Реферат за темою выпускної роботи

Зміст

Вступ

1. Актуальність роботи

2. Мета, завдання, об'єкт, предмет дослідження, наукова новизна.

3. Загальна характеристика опадів міських стічних вод.

4. Технологія вермікомпостування.

5. Методика проведення експеримента.

6. Отримані результати.

Висновки

Перелік використаної літератури

 

Вступ

До недавнього часу осад стічних вод вивозили на звалища, зберігали в мулонакопичувачах, які займають величезні площі, в жаркому кліматі сушили на сонці, скидали до океану. В останні роки розроблені методи корисного використання зневоднених опадів і золи від їх спалювання. Найбільш передові з даних методів полягають у повторному використанні компостуванні або збродженого осаду в сільському господарстві як добриво і для благоустрою територій, а також використання сполук фосфору і (або) азоту осаду в якості додаткового добрива.

В Європі і в країнах регіону Балтійського моря існують різні стратегії утилізації осаду. У таких країнах, як Нідерланди, Бельгія та Швейцарія, сільськогосподарське використання осаду стічних вод заборонено або обмежено, тому осад спалюють. В інших країнах (наприклад, у Фінляндії, Естонії та Норвегії) компостований осад застосовується для благоустрою зелених зон. У деяких країнах, наприклад, в Ісландії, Мальті та Греції, весь осад вивозиться на полігони ТПВ. У Росії та Білорусі поширений збір осаду в мулонакопичувачах.

 

1. Актуальність роботи

 

Актуальність моєї роботи полягає в тому, що завдяки утилізації осадів стічних вод, вирішується ряд важливих проблем. Перш за все це: зниження навантаження на літосферу, як наслідок - збереження родючих ґрунтів, чистих підземних і поверхневих вод, а також утилізація ОСВ методом вермікомпостування дозволить отримати екологічно чисте органічне добриво - біогумус.

 

2. Мета, завдання, об'єкт, предмет дослідження, наукова новизна

 

Мета роботи - вивчити можливість використання осадів міських стічних вод, отриманих з очисних споруд КП «Компанія« Вода Донбасу» для отримання біогумусу і культивування господарсько-корисних рослин.

Завдання :

а) Охарактеризувати звернення з ОСВ в м.Донецьку;

б) Встановити переваги і недоліки використання ОСВ в якості добрива;

в) Описати технологію вермікомпостування;

г) Встановити відповідність отриманого біогумусу нормативним вимогам;

д) Надати методику проведення експерименту;

е) На підставі отриманих результатів, зробити висновок про вплив біогумусу, отриманого з ОСВ на життєдіяльність рослин.

Об'єкт дослідження - опади міських стічних вод очисних споруд КП «Компанія« Вода Донбасу ».

Об'єкт дослідження - опади міських стічних вод очисних споруд КП «Компанія« Вода Донбасу ».

Предмет дослідження - фізико-хімічні, мікробіологічні, санітарно-епідеміологічні характеристики ОСВ.

Наукова новізна. Вперше за результатами комплексних досліджень  надана екологічна оцінка осадів міських стічних вод за їх складом і властивостями. На основі експериментальних досліджень обґрунтована можливість екологічно безпечного використання ОСВ в сільськогосподарському виробництві. Теоретично визначено та практично підтверджені екологічні основи ґрунтової утилізації ОСВ.

 

3 Загальна характеристика опадів міських стічних вод

 

На території Донецького регіону, зокрема, нагромадилася величезна кількість промислових і побутових відходів, включаючи опади, які виділяються при очищенні побутових стічних вод (ОСВ), кількість останніх, що зберігаються на мулових майданчиках і в мулових ставках каналізаційних очисних станцій міст і населених пунктів перевищує 2 млн. т (таблиця 1) і щодня продовжує збільшуватися.

В останні 15-20 років на більшості очисних споруд очищення мулових карт не здійснювалося і на даний час вони переповнені. В результаті цього нікуди скидати знову утворювані опади, можлива загроза руйнування обвалування і надходження вмісту карт в річки.

Основна маса ОСВ складується на мулових майданчиках і відвалах, полігонах, створюючи технологічні проблеми в процесі очищення стоків. Умови їх зберігання, як правило, призводять до забруднення поверхневих і підземних вод, грунтів, рослинності. Що зберігаються на мулових картах і відвалах ОСВ відносяться до другого класу (високонебезпечні) або третього класу (помірно небезпечні) відходи. Виділені шкідливі гази володіють неприємним запахом і можуть перевищувати гранично допустимі концентрації в кілька разів. Їх запах дорівнює 4-5 балам за шкалою органолептичних показників.

Таблиця 1 - Обсяг осадів стічних вод на майданчиках каналізаціонних очістних споруд деяких міст Донецької області

Місто	Обсяг води, що очищається м3/сут	Срок накопичення, лет	Кількість осадів, т
Амросієвка	4000	23	5000
Докучаєвськ	5400	23	6770
Єнакієво	32900	26	46800
Углегорськ	1200	25	1600
Новоазовськ	1000	24	1700
Старобешевський р-н	2100	44	5500
Тельмоново	600	21	690
Торез	14750	32	25500
Шахтарськ	11700	21	13450
Донецьк	450000	25	557000
Макіївка	140000	25	193000
Усього			1931530

 

Опади стічних вод - це тверда фракція стічних вод, що складається з органічних (до 80%) і мінеральних (до 20%) речовин, виділених в процесі очищення стічних вод методом відстоювання (сирої осад), і комплексу мікроорганізмів, які брали участь в біологічному очищенні стічних вод і виведених з технологічного процесу (надлишковий активний мул).

Опади стічних вод містять цінні удобрювальні речовини (азот, фосфор, калій, мікроелементи) і можуть бути використані в якості добрива.

Також до складу ОСВ входять речовини, що володіють загальнотоксичною дією. Опади часто містять високі концентрації важких металів, а також патогенну мікрофлору і яйця гельмінтів.

Проведені в ряді країн СНД дослідження спрямовані на пошуки шляхів вилучення ТМ з опадів, визначається їх вплив на рослини і грунт, розробляються методи знешкодження опадів, що містять токсичні речовини, що потрапляють в міську мережу з промстоками. І робиться це з єдиною метою - для можливості використання ОСВ в якості добрив без небезпеки для здоров'я і життя населення.

Важкі метали (ртуть, свинець, кадмій, цинк, мідь, миш'як) ставляться до числа розповсюджених і досить токсичних забруднюючих речовин. Вони широко застосовуються в різних промислових виробництвах, тому, незважаючи на очисні заходи, вміст сполук важких металів у промислових стічних водах досить високий. Найчастіше ці стоки скидають у міську каналізацію. Великі маси цих сполук надходять також через атмосферу.

Виникаючі при використанні осадів стічних вод екологічні проблеми вивчаються в багатьох наукових установах США, Канади, країн Західної Європи, а також Російської Федерації, України і Білорусії. У багатьох країнах розроблені відповідні рекомендації щодо застосування ОСВ і компостів з урахуванням виконання вимог екологічної безпеки. Застосування ОСВ регламентується нормативними актами, а також законодавчим шляхом.

 

4 Технологія вермікомпостування

 

Переробка ОСВ біологічними об'єктами (Вермікомпостування) - це один з найсучасніших і екологічних способів переробки органічних відходів, відомих в світі з отриманням високоякісного добрива.

Вихідним матеріалом для вермікомпостування є різні органічні відходи - гній, ОСВ, ТПВ, листя та ін.

Технологія вермікомпостування заснована на тому, що черв'яки в процесі життєдіяльності заковтують органічні залишки, подрібнюють їх у кишечнику, хімічно трансформують і викидають назовні, тим самим збільшуючи площу їх контакту з мікроорганізмами-деструкторами, які беруть участь в розкладанні відходів, і покращують умови для їх життєдіяльності.

Черв’яки роблять процес перетворення органічного матеріалу більш інтенсивним, також відбувається активна мінералізація органічної речовини. При цьому органічна маса втрачає запах, знезаражується, набуває гранулярну форму і приємний запах землі. При вермікомпостуванні, разом з розкладанням токсичних органічних сполук, забезпечується і перехід ТМ в малорухливі з'єднання. Вивільняються такі біологічно активні речовини, як фосфор і калій. Біогумус містить поживні речовини в формі, найбільш сприятливій для живлення рослин.

В результаті вермікомпостування виходить екологічно безпечне високогумусне органічне добриво пролонгованої дії - біогумус.

Біогумус - екологічно чисте органічне добриво. Воно містить в збалансованому поєднанні цілий комплекс необхідних поживних речовин і мікроелементів, ферменти, грунтові антибіотики, вітаміни, гормони росту і розвитку рослин.

Біогумус використовується для підвищення родючості грунтів і вирощування екологічно чистої сільськогосподарської продукції: зернових і овочевих культур, плодових, чагарникових дерев, квітів, в природоохоронному комплексі для озеленення парків, зон відпочинку, рекультивації порушених грунтів.

У жовтні 2014 р біогумус, отриманий з осадів стічних вод очисних споруд міста Донецька був спрямований на дослідження до Донецького обласного лабораторного центра.

Результати дослідження складу біогумусу і його фізико-хімічних показників наведені в таблиці 2.

Результати мікробіологічного дослідження отриманого біогумусу показали, що у доставлених пробах лічинки яєць гельмінтів не виявлені, він повністю відповідає [12].

Таблиця 2 - Дослідження складу біогумусу, його фізико-хімічні показники.

 

Також було отримано висновок баклабораторії Донецького обласного лабораторного центру Госепідемслужби про те, що в зразках надоного біогумусу патогенна мікрофлора не знайдена.

 

5 Методика проведення експерименту

 

На базі ДУ «Донецький ботанічний сад» було проведено дослідження впливу біогумусу, виробленого з надлишкового активного мулу, отриманого з очисних споруд КП «Вода Донбасу». Оцінювалися такі показники як енергія проростання (ЕРС) і схожість насіння (всх).

Під час експерименту було приготовлено 4 типу субстрату з різним вмістом досліджуваного біогумусу (10%, 25%, 50%, 100%) і контрольна землесуміш, яка не містить біогумус. Як об'єкт було обрано овес посівний і гірчиця біла. Для кожного варіанта досвіду було висіяно по 50 шт. насіння в 5-кратній повторності. В цілому у досвіді брало участь 750 насіння кожного виду рослини.

Експеримент проводили наступним чином:

Приготували грунтосуміш, до якої додавали біогумус в певних концентраціях (10%, 25%, 50%, 100%) і контрольну грунтосуміш, що не містить біогумус, без внесення будь-яких інших добрив.

Як об'єкт дослідження були обрані Овес посівний і Гірчиця біла, так як в умовах нашого регіону дані види рослин мають високу схожість насіння.

12.01.2016 р в горщики були засіяні насіння даних рослин по 50 шт. насіння в 5-кратній повторності.

Проростання даних видів рослин відбувалося за певних умов: середня tвоздуха = 22 ° С, середня tпочви = 24 ° С, з періодичним поливом (один раз в 3 дня) звичайною відстояною водою.  Процес  проростання  рослини  представлено  на  малюнку 1.

25-26.01.2016 р витяг проростків рослин (акуратно витягаємо пучок проростків разом з грудкою землі з горщика, замочуємо його у воді кімнатної температури протягом 40 хвилин для відділення проростків від грунтосуміші  і поділу самого пучка проростків) і відмивання коренів (звичайною водою кімнатної температури).

Доведено проростків до повітряно-сухого стану при t = 105 ° С.

Зважування проростків на аналітичних вагах.

Визначення польової вологоємності грунтосуміші:

         - відбираємо по 20 г кожної почвосесі в тиглі;

         - ставимо в сушильну шафу;

         - доводимо до повітряно-сухого стану при t = 105 ° С протягом 3 - х годин;

         - подрібнюємо в ступці масу і просіюємо через сито (d = 0,25 мм);

      - просіяну грунтосуміш кладемо в чашку тонким шаром і капаємо на неї водою до першої виділившийся краплі води (повна вологоємність);

 

6 Отримані результати дослідження

 

Результати проведення дослідження впливу біогумусу, виробленого з надлишкового активного мулу, отриманого з очисних споруд КП «Вода Донбасу» представлені в таблицях 6-9.

Таблиця 6 - Енергія проростання насіння вівса

 

Схожість і енергія проростання насіння є найважливішими показниками їх посівних якостей. Насіння з гарною схожістю і високою енергією проростання при нормальній агротехніці завжди дають повноцінні сходи. Схожість насіння має велике виробниче значення: вона визначає їх придатність для посіву, норму їх висіву. Схожість насіння вівса за результатами проведеного досвіду представлена в таблиці 7.

Таблиця 7 - Схожість насіння вівса

 

Багаторічні дані науково-дослідних установ показують, що гірчиця краще багатьох інших культур підвищує свій урожай на добре заправлених грунтах.

Гірчиця, маючи сильно розвинену корневу систему, що йде глибоко в грунт, навіть в посушливі роки дає високі врожаї. Крім того, вона порівняно мало виснажує орний шар грунту, так як глибоко йдуть корені її витягують поживні речовини не тільки з орного шару, а й з нижчих шарів грунту. Тому гірчиця є хорошим попередником для інших культур.

За результатами дослідження були отримані значення енергії проростання і схожості насіння гірчиці (табл. 8-9).

Таблиця 8 - Енергія проростання насіння гірчиці

 

Таблиця 9 - Схожість насіння гірчиці

№ пробы	0 % гумуса	10 % гумуса	25 % гумуса	50 % гумуса	100 % гумуса
1	18	19	18	22	14
2	22	15	23	18	9
3	21	15	24	19	10
4	14	18	23	18	23
5	16	18	21	18	17
Сум.	91	85	109	164	73
Ср.	18,2	17	21,8	32,8	14,6

 

Висновки

 

Таким чином, при вирощуванні на 100% біогумусі показники були значно нижчі, ніж в контрольній пробі. У варіанті з чистим біогумусом вода погано пов'язувалася з субстратом, в зв'язку з чим виникло питання щодо негативного впливу на польову вологоємність утвореної грунтосуміші. Проведений аналіз на визначення польової вологоємності субстратів показав, що при додаванні біогумусу в ґрунт до 50% помітної зміни польової вологоємності не відбувається.

Відзначається, що робота ще не закінчена, матеріали будуть доповнені дослідженнями на вміст важких металів. Остаточний варіант роботи можна отримати у автора або його керівника після червня 2018 року.

 

Перелік використаної літератури

 

1.Гольдфарб, Л.Л. Досвід утилізації осадів міських стічних вод в якості добрива. - М.: - +1983. - 60 с.

2.Пахненко, Е.П. Опади стічних вод та інші нетрадиційні органічні добрива [Електронний ресурс] .- 3-е изд. М .: БИНОМ. Лабораторія знань 2015. - 7 с.

3.Мельник, І.А. Вермикультура і її еффектівность.- К .: УкрНІІНТІ, 1990.- 32с.

4. Аристархов А.Н. Оптимізація живлення рослин та застосування добрив в агроекосістемах.- М.: ЦИНАО, 2000. - 524с.

5.Бєляєва С.Д., Гюнтер Л.І. та ін. Організація робіт по використанню осадів стічних вод в якості добрива. 2002.- 56с.

6.СанПіН 2.1.7.573-96 «Гігієнічні вимоги до використання стічних вод і їх опадів для зрошення і добрива».

7.Методичні вказівки по визначенню важких металів в грунтах і сільгоспугідь і продукції рослинництва (2-е изд. Перераб. І доп.) .- М .: ЦИНАО, 1992.- 61 с.

8.ГОСТ 17.4.2.01-81. Міждержавний стандарт. Охорона природи. Ґрунти. Номенклатура показників санітарного стану 1981.-М .: Стандартинформ, -32 с.

9.Алексєєв, Ю.В. Важкі метали в грунтах і рослинах. П .: Агропромиздат, 1987.- 144с.

10.ДСТУ 7369 до: 2013 Стічні води. Вимоги до стічних вод і їх осадів для зрошення і добрива. Київ, 2014.- с.2-5.