исследований при двухстадийной переработке отходов короотвала подтверждают закономерности, выявленные в эксперименте по переработке скопа Пермского ЦБК.

Показатели кислотности субстрата (гидролитическая и обменная кислотность, содержание обменного Аl и H) исходных образцов отходов короотвала значительно ниже соответствующих показателей природных компонентов. Общее содержание углерода и азота в отходах короотвала (таблица 4.2) сопоставимо с содержанием в торфе с удобрениями, при этом содержание доступных для растений минеральных форм азота в отходах гораздо ниже, чем в природных компонентах. Содержание доступных соединений Р и К в отходах короотвала выше, чем в торфе без удобрений, но ниже, чем в лесной подстилке и торфе с удобрениями. В отходе короотвала зафиксировано повышенное содержание остальных элементов питания по сравнению с лесной подстилкой, торфом с удобрениями и торфом без удобрений.

–  –  –

Как и в случае со скопом, грибы незначительно повлияли на содержание общего азота и углерода, но под действием грибов произошло увеличение содержания аммиачного азота - от 2,5 раз (P. comescens) до 7,6 раз (консорциум T.

maxima + T. hirsute). В отходах короотвала грибы способствовали увеличению содержания элементов питания. Наибольшее увеличение зафиксировано в отходах, обработанных грибом L. betulina и P. lycii: содержание Са в отходах увеличилось в 4 раза, Мg – в 3,5 раза, К – в 4,6 раз, Na, S, Zn – в 2,4 раза, Mn – в 12 раз, Р - в 6 раз.

После обработки червями содержание углерода осталось неизменным, при этом увеличилось содержание общего азота. Азотный статус отходов изменился в сторону нитратного азота (рисунок 4.3). Преобладание нитратного над аммиачным азотом составляет от 6 (T. maxima +черви) до 11 раз (консорциум T.

maxima + T. hirsute). Эта особенность не характерна для лесной подстилки и для торфов, можно предположить, что избыточность нитратного азота может дать отрицательный эффект при выращивании сеянцев на таком субстрате.

Содержание доступных элементов питания в переработанных отходах увеличилось в несколько раз, в том числе Р и К.

Рисунок 4.3 - Содержание минеральных форм азота в субстратах на основе отходов короотвала Пермского ЦБК, торфе с удобрениями, торфе без удобрений.

T.m. – T. maxima, T.h. – T. hirsute, T.m. + T.h. консорциум T. maxima + T. hirsute, P.c. – P.

comescens, L.b. – L. betulina, P.l. – P. lycii, 10 – торф с удобрениями, 11 – торф без удобрений.

Исследование скопа Сяськского ЦБК. Показатели кислотности скопа Сяськского ЦБК и природных компонентов различны (таблица 4.3). Скоп имеет близкую к нейтральной реакцию среды, в то время как подстилка и торф – кислую. Соответственно гидролитическая и обменная кислотность в скопе ниже;

обменного Al и Н также в скопе меньше, чем в образцах природных компонентов (р0,05) (приложение 3).

–  –  –

О потенциальном плодородии отхода свидетельствует высокое содержание общего углерода и азота. Содержание углерода в сопоставимо с его содержанием в торфах (р0,1). Содержание общего азота в отходе меньше, чем образцах природных компонентов, отношение С:N в скопе высокое (90±7). Это значение ниже, чем в скопе Пермского ЦБК, потому что в состав отхода Сяськского ЦБК входят различные органические и неорганические примеси.

Азотный статус отхода аналогичен статусу природных образцов.

Содержание доступных соединений элементов питания в отходе не ниже, а иногда и превосходит содержание в лесной подстилке (за исключением K) и торфе без удобрений. В самом богатом минеральными элементами природном субстрате - торфе с удобрениями обнаружено сопоставимое с отходом содержание Ca и S (р0,1), содержания Na, Mn и Zn были ниже, а Mg, K и Р выше (р0,05) (таблица 4.4, приложение 3).

После переработки отхода грибом Pl. ostreatus среда субстрата стала более кислой (рН отхода снизился на 1,4). Увеличилась обменная кислотность, содержание обменного Al и Н (р0,01). Гидролитическая кислотность осталась на прежнем уровне. Ферменты гриба способствовали минерализации органического вещества отхода: увеличилось содержание общего азота более, чем в 2 раза (р=0,02), что повлияло на отношение С:N субстрата. Отношение С:N отхода после переработки штаммом снизилось до 48, что соответствует показателям природных компонентов (р0,2). Содержание нитратного азота осталось практически неизменным, незначительно увеличилось содержание аммиачного азота (р=0,05). По сравнению с исходным образцом в субстрате после переработки грибами зафиксировано значительно больше Сa, Mg (р0,01) и K (р=0,02).

На второй стадии биопереработки черви способствовали изменению рН грибного субстрата, доведя его до исходного значения (6,7±0,6). Благодаря червям минерализация субстрата ускорилась. Хотя содержание общего углерода осталось неизменным, содержание общего азота увеличилось вдвое (р=0,04). Отношение С:N субстрата снизилось до 22±4. Различия по содержанию минеральных форм азота в субстратах после первой и второй стадии переработки недостоверны.

Черви способствовали повышению содержания доступных соединений элементов питания в субстрате более, чем в два раза, за исключением Р (р=0,30) и S (р=0,60).

В контроле также изменилось содержание общего азота, как и при биопераработке, при этом произошло увеличение содержания его нитратной формы с 33±9 мг/кг до 36±25 мг/кг (р=0,01). Статистический анализ не выявил достоверных различий по элементам питания между исходными и контрольными образцами.

При сравнении биосубстрата с контролем обнаруживается, что биосубстрат после двухстадийной переработки имеет менее кислую среду, в нем больше азота, особенно, аммиачного (р=0,05). Содержание нитратов, напротив, ниже (р=0,05). В биосубстрате более, чем в три раза больше Са, Mg, K, Na, Mn (р=0,05). Различия по Zn, P и S между контролем и биосубстратом не достоверны.

Биосубстрат отличается от природных компонентов кислотностью среды. В нем больше углерода, чем в лесной подстилке, и больше общего азота, хотя содержание его минеральных форм не так высоко, как в торфе с удобрениями.

Содержание нитратов в биосубстрате сопоставимо с содержанием в лесной подстилке (р=0,51), и в торфе без удобрений (р=0,27). По аммиачному азоту биосубстрат превосходит лесную подстилку, но значительно уступает торфам (р=0,05). Содержание элементов питания в биосубстрате значительно превосходит природные компоненты (р=0,05), за исключением Mn и S, содержание которых в биосубстрате сопоставимо с содержанием Mn в лесной подстилке и S в торфе без удобрений.

Таким образом, двухстадийная переработка скопа Сяськского ЦБК позволила повысить питательную ценность субстратов на его основе, сохраняя преобладание аммиачного азота над нитратным (рисунок 4.4).

Рисунок 4.4 - Содержание минеральных форм азота в субстратах на основе скопа Сяськского ЦБК в лесной подстилке.

Р.о. – Pleurotus ostreatus, 9 – лесная подстилка В итоге результаты проведенного исследования по двухстадийной переработке отходов ЦБК с хлорной отбелкой целлюлозы показали снижение C:N отходов (за исключением отходов короотвала) на каждой стадии переработки, увеличение содержания доступных соединений элементов питания (рисунок 4.5).

–  –  –

При этом на первой стадии грибы белой гнили T. maxima, T. hirsute, консорциум грибов T. maxima + T. hirsute, P. comescens, P. lycii, Pl. ostreatus способствуют увеличению содержания аммиачного азота, на второй стадии под действием червей E. andrei в отходах короотвала изменяется азотный статус за счет увеличения содержания нитратного азота (рисунок 4.6). Этот результат подтверждает выводы исследователей (Битюцкий и др. 2007; Харин, 2009; Тиунов,

2007) о влиянии червей на процесс нитрификации в субстратах.

–  –  –

4.2 Анализ изменения содержания элементов питания в твердых отходах ЦБП с бесхлорной отбелкой целлюлозы 4.2.1 Переработка червями Результаты лабораторного эксперимента. Исходные образцы смесей отходов характеризуются сходными показателями гидролитической, pH, обменной кислотностями, обменным Al и Н (таблица 4.5, приложение 4). Все они имеют слабощелочную среду, в то время как лесная подстилка, торф с удобрениями и торф без удобрений – кислую (р=0,02). Значения гидролитической и обменной кислотности лесной подстилки и торфов превышают исходные образцы вдвое. Содержание обменного Аl торфа без удобрений от 2 до 6 раз превосходит его содержание в исходных смесях. Обменный Н природных компонентов в несколько раз превышает уровень всех исследуемых вариантов.

Особенно велики различия между обменным Н лесной подстилки и исходными образцами (р=0,02).

–  –  –

Исходные варианты смесей имеют сходное с торфами содержание общего углерода (в среднем 42,4%) (р0,12), при этом содержание общего азота в них в среднем составляет 3,1%, что в 5 раз выше, чем в лесной подстилке, в 2 раза выше, чем в торфе с удобрениями, в 3 раза выше, чем в торфе без удобрений. Это обусловливает отношение углерода к азоту – С:N исходных смесей отходов значительно ниже, чем у природных компонентов (р=0,02) и в среднем составляет 14 против 34-47 у природных компонентов. Самым низким показателем С:N отличается чистый ил.

Исходные смеси отходов содержат значительно больше нитратного азота (26±7 - 38±14 мг/кг), чем лесная подстилка (7±0,1 мг/кг) и торф без удобрений (3±1 мг/кг), но меньше, чем торф с удобрениями (100±6 мг/кг) (р=0,02, р=0,02, р=0,05 соответственно). Аммиачного азота в исходных образцах (600±396 мг/кг) содержится на уровне, характерном для торфа с удобрениями (979±38 мг/кг) и без удобрений (1118±187 мг/кг) и значительно больше, чем в лесной подстилке (13±1 мг/кг) (р=0,02, р0,02, р0,07 соответственно). Больше всего аммиачного азота содержится в чистом иле и в тех вариантах, где его доля в смеси максимально. Как у торфов и лесной подстилки, в исходных смесях преобладает содержание аммиачного азота над нитратным (таблица 4.6, приложение 4).

Содержание доступных соединений макро- и микроэлементов в исходных смесях отходов значительно превышает их содержание в лесной подстилке, торфе с удобрениями и без удобрений. В исследуемых смесях по сравнению с лесной подстилкой Ca, Mg большев 4 раза, Na – в 100 раз, Mn, Р – в 10 раз, S – в 2 раза (р=0,02). Менее богатым по содержанию доступных макро- и микроэлементов является Сцбк 0.5 ил : 0.25 кора : 0.25 опил. В этой смеси отходов обнаружено наименьшее содержание всех элементов, за исключением K и Zn. Наибольшее содержание Ca, Mg, K, Zn отмечено в варианте 0.5 ил : 0.5 кора, Na– 70 ил : 30 кора; Mn – чистый ил; P –0.7 ил : 0.15 опил : 0.15 кора.

Анализ содержания элементов питания в исходных смесях отходов ЦБК свидетельствует о высоком потенциале плодородия отходов ЦБК с бесхлорной отбелкой целлюлозы.

Компостирование смесей отходов повлияло на кислотность чистого ила и смесей 0.7 ил : 0.3 опил, 0.5 ил : 0.5 опил. По истечении 110 сут. рН этих образцов изменился в щелочную сторону (р=0,04), снизились значения гидролитической, обменной кислотности и обменного Al (р0,04).

Общее содержание углерода, азота и показатель C:N в результате компостирования в смесях не изменились (р0,07). При этом изменилось содержание минеральных форм азота. Содержание аммиачного азота сократилось от 2,5 раз в смеси 0.5 ил : 0.5 опил до 12раз в смеси0.7 ил : 0.5 опил, содержание нитратного азота наоборот увеличилось от 1,3 раз в чистом иле до 41 раза в смеси0.7 ил: 0.3 кора. В результате компостирования азотный статус чистого ила,

0.7 ил : 0.3 опил и 0.5 ил : 0.5 опил остался неизменным, хотя увеличилось содержание N-NО3 и уменьшилось N-NH4, в остальных вариантах наблюдается преобладание нитратного азота над аммиачным.

В целом в контрольных образцах увеличилось содержание доступных соединений элементов питания (р0,03), за исключением (р0,07).



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

Похожие работы:

«Шапурко Валентина Николаевна РЕСУРСЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ КАЧЕСТВО ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ) Специальность 03.02.08 – экология (биологические науки) Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор...»

«Брит Владислав Иванович «Эффективность методов вакцинации против ньюкаслской болезни в промышленном птицеводстве» Специальность: 06.02.02 ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидат ветеринарных наук Научный руководитель:...»

«ПЛЕШКОВА ЮЛИЯ АЛЕКСАНДРОВНА МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ОПТИЧЕСКОГО СИГНАЛА НАСЕКОМЫМ Специальность 05.13.1 Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Диссертация на соискание ученой степени...»

«Злепкин Дмитрий Александрович Теоретическое и практическое обоснование повышения продуктивности свиней и птицы за счет улучшения биологической полноценности кормления 06.02.10 – частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЁНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК Научный...»

«КУДРЯШОВА ЛЮДМИЛА ЮРЬЕВНА ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ АМЕРИКАНСКОГО ТРИПСА ECHINOTHRIPS AMERICANUS MORGAN И ПРИЁМЫ БОРЬБЫ С НИМ В ОРАНЖЕРЕЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДА РФ Специальность 06.01.07 – Защита растений ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный...»

«Ядрихинская Варвара Константиновна ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОСТРЫХ КИШЕЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ В Г. ЯКУТСКЕ И РЕСПУБЛИКЕ САХА (ЯКУТИЯ) 03.02.08 – экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель кандидат биологических наук, доцент М.В. Щелчкова Якутск 2015...»

«СЫРКАШЕВА Анастасия Григорьевна СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОГРАММ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ РЕПРОДУКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ У ПАЦИЕНТОК С ДИСМОРФИЗМАМИ ООЦИТОВ 14.01.01акушерство и гинекология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научные руководители: доктор...»

«Цвиркун Ольга Валентиновна ЭПИДЕМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС КОРИ В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ ВАКЦИНОПРОФИЛАКТИКИ. 14.02.02 – эпидемиология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора медицинских наук Научный консультант: заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственной премии СССР профессор, доктор медицинских наук Ющенко Галина Васильевна Москва – 20 Содержание...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» УДК 637.54.087.73 НА ПРАВАХ РУКОПИСИ ШАРИПОВА АЛЬФИЯ ФАРИТОВНА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И МЯСНЫЕ КАЧЕСТВА ЦЫПЛЯТ-БРОЙЛЕРОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРОБИОТИЧЕСКОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ «ВЕТОСПОРИН-АКТИВ» 06.02.10 – частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук...»

«ПОЛУЭКТОВА ЕКАТЕРИНА ВИКТОРОВНА ФИТОТОКСИЧЕСКИЕ МЕТАБОЛИТЫ ГРИБА PARAPHOMA SP. ВИЗР 1.46 И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Шифр и наименование специальности: 03.02.12 – микология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: Берестецкий А.О. кандидат биологических наук Санкт-Петербург...»

«Петухов Илья Николаевич РОЛЬ МАССОВЫХ ВЕТРОВАЛОВ В ФОРМИРОВАНИИ ЛЕСНОГО ПОКРОВА В ПОДЗОНЕ ЮЖНОЙ ТАЙГИ (КОСТРОМСКАЯ ОБЛАСТЬ) Специальность: 03.02.08 экология (биологические науки) Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор В.В. Шутов...»

«Серёгин Сергей Викторович Оптимизация конструкций рекомбинантных ДНК для получения иммунобиологических препаратов 03.01.03 – молекулярная биология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант: доктор биологических наук Бажан Сергей Иванович...»

«Кузнецова Татьяна Сергеевна ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕФРАКЦИОННОГО РЕГРЕССА ПОСЛЕ ЭКСИМЕР-ЛАЗЕРНОЙ КОРРЕКЦИИ БЛИЗОРУКОСТИ ВЫСОКОЙ СТЕПЕНИ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ И ФЕМТОЛАЗЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ ЛОСКУТА РОГОВИЦЫ 14.01.07 – глазные болезни Диссертация на соискание ученой степени кандидата...»

«ГОЛОЩАПОВА СВЕТЛАНА СЕРГЕЕВНА МИКРОЦИРКУЛЯТОРНЫЕ ЭФФЕКТЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ АПИПРОДУКТА ИЗ ТРУТНЕВОГО РАСПЛОДА В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОГО ДВИГАТЕЛЬНОГО РЕЖИМА (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ГИСТОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) Специальность 03.03.01 – Физиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата...»

«Брит Владислав Иванович «Эффективность методов вакцинации против ньюкаслской болезни в промышленном птицеводстве» Специальность: 06.02.02 ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидат ветеринарных наук Научный руководитель:...»

«ПОЕДИНОК НАТАЛЬЯ ЛЕОНИДОВНА УДК 602.3:582.282/284:57.086.83]:[681.7.069.24+577.34 БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ СЪЕДОБНЫХ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ МАКРОМИЦЕТОВ С ПОМОЩЬЮ СВЕТА НИЗКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ 03.00.20 – биотехнология Диссертация на соискание научной степени доктора биологических наук Научный консультант Дудка Ирина...»

«ШАЯХМЕТОВ МАРАТ РАХИМБЕРДЫЕВИЧ ИЗУЧЕНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ НА ОСНОВЕ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ 03.02.13 – почвоведение Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л.В. Березин Уфа...»

«ШИТОВ АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ ВЛИЯНИЕ СЕЙСМИЧНОСТИ И СОПУТСТВУЮЩИХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА АБИОТИЧЕСКИЕ И БИОТИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ ЭКОСИСТЕМ (НА ПРИМЕРЕ ЧУЙСКОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ И ЕГО АФТЕРШОКОВ) 25.00.36 – Геоэкология (науки о Земле) Диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук Горно-Алтайск 201...»

«Гегерь Эмилия Владимировна ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ НАГРУЗОК ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ФОРМИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ И МЕДИЦИНСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ) Специальность 03.02.08 – Экология (биологические...»

«БРИТАНОВ Николай Григорьевич ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕПРОФИЛИРОВАНИЯ ИЛИ ЛИКВИДАЦИИ ОБЪЕКТОВ ПО ХРАНЕНИЮ И УНИЧТОЖЕНИЮ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ 14.02.01 Гигиена Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор...»







 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.