ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

229 

 

УДК 628.381 

 

1

Джетимов М. А., 

2

Тусупбекова А.С., 

3

Агишева А.А.*, 

3

Султамуратова З.Б. 

 

1

Талдыкурганский  государственный университет им. И.Жансугирова, г. Талдыкурган, 

Казахстан 

2

Казахский национальный университет имени аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан 

3

Актюбинский региональный государственный университет им. К. Жубанова, г. Актобе, 

Казахстан 

E-mail: alma76@bk.ru 

 

Разработка мероприятий по доочистке стоков на почвах Алматинского региона 

 

Орошение  сточными  водами  —  комплексное  мероприятие,  направленное  на 

доочистку  стоков,  повышение  плодородия  почв,  получение  стабильных  ресурсов  и 

оздоровление экологии региона. Утилизация осадков сточных вод и использование его в 

качестве  органоминерального  удобрения  является  актуальной  проблемой  городов.  В 

данном  исследовании  осадки  сточных  вод  использовались  в  качестве  удобрений,  для 

орошения  кормовых  культур,  кроме  того,  была  проведена  оценка  качества  воды,  почвы, 

выращенной  сельскохозяйственной  продукции.  Полученные  результаты  позволяют 

сделать  вывод  об  экологической  безопасности  и  экономической  целесообразности 

использования  городских  сточных  вод  для  орошения  кормовых,  технических  и  лесных 

культур,  при  этом  одновременно  решается  ряд  задач:  исключается  необходимость 

хранения  и  утилизации  осадков  сточных  вод,  использование  их  повышает  плодородие 

почв. 

Ключевые  слова:  осадки  сточных  вод,  утилизация,  транслокационный  показатель 

вредности,  тяжелые  металлы,  предельно  допустимая  концентрация,  загрязнение  почв, 

кормовые культуры. 

 

1

Джетимов М. А., 

2

Тусупбекова А.С., 

3

Агишева А.А., 

3

Султамуратова З.Б. 

 

1

И. Жансүгіров атындағы Талдықорған мемлекеттік университеті, Талдықорған қ., 

Қазақстан 

2

Әл- Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті, Алматы қ., Қазақстан 

3

Қ. Жұбанов атындағы Ақтөбе мемлекеттік аймақтық университеті, Ақтөбе қ., Қазақстан 

 

Алматы облысы топырағында ағынды суларды қосымша тазарту іс-шараларын 

қарастыру 

 

Ағынды  сулармен  суландыру  -  ағынды  суларды  қосымша  тазарту,  топырақ 

құнарлылығын арттыру, тұрақты өнімдер алу мен аймақ экологиясын қалпына келтіруге 

бағытталған  кешенді  іс-шара.  Ағынды  сулардың  тұнбасын  өңдеу  және  оны  органикалық 

тыңайтқыш  ретінде  пайдалану  қалалардың  өзекті  мәселесі  болып  табылады.  Келтірілген 

зерттеуде ағынды сулардың тұнбасы тыңайтқыш ретінде, жем-шөп егіндерін суландыруға 

пайдаланылған,  сонымен  қатар,  су,  топырақ  өсірілген  ауыл  шаруашылық  өнімдерінің 

сапасын  бағалау  жүзеге  асырылды.  Алынған  нәтижелер  қалалық  ағынды  суларды  жем-

шөп,  техникалық  және  орман  егіндерін  суландыру  үшін  пайдаланудың  экологиялық 

қауіпсіздігі мен экономикалық орындылығы туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді, 

сонымен  бірге  бірқатар  мәселелер  шешіледі:  ағынды  сулардың  тұнбасын  сақтау  және 

өңдеу қажеттілігін жояды, оларды пайдалану топырақ құнарлылығын арттырады.  

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

230 

 

Түйінді  сөздер:  ағынды  сулар  тұнбасы,  ағынды  суларды  өңдеу,  транслокация 

қауіптілік  көрсеткіші,  ауыр  металдар,  шекті  рауалы  концентрациясы,  топырақ  ластануы, 

жем-шөп егіндері. 

 

 

1

Dzhetimov М., 

2

Тusupbekova А.S., 

3

Аgisheva А.А., 

3

Sultamuratova Z.B. 

 

1

I. Zhansugurov Taldykorgan state university, Taldykorgan, Kazakhstan 

2

Al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan 

3

K. Zhubanov Aktobe regional state university, Aktobe, Kazakhstan 

 

Development of measures for wastewater post-treatment on the soil of the Almaty region 

 

Wastewater  irrigation  -  a  complex  event,  aimed  at  post-treatment  of  waste  water, 

improving  soil  fertility,  obtaining  stable  resources  and  improvement  of  the  region's  ecology. 

Utilization of wastewater sludge and its using as organic-mineral fertilizer are an actual problem 

of cities. In this study, wastewater sludge was used as fertilizer, for irrigation of forage crops, in 

addition,  the  assessment  of  quality  of  water,  soil,  grown  agricultural  products  was  carried  out. 

Obtained results lead to the conclusion about the environmental safety and economic feasibility 

of  the  urban  wastewater  using  for  irrigation  of  fodder,  technical  and  forest  crops,  at  the  same 

time a number of problems is solved: eliminating the need for storage and disposal of wastewater 

sludge, their using increases soil fertility.  

Keywords:  wastewater  sludge,  utilization,  translocation  index  of  hazard,  heavy  metals, 

maximum permissible concentration, soil pollution, forage crops. 

 

Введение 

 

Установлено, что для орошения могут быть использованы  хозяйственные бытовые 

стоки, 

сточные 

воды 

пищевой 

промышленности 

(сахарная, 

крахмальная, 

гидроизоляционные  мероприятия)  и  стоки  животноводческих  комплексов.  Для 

оптимального  решения  вопросов    сельскохозяйственного  использования  сточных  вод    и 

охраны  водных  обьектов  от  загрязнения    мы  предлагаем  размещение  сточных  вод 

рассматривать    как  комплекс  мероприятий  по  очистке,  использованию,  а  также  

регулированному  сбросу  стоков    с  целью  обеспечения    охраны  водных  источников    от 

загрязнения [1]. 

В  результате  очистки  бытовых  сточных  вод  образуются  осадки.  Одним  из  способов 

утилизации  осадков  сточных  вод  является  использование  его  в  качестве 

органоминерального удобрения, при этом одновременно решается ряд задач: исключается 

необходимость  хранения  и  повышается  плодородие  почв.  Применение  осадков  сточных 

вод  возможно  при  условии,  что  не  будет  происходить  загрязнение  почвы  вредными 

веществами.  Основой  оценки  опасности  загрязнения  почв,  используемых  для 

выращивания  сельскохозяйственных  растений,  является  транслокационный  показатель 

вредности, являющийся важнейшим показателем при обосновании предельно допустимой 

концентраций (ПДК) химических веществ в почве. Это обусловлено тем, что:  

- с продуктами питания растительного происхождения в организм человека поступает 

в среднем 70 % вредных химических веществ;  

-  уровень  транслокации  определяется  уровнем  накопления  токсикантов  в  продуктах 

питания, влияющих на их качество. 

Существующая  разница  допустимых  уровней  содержания  химических  веществ  по 

различным  показателям  вредности  и  основные  положения  дифференциальной  оценки 

степени  опасности  загрязненных  почв  позволяют  также  дать  рекомендации  по 

практическому  использованию  загрязненных  территорий.  Определить  объем  и  высоту 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

231 

 

осадков,  которые  допустимо  использовать  в  качестве  удобрения  при  рекультивации 

сероземно-луговых почв [2].  

 

Эксперимент 

 

Исходя из равномерного смешения осадков с плодородным слоем почвы уравнение 

материального баланса, имеет вид: 

С

ф 

.

 М + С

ос

 .

 m = С

см

 

.

 (М + m),                                                 (1) 

где  С

ф

  –  фоновая  концентрация  i-ого  вещества,  мг/кг  почвы;  М  –  масса 

плодородного слоя почвы, т; С

ос

– концентрация i-ого вещества в осадке, мг/кг почвы; m – 

масса  осадка,  кг;  С

см

–  концентрация  i-ого  вещества  в  почве  после  смешивания  ее  с 

осадком, мг/кг почвы; 

Для того, чтобы осадок можно было использовать в качестве удобрений, необходимо 

соблюдение следующего основного условия [3]: 

С

см 

< ПДК,                                                                            (2) 

где ПДК - предельно допустимая концентрация i-ого вещества, мг/кг почвы. 

Объем  W  (м

3

) и массы М (т) плодородного слоя почвы на  участке  определяется по 

формулам: 

W = H×S,                                                                                 (3) 

М = W×r

п 

,

                                                                                                                         

(4) 

где  Н  –  мощность  почвенного  слоя,  м;  S  –  площадь  объекта  рекультивации,  м

2 

;  r

п 

– 

плотность почвы, т/м

3

.  

Масса  осадка  m,  подлежащего  размещению  на  участке,  определяется  из  уравнения 

материального баланса:  

m=М

.

(С

см

- 

С

ф

)/(С

ос

- 

С

см

),                                                    (5) 

Объем осадка V, предназначенный для утилизации на участке, составит, м

3

: 

V=m/d

ос 

, 

                                                                                                             

(6) 

где d

ос 

 – плотность осадка, т/м

3

 

Высота осадка будет равна, м: 

h = V/S,                                                                           (7) 

 

Результаты и их обсуждение  

 

В  решении  проблем  загрязнения  водных  ресурсов  Или-Балхашского  бассейна 

большая  роль  отводится  разработке  целенаправленного  использования  их  на 

земледельческих  полях  орошения  в  современных  социально-экономических  условиях. 

Данная 

проблема 

вызвала 

необходимость 

проведения 

исследований 

по 

целенаправленному  и  эффективному  использованию  сточных  вод  г.  Алматы  в 

производстве  кормовых  культур,  получению  экологически  чистой  продукции, 

направленных  на  повышение 

плодородия 

почв,  обеспечивающего 

высокую 

эффективность земледельческих полей орошения. 

Целью исследования является использование воды и осадка сточных вод г. Алматы в 

качестве  удобрений,  для  орошения  кормовых  культур,  а  также  оценка  качества  воды, 

почвы, выращенной сельскохозяйственной продукции. 

Объектом  исследований  являются  вода,  осадок  сточных  вод  г.  Алматы,  кормовые 

культуры, почвы и грунтовые воды. Для оценки качества почвогрунтов, грунтовой воды и 

биохимического  состава  растений  в  лабораторных  условиях  определялось  содержание 

азота, фосфора, калия, некоторых металлов, в том числе тяжелых (Zn, Cu, Fe, Ca, Cr, Pb и 

др.)  в  соответствии  с  ГОСТом,  инструкциями  Госстандарта,  методиками  технического 

контроля работы очистных сооружений ГОСТ 18963-73 [4]. Осадок, образовавшийся при 

очистке  бытовых  сточных  вод,  содержит  медь  в  концентрации  С

ос

=12,5  г/м

3

.  Плотность 

осадка  d

ос

  равна  1,2  т/м

3

.  Почвенный  слой  участка  представлен  сероземно-луговыми 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

232 

 

почвами суглинистого механического состава мощностью Н = 0,2 м и плотностью r

п

 =1,45 

т/м

3

.  Фоновая  концентрация  меди  в  почве  по  данным  санитарно-эпидемиологической 

службы (СЭС) С

ф

 = 0,3 мг/кг почвы. Площадь опытного участка 0,5 га. 

Объем и масса плодородного слоя почвы на участке площадью S = 0,5 га (5000 м

2

) 

составят: 

W = H×S = 0,2 ×5000 = 1000 м

3

; 

М = W× r

п

 = 1000×1,45 = 1450 т. 

 

Чтобы осадок сточных вод использовать в качестве удобрений, концентрация меди в 

почве после смешивания ее с осадком не должна превышать ПДК. 

 

С

см 

= ПДК

Cu 

= 3,0 мг/кг почвы 

 

Для  расчета  массы  осадка  концентрацию  осадков  сточных  вод  необходимо 

перевести из г/м

3

 в мг/кг почвы: 

 

С

ос

 =C

ос

/ d

ос

 =12,5/1,2=10,42г/т=10,42мг/кг почвы 

 

Масса осадка m, подлежащего размещению на участке равна:  

 

m=М

.

(С

см

-  

С

ф

)/(С

ос

-

С

см)

=1450(3-0,3)/(10,42-3)=527,6т; 

V=m/ d

ос 

=527,6/1,2=439,7м

3 

 

при этом высота осадка будет равна, м: 

 

h=V/S=439,7/5000=0,088 м. 

 

Необходимо  определить  объем  и  высоту  осадка  для  всех  загрязняющих  элементов, 

содержащихся  в  осадке  и  выбрать  такой  объем  V  и  высоту  h,  при  которых  не  будет 

происходить загрязнение почвы. Данные приведены в табличном виде (таблица 1). 

Результаты  гигиенических  исследований  загрязненных  почв  позволяют  оценить 

степень  опасности  загрязнения  вредными  веществами  по  уровню  их  возможного 

воздействия на  системы  «почва  –  растение»,  «почвы  –  микроорганизмы,  биологическая 

активность»,  «почвы  –  грунтовые  воды»,  «почва  –  атмосферный  воздух»  и 

непосредственно – на здоровье человека. С гигиенических позиций опасность загрязнения 

почвы определяется уровнем возможного ее отрицательного влияния на контактирующие 

среды,  пищевые  продукты  и  непосредственно  на  людей,  а  также  на  биологическую 

активность  почвы  и процессы  ее  самоочищения.    ПДК  химических  веществ  в  почве 

является  основным  критерием  гигиенической  оценки  опасности  загрязнения  почв 

вредными веществами. 

Для оценки опасности загрязнения почвы выбор химических веществ – показателей 

загрязнения проводится с учетом: 

-  специфики  источников  загрязнения,  определяющих  комплекс  химических 

элементов, участвующих в загрязнении почв  изучаемого региона; 

-  приоритетности  загрязнителей  в  соответствии  со  списком  ПДК  химических 

веществ в почве и их классов опасности; 

- характер землепользования. 

 

 

 

 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

233 

 

Таблица 1 - Объем и высота осадка для изученных загрязняющих элементов (H=0,2м) 

 

Загрязняющ

ие элементы 

Плот

ност

ь  

осад

ка 

d

ос

 , 

т/м

3

 

Пло

щадь  

S, га 

Масса 

плодор

одного 

слоя 

почвы 

M,т 

Содер

жание 

в 

осадке

,С

ос, 

мг/кг 

 

Фоново

е 

содерж

ание 

С

ф

, 

мг/кг 

 

Концен

трация 

i-ого 

веществ

а, С

см, 

мг/кг 

 

Масса 

осадка 

 

m,т 

Объем 

осадка, 

V,м

3

 

Высота 

осадка,

м 

Медь 

1,2 

0,5 

1450 

10,42 

0,3 

3 

527,6 

439,7 

0,088 

Фтор 

1,2 

0,5 

1450 

6,7 

0,1 

1 

228,9 

190,8 

0,038 

Марганец 

1,2 

0,5 

1450 

13,3 

0,5 

2 

192,5 

160,4 

0,032 

Фосфор 

1,2 

0,5 

1450 

12,5 

3 

5 

386,7 

322,2 

0,064 

Нитраты 

1,2 

0,5 

1450 

2,75 

1,5 

2 

966,7 

805,5 

0,161 

Свинец 

1,2 

0,5 

1450 

0,028 

0,015 

0,010 

725 

604,2 

0,120 

Взвешенные 

вещества 

1,2 

0,5 

1450 

0,6 

0,30 

0,35 

241,7 

201,4 

0,040 

 

Если  нет  возможности  учесть  весь  комплекс  химических  веществ,  загрязняющих 

почву,  оценку  проводят  по  наиболее  токсичным  веществам,  то  есть  относящихся  к 

наиболее высокому классу опасности. 

При  отсутствии  в  документации  класса  опасности  химических  веществ, 

приоритетных для почв исследуемого района, класс опасности J может быть определен по 

следующей формуле [4]: 

J =   lg A

.

S/ a M(ПДК)  = lg 64 

. 

1,535/58,5 

.

 (0,575) 

 . 

0,01=2,46,                         (8) 

где А – атомный вес соответствующего элемента; S – растворимость в воде химического 

соединения,  мг/л;  М  –  молекулярная  масса  химического  соединения,  в  которое  входит 

данный элемент; a - среднее арифметическое из шести ПДК химических веществ в разных 

пищевых  продуктах  (мясо,  рыба,  фрукты,  молоко,  хлеб,  овощи).    Следовательно, 

изученные  почвы  относятся  при  значения индекса  от  0,1  до  2,5-к  малоопасным  (3  класс 

опасности).  При  оценке  опасности загрязнения  почв  химическими  веществами  следует 

учитывать следующее: 

-  опасность  загрязнения  тем  больше,  чем  выше  фактические  уровни  содержания 

контролируемых веществ в почве по сравнению с ПДК; 

-  опасность  загрязнения  тем  больше,  чем  выше  класс  опасности  контролируемых 

веществ; 

-  буфферность  почвы,  влияющую  на  подвижность  химических  элементов,  что 

определяет их воздействие на контактирующие среды. 

Оценка  уровня  химического  загрязнения  почв,  как  индикаторов  неблагоприятного 

воздействия  на  здоровье  населения  проводится  по  показателям,  разработанным  при 

сопряженных  геохимических  и  геогигиенических  исследованиях  окружающей  среды 

городов.  Такими  показателями  являются:  коэффициент  концентрации  химического 

вещества (К

с

), который определяется отнесением его реального содержания в почве (С) к 

фоновому (С

ф

):  

К

с

 = С/С

ф

,                                                                 (9) 

По формуле (9) находим коэффициенты концентрации загрязняющих веществ: 

К

c.F

 = 10,42/0,3 = 34,7;       К

c.Mg.

= 6,7/0,1 = 67;      К

с.P.

 = 13,3/0,5 = 26,6 

Суммарный показатель загрязнения Z

с

, равный сумме коэффициентов концентраций 

химических элементов [5]: 

 

(10) 

где n – число суммируемых элементов.                                             

жүктеу/скачать 31,15 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: