ТҤЙІН
Қоразбекова Қ.Ҥ.– PhD докторант, Бахов Ж.К.– т.ғ.д., профессор,
Сапарбекова А.А.– б.ғ.к., доцент
М.Әуезов атындағы ОҚМУ, Шымкент қ.
Аралас қалдықтардан биогаз тҥзілуінің сапалық және сандық сипаттамасы
Биомассаны метандық ашытуды жеделдету және ықшамдау мәселелері қарастырылған.
Қара мал қиын, органикалық субстраттармен бірге анаэробтық ашытудан метан шығуына әсері
зерттелген. Химиялық құрамына қарай қосылған субстраттар биомассаны метан шығуын
арттыратын компоненттермен байыта алады.
RESUME
Korazbekova K.U.– PhD student, Bakhov Zh.K.– Doctor of Technical Science, Professor,
Saparbekova A.A.– Candidate of Biological Science, Associate Professor
M.Auezov South Kazakhstan State University, Shymkent
Quantity and quality of biogas formation from mixed wastes
The possibilities of increase the potential of methane in methane analogous erobnom
fermentation of mixed waste are explored: cattle manure (cattle) with the addition of food
waste and other organic waste. Found that depending on the chemical composition of the first
addition of the substrate can enrich biomass such microorganisms guide-roliznogo kind as
Megasphaera V.elsdenii, which are already in the rumen convert macromolecules into
monomers, which subsequently contributes to a potential increase in the yield of methane.
From the results of these experiments were obtained from the ratio of 75:25 substrates can be
considered the closest to the optimum.
193
УДК 504.61:355.01:502.52(567)
ИССЛЕДОВАНИЕ ГРУНТОВ В ЗОНЕ ВОЕННЫХ ДЕЙСТВИЙ ИРАКА
Л.Д. Пляцук – д.т.н., профессор, Л.Л.Гурец – к.т.н., доцент,
Алияс Насер Ибрагим – аспирант
Сумский государственный университет, г. Сумы, Украина
Аннотация
Установлены факторы воздействия военных действий на грунты. Исследования меха-
нических и химических свойств грунтов, нарушенных в ходе военных действий в Ираке, пока-
зали значительное отличие грунтов на ненарушенных и нарушенных территориях, которые
представлены воронками, оборонительными линиями, траншеями. Установлено повышение
уплотненности грунтов под действием военной техники, неравномерность механического со-
става грунтов нарушенных участков. Количество гумуса на нарушенных участках уменьши-
лось. Исследования кислотности грунтов показали изменения кислотности нарушенных участ-
ков в широких пределах от сильно кислотных до щелочных. Для нарушенных грунтов беллиге-
ративных ландшафтов присуща повышенная эродированность.
Ключевые слова: военные действия, грунты, нарушенные ландшафты.
Войны всегда приводят к разрушению природы и принадлежат к глобальным
техногенным факторам, которые действуют почти непрерывно. Военные действия на
территории Ирака нанесли естественной среде и здоровью людей серьезный матери-
альный и экологический убыток и углубили хронические экологические проблемы
страны. В стране существуют серьезные проблемы, связанные с запасами и качеством
воды, воздуха, грунтов, биоразнообразием, химическим и радиоактивным загрязнени-
ем территорий.
В ходе войны в Ираке применялись современные виды оружия, боевая техника,
сооружались специальные объекты, использовались разные виды войск, проводились
воздушные бомбардировки, были заминированы значительные территории, что способ-
ствовало формированию густой сети нарушенных участков ландшафта и активизации
эрозионных процессов, которые могут охватить огромные территории. В специальном
докладе экспертов ЮНЕП, посвященному экологической ситуации в Ираке после вой-
ны, говорится, что эрозия, которая возникла вследствие военных действий, а также пе-
редислокаций войск и бронетехники, негативным образом повлияла на состояние и без
того бедных водных ресурсов страны.
Исследование процессов почвообразования на участках с нарушенным ланд-
шафтом, воронками, траншеями, окопами грунтовым покровом и дальнейшее развитие
эрозионных процессов в районах военных действий, проводилось в ряде работ [1-5].
Основными факторами нарушения грунтового покрова являются:
- уничтожение растительного покрова;
- влияние тяжелой техники на почвенный покров;
- образование нехарактерных типов эрозии.
Все эти данные свидетельствуют о необходимости изучения влияния военных
действий на грунты на региональном уровне.
Для изучения влияния военных действий на грунты была выбрана провинция
Найнава на севере Ирака. Выбор территории исследований обусловлен наличием раз-
194
личных типов нарушенных территорий. На плато Эль-Джазиры, где находится про-
винция Найнава, преобладают каштановые грунты сухих и пустынных степей, а в до-
лине г. Тигра и его притоков распространены наиболее плодородные аллювиально-
луговые и луговые грунты. Изучение грунтов проводилось путем закладки парных
разрезов на контрольных ненарушенных и экспериментальных площадках на нарушен-
ных территориях. При выборе контрольных площадок учитывались физико-химические
свойства грунтов, их расстояние от нарушенных участков и степень антропогенного
влияния.
Для сравнения и определения степени нарушенности грунтового покрова на по-
врежденных участках были заложенные разрезы 1а, 2а, 3а, 4а, которые были располо-
жены на склонах оборонительных линий, траншей и бомбовых воронок. Проводилось
исследование грунтов по следующим показателям: определение механического состава,
гигроскопической влаги, содержимое гумуса, рН, подвижных форм фосфора и калия.
Механический состав грунтов - важный экологический показатель, который оп-
ределяет степень фильтрационной и водоудерживающей способности. Данные анали-
зов механического состава образцов грунтов по генетическим горизонтам на ненару-
шенных и нарушенных участках приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристика грунтов по образцам, взятым из нарушенных и ненарушенных
участков
№
п/п
Название
грунтов
Глубина
отбора
проб, см
Гигроскопи-
ческая влага
Фракции, %
1- 0,25 мм 0,25 - 0,05мм 0,05 - 0,01 мм
меньше
0, 01 мм
1/1а Каштановые
12/6
4,6/1,1
0,4/2,8
9,6/17,1
24,5/19,1
65,5/61,1
65/12
4,9/1,1
0,9/1,98
8/1,1
25,2/15,6
65,9/71,3
105/60
5,3/1,1
0,2/1,8
7,9/11,8
28,4/15,3
63,5/71,2
145/100
5,6/1,1
0,7/0,2
9,5/8,4
6,3/16,4
79,5/75,1
2/2а Каштановые
10/2
4,9/1,1
0,6/1,9
9,7/12
27/12,6
62,7/73,4
70/30
4,9/1,1
1,1/2,1
6,6/8,8
26/21,9
66,3/67,1
100/60
4,4/1,1
0,6/1,5
10,9/7,5
25,4/21,2
62,9/69,6
140/115
4,7/1,1
1,8/2,7
11,9/8,7
22,2/16,5
64,1/71,8
3/3а Каштановые
10/6
-/1
2,1/3,2
8,5/7,4
30,1/24,7
59,3/64,5
35/48
-/1,1
0,7/4,8
3,7/12
27,3/29,9
68,3/53,1
55/100
-/1
1/1,9
2,7/12,5
25/14,4
51,9/70,9
80/100
-/1
1,1/13,2
1,2/8
25/14,3
72,7/54,3
4/4а Аллювиаль-
ные
10/1
-/1
2,2/44,5
4/37,7
15,6/8,9
79,5/8,7
30/7
-/1
2,9/29,5
1,2/51,2
16/10,2
84,5/9.1
50/15
-/1
0,6/68,8
4,2/25,1
15,7/1,7
53,7/4,2
90/20
-/1
1,4/10,6
0,8/38,1
12,7/27,5
65,3/23,7
Примечание: в числителе показатели ненарушенных горизонтов, в знаменателе – затронутых го-
ризонтов грунта.
Из данных, приведенных в таблице 1, следует, что исследуемые грунты, в част-
ности, каштановые грунты на ненарушенных участках по всем профилям характери-
зуются большим содержимым физической глины (частиц <0,01 мм). Показатель физи-
195
ческой глины составляет от 51,9% до 84,5%. Существенное различие между грунтами
нарушенных и ненарушенных территорий отсутствует.
Плотность грунтов - один из важных показателей, который характеризует грунт
тех или иных участков. Этот показатель отражает способность грунта накапливать за-
пасы влаги, необходимые для растений. Как показывают наблюдения, сильное уплот-
нение приводит к угнетению и гибели растений. Уплотнение грунта приводит к ухуд-
шению водно-физических свойств. Из-за сильного переуплотнения грунтов в слое, где
располагаются корни растений, возникают условия, близкие к анаэробным, особенно в
период дождей. Нарушенные участки отличаются от ненарушенных высокой плотно-
стью грунтов. В таких условиях сильно затрудняется рост мелких корней древесных и
травянистых растений и нарушается процесс естественного возобновления. Для разре-
зов 1а, 2а и 3а характерна повышенная уплотненность, которая отрицательно влияет на
другие параметры окружающей среды, для разреза 4а - рыхлое состояние и хорошая
водопроницаемость. Механический состав в пределах нарушенных участков неодно-
родный. На ненарушенных участках отмечается увеличение удельного веса с глубиной,
в то время как на нарушенных удельный вес с глубиной меняется в существенных гра-
ницах, что отражает наличие похороненных горизонтов.
Увеличение удельного веса в нижних слоях ненарушенных участков можно объ-
яснить следующими причинами:
уменьшением количества гумуса в этих пластах;
иллювиальным процессом, при котором из верхних горизонтов вещества вы-
мываются и заполняются поры нижних слоев, вследствие этого плотность грунта уве-
личивается;
давлением верхних горизонтов на нижние;
ослаблением действия энтомофауны.
Существенным показателем, который отражается на механическом составе
грунта, является захламленность. На значительных территориях страны до сих пор
встречаются остатки брошенной техники, гильз, отходов деятельности самих воору-
женных формирований, разрушенные дома и др. При этом грунты отличаются по ко-
личеству и составу включений (гильз, бетона, стекла) и другим показателям. Это явля-
ется одной из отличительных особенностей нарушенных грунтов. Эти факторы приво-
дят к угнетению роста или гибели растений. В таких случаях проникновения корней
вглубь профиля ограничено. Отмечается проникновение корней на глубину по трещи-
нам и вдоль поверхностей грунтовых агрегатов, где механическое сопротивление
меньше.
Таким образом, физические свойства грунтов ненарушенных и нарушенных
участков различны по механическому составу.
Гумус считают главным показателем плодородия грунта, при этом содержимое
гумуса в поверхностном горизонте грунта, а главное, распределение по грунтовому
профилю и закономерное снижение его содержимого характерно для ненарушенных
участков. По данным результатов проведенных исследований можно проследить изме-
нение содержимого гумуса на ненарушенных и затронутых участках.
Количество гумуса в поверхностных горизонтах на ненарушенных участках
разрезов 1, 2, 3, 4 небольшое, соответственно 3,4%; 3,7%; 2,1%, 3,3%. Содержимое гу-
муса в более низком горизонте снижается соответственно до 2,3%, 2,7%, 1,9%, 1,4%.
Если сопоставить содержимое и распределение гумуса в профилях разреза 1а, 2а, 3а, 4а
с выше перечисленными разрезами, то заметно, что оно значительно сократилось.
Верхняя насыпная толща рассмотренных грунтов очень слабо гумификована. Проник-
новение гумуса неглубокое, резко уменьшается с глубиной, потом на глубине 80-100
196
см увеличивается. Это вызвано тем, что горизонты, которые лежат вверху, в результате
строительства оборонительных укреплений оказались засыпанными. Небольшое со-
держимое гумуса и его снижение по грунтовому профилю показывает низкое плодоро-
дие исследуемых грунтов.
Активная кислотность грунта оказывает непосредственное влияние на рост рас-
тений и жизнедеятельность микроорганизмов. Наиболее благоприятной для роста и
развития большинства сельскохозяйственных культур является слабокислая, нейтраль-
ная и слабощелочная среда. Чем ниже значение рН грунтового раствора, тем более
вредное действие оказывает активная кислотность (рН 2,5 - 3,5) на растения, а также
лимитируется развитие микроорганизмов, что обусловливает низкую биологическую
активность грунтов. По основным химическим показателям грунтовые горизонты на-
рушенных территорий значительно отличаются от своих естественных аналогов. Ис-
следования показали, что рН грунтового раствора на ненарушенных участках в разре-
зах 1, 2, 3, 4 колеблется от нейтральной до слабощелочной (рН 7 - 8). На нарушенных
участках реакция грунтового раствора изменяется в разрезе 1а (рН 6,7-7,3) от слабоки-
слой до слабощелочной, в разрезе 2а (рН - 7,3) - слабощелочная. Сильная кислая реак-
ция была выявлена в насыпной толще грунта разреза 3а, где наблюдалась тенденция к
подкислению реакция грунтового раствора (рн 3,1-3,4). Таким образом, величина ки-
слотности колеблется в широких границах - от сильнокислих до щелочных, но преоб-
ладают грунты с нейтральной и слабой щелочной средой. В большинстве случаев ре-
акция среды нарушенных грунтов выше, чем в естественных.
Очень важным критерием химического преобразования грунтов нарушенных
территорий является наличие и границы варьирования подвижных форм калия и фос-
фора. Подвижные формы фосфора и калия неравномерно распределены в насыпной и
засыпанной частях грунта. В значительной степени ими обогащена нижняя похоро-
ненная часть грунта. Количество фосфора и калия сильно дифференцируется в генети-
ческих слоях по профилям нарушенных и ненарушенных грунтов. Так, содержимое
фосфора на ненарушенных участках в разрезах 1 и 4 - низкое, а в разрезе 2, 3 - среднее,
тогда как в разрезах 1а, 2а, 4а - низкое, а в разрезе 3а фосфор вообще отсутствует. Бо-
лее обогащен калием разрез 1; обеспечены разрезы 2, 3; малообеспечен разрез 4. На
ненарушенных участках такая же корреляция, за исключением разрезов 3а, 4а, где на-
блюдаются малообеспеченные формы, тогда как разрез 1а среднеобеспечен, 2а – обес-
печен.
Систематизация и обобщение имеющихся сведений позволили установить, что к
негативным факторам влияния на грунтовый покров в результате военных действий
нужно отнести:
-
ослабление, прекращение естественных почвообразовательных процессов;
-
уничтожение (снятие, засыпка) естественных грунтов;
-
уплотненность;
-
усиление сезонного высыхания;
-
снижение водопроницаемости;
-
усиление денудации, эрозии;
-
загрязнение токсичными веществами;
-
наличие включений техногенных остатков (гильз, осколков);
-
изменение кислотно-щелочного баланса;
-
изменение физико-механических свойств грунтов.
При восстановлении нарушенных территорий в зависимости от свойств грун-
тов и их хозяйственного назначения выбираются методы восстановления.
197
Военные, или беллигеративные ландшафты, будучи наиболее динамическими и
неустойчивыми системами, очень уязвимы ко всякому роду деградациям и в первую
очередь, к эрозионным процессам. Так, военная эрозия выражается в смыве и размыве
грунтов. Эрозионные процессы, как правило, развиваются по траншеям, ходам сообще-
ния, в воронках и блиндажах. К разным искусственным рубежам военного характера
относятся валы, террасы, канавы, окопы, траншеи, рвы, которые являются препятстви-
ем на пути поверхностного стока, в пределах которых также может развиваться под-
земная эрозия [3].
Военная эрозия определяется не только известными формами эрозии, но и осо-
быми условиями, которые формируются в беллигеративных ландшафтах. На них про-
является максимальное влияние военного фактора, которое связано с применением со-
временных видов оружия, образованием густой сети нарушенных территорий. С ними
связана также активизация овражной эрозии, которая представляет угрозу потери зна-
чительного количества используемых земель.
Таким образом, установлено, что интенсивность эрозионных процессов в ис-
следуемых районах обусловлена не только благоприятными естественными условиями,
такими как геолого-геоморфологические и гидрометеорологические, но и степенью на-
рушенности, интенсивностью техногенного влияния. Техногенное влияние выражается
в нарушении, уплотнении, перемешивании грунтовых горизонтов, изменении водно-
физических свойств, уничтожении растительности, грунтовой фауны естественных и
антропогенных ландшафтов. Негативные процессы в беллигеративных ландшафтах бо-
лее динамичны, чем в стабильных аборигенных участках, которые находятся рядом.
Это довольно четко отражает присутствие фактора разной изменчивости компонентов
естественных комплексов при разных антропогенных нагрузках.
Выводы: проведенные исследования оказали изменения в механическом и хи-
мическом составе грунтов на нарушенных в результате военных действий участках.
Полученные результаты исследований позволили разработать методику восстановле-
ния нарушенных земель.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1
Смирнов H.H. Военное разрушение биосферы // Кибернетика, ноосфера и проблемы
мира. -М.: Наука, 1986. - С. 59-65.
2
Сотникова Н.С., Петухова О.В., Нестерова Т.Л. Развитие современных почвообразо-
вательных процессов на участках с нарушенным растительным и почвенным покровом // Вест-
ник ЛГУ. - 1982. - Вып.1, №6. - С.58- 68.
3
Болдышев B.C. Охрана почв. Словарь-справочник. - М.: БГУ, 1977. -110 с.
4
Таранов С.А. Особенности почвообразования в техногенных ландшафтах Кузбасса
//Восстановление техногенных ландшафтов Сибири (теория и технология). -М.: Наука, 1987. -
С.81-105.
5
Дбар Р.С., Тания И.В. Экологические последствия войны в Абхазии 1992 - 1993гг.
//Биологическое разнообразие Кавказа. - Сухум, 1999. - С. 37-42.
198
ТҤЙІН
Пляцук Л.Д. – д.т.н., профессор, Гурец Л.Л.– к.т.н., доцент,
Алияс Насер Ибрагим– аспирант
Сумы мемлекеттік университеті, Сумы қ., Украина
Ирактың әскери әрекет аймағындағы топырақты зерттеу
Әскери әрекеттердің нәтижесінде топыраққа әсер ету факторлары анықталған. Ирактағы
әскери әрекеттердің кесірінен, залал келтірілген топырақтарға химиялық және механикалық
зерттеулер жүргізілді. Нәтижесінде траншеялар, қорғаныс сызықтарымен, ойықтармен
келтірілген топырақтардың залал келтірілген және залалсыздандырылған аймақтарында
айтарлықтай айырмашылықтар анықталды. Залал келтірілген аймақтардағы топырақтардың
механикалық құрамының біркелкісіздігі, әскери техниканың әсерінен топырақтың нығыздалуы
жоғары екендігі анықталды. Залал келтірілген аймақтарда гумус мӛлшері тӛмендеген.
Топырақтың қышқылдығын зерттегенде, залал келтірілген аймақтағы қышқылдың
ӛзгерістері күшті қышқылдқтан сілтілік шекке дейін ӛзгергенін кӛрсетті. Беллигеративті
ландшафтағы залал келтірілген топырақ үшін жоғарғы эродирлік тән болған.
RESUME
Plyatsuk L. –Doctor of Technical Sciences, Professor, Gurets L. – Doctor of Technical Sciences,
Associate Professor, Aliys Naser Ibrahim - Ph. D. student
Sumy State University, Sumy, Ukraine
The factors impact of the war on the ground is established. Study of the mechanical and
chemical properties of soils disturbed during the war in Iraq, have shown a significant difference in the
soil undisturbed and disturbed areas, which are craters, defensive lines, trenches. Increase of
compacted soil under the influence of military equipment, uneven mechanical-ended soil disturbed
areas. Humus in disturbed areas decreased. Studies changes in the acidity of soil acidity violated
participants of magnitude over a wide range from strongly acidic to alkaline have shown. For
disturbed soils bellige-istrative landscapes inherent increased erosion.
УДК 628.336
АНАЛИЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ БИОРЕАКТОРА В ПРОЦЕССЕ
БИОСУЛЬФИДНОЙ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД
Л.Д.Пляцук - д.т.н., профессор, Е.Ю.Черныш - аспирант
Сумский государственный университет, г. Сумы
Аннотация
В процессе биосульфидной обработки осадков городских сточных вод (ОСВ) происходит
образование биогаза с повышенной концентрацией биогенного сероводорода, который исполь-
зуется в технологической схеме для биохимического связывания ионов тяжелых металлов. В
этом случае в промышленных установках могут встречаться концентрации сероводорода до
60%. В результате проведенного анализа были получены данные о динамике образования био-
199
генного сероводорода, качественный и количественный состав газовой фазы. В состав газовой
фазы входят компоненты с объемной долей: H
2
S - 46.8%; СО
2
- 19.3%; CH
4
- 25.4%; H
2
- 2.8%;
N
2
- 5.7%. Полученные данные подтверждают активное развитие в пространстве биореактора
сульфатвосстанавливающих бактерий, которые использовали для своего роста органический и
минеральный субстрат (смеси ОСВ и фосфогипса), что сопровождалось образованием серово-
дорода и детоксикацией ОСВ.
Ключевые слова: биосульфидная обработка, осадки сточных вод, тяжелые металлы, биоген-
ный газ, сероводород.
Достарыңызбен бөлісу: |