902

УДК 504.062:504.064

Д.А. Лосев – студент магистратуры 2 курса; С.В. Лихачев – научный руководитель, доцент, канд. с.-х. наук, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

БИОТЕСТИРОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ГРУНТОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ШЛАКОВЫХ ОТВАЛОВ

В ЛАБОРАТОРНОМ ОПЫТЕ

Аннотация. В статье приведены результаты биотестирования и определения биологической активности грунтов, получаемых при различных способах рекультивации шлаковых отвалов. В качестве мелиорантов использован короотход различной степени разложения.

Ключевые слова: шлакоотход, рекультивация, нарушенные земли, отходы промышленности, вторичное использование отходов, короотход.

В настоящее время для нашей страны достаточно остро стоит проблема отходности металлургической промышленности.

К началу 2000 г. на территории России в отвалах, хранилищах, на полигонах и несанкционированных свалках накоплено более 1,7 млрд. т токсичных отходов. В то же время на предприятиях черной металлургии было использовано 18828,4 тыс. т и обезврежено 64,2 % общего объема образовавшихся токсичных отходов. На ландшафты и их компоненты большое влияние оказывают техногенные выбросы предприятий черной металлургии, содержащие пыль и газы. Шлаковые отвалы расположенные в городской черте, в непосредственной близости от металлургических заводов нарушают ландшафт территорий, для их размещения отчуждаются земельные угодья, ухудшается экологическая обстановка региона. Хранение шлаков осуществляется открытым способом, вследствие чего происходит эмиссия загрязняющих веществ в воздух, объекты гидросферы и почву, а через них оказывается влияние на состояние флоры, фауны и здоровье людей [3].

Одной из приоритетных задач в области рекультивации является оценка возможности использования нетрадиционных мелиорантов, таких, как отходы других видов промышленности, перед применением которых необходимо научно обосновать целесообразность, безопасность и экономическую выгоду их использования.

Цель работы: определение биологической активности и токсикологическая оценка шлака сталеплавильного производства и материалов используемых в процессе проведения рекультивации шлакового отвала.

Для достижения цели исследований заложен длительный лабораторный опыт по изучению различных подходов к рекультивации шлаковых отвалов сталеплавильного производства. Определена целлюлозолитическая активность грунта по вариантам опыта. Проведена токсикологическая оценка грунта с помощью культуры водоросли сценедесмус по вариантам опыта.

Лабораторный опыт был заложен по следующим вариантам:

1.Отход шлакового отвала сталеплавильного производства;

2.Короотход отвала с реакцией среды близкой к нейтральной (короотход 1);

3.Короотход отвала с кислой реакцией среды (короотход 2);

4.Торф;

5.Шлакоотход + короотход 1;

6.Шлакоотход + короотход 2;

7.Шлакоотход + торф.

Оценка целлюлозолитической активности проводилась методом учета разницы массы целлюлозных материалов до и после экспозиции [1].

Процесс разложения органического вещества во многом определяет плодородие почв, так как является составной частью круговорота питательных веществ. Важным компонентом органического вещества является целлюлоза, поэтому скорость ее разложения соответствует скоро-

161

сти разложения органики в целом [6]. Как индекс (количественную меру) почвенного плодородия предложено рассматривать скорость разложения целлюлозы [5].

Результаты определения целюлозолитической активности по вариантам опыта представлены в таблице 1.

Как показали результаты определения целлюлозоразлагающей активности, сильной активностью обладает шлакоотход. Слабая степень активности разложения целлюлозы отмечена во втором варианте (короотход 1), а также в смеси коротход 1 со шлакоотходом. Самые высокие показатели целлюлозолитической активности были отмечены у смеси шлакоотхода с короотходом 2 и смеси шлакоотхода и торфа. Полученные результаты позволяют говорить о хорошем потенциале кислого короотхода, как органического компонента при его использовании в рекультивационных мероприятиях.

Для оценки возможных токсических свойств грунтов изучаемых вариантов использовалась культура водоросли сценедесмус (Scenedesmus quadricauda (Turp) Breb).

Установление показателей токсичности проводилось с помощью двух методов: посредством измерения величины оптической плотности на фотоэлектроколориметре и методом подсчета клеток водоросли с помощью счетной камеры Горяева [2,4]. Результаты биотестирования представлены в таблице 2.

Как показывают данные, полученные при определении токсичности двумя методами, шлакоотход не обладает токсичностью. Короотход же характеризуется сильной токсичностью, проявляющейся угнетением развития водоросли. Проявление токсичности вызвано скорее все-

162

го повышенной кислотностью. Смешивание короотхода с шлакоотходом позволяет получить грунт не обладающий токсичностью. Смесь из кислого короотхода и щелочного шлакоотхода характеризуется слабокислой реакцией среды. Кроме того при смешивании данных отходов может оптимизироваться не только реакция среды но и происходить закрепление тяжелых металлов шлакоотхода и смолистых веществ короотхода.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о потенциальной возможности использования кислого короотхода при проведении технического этапа рекультивации шлаковых отвалов.

Литература

1.Казеев К.Ш. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований / К.Ш. Казеев, С.И. Колесников, В.Ф. Вальков. – Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 2003. – 216 с.

2.ПНД Ф Т 14.1:2:4.17-2011 Т 16.1:2.3:3.18-2011 Методика измерений оптической плотности культуры водоросли сценедесмус для определения острой токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек их почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления фотометрическим методом. – Москва,

2011. – 43 с.

3.Пугин К.Г. Снижение экологической нагрузки при обращении со шлаками черной металлургии / К.Г. Пугин, Я.И. Вайсман, Б.С. Юшков, Н.Г. Максимович. Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2008. – 316 с.

4.Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. – М.: РЭФИА, НИА-Природа, 2002. – 61 с.

5.Latter, P.M.; Harrison, A.F. Decomposition of cellulose in relation to soil properties and plant growth // Harrison, A. F.; Latter, P.M.; Walton, D. W.H., (eds.) Cotton strip assay: an index of decomposition in soils. Grange-over-Sands, NERC/ITE. - 1988. - Р. 68-71.

6.Swift M.J. Decomposition in terrestrial ecosystems / M.J.Swift, О.W.Heal, J.M.Anderson. - Oxford: Blackwell Scientific. - 1979. - 420 р.

УДК 631.472.56

А.С. Макарова – студентка 2 курса магистратуры; Е.С. Лобанова – научный руководитель, доцент, канд. биол. наук, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ СИВИНСКОГО РАЙОНА ПЕРМСКОГО КРАЯ

Аннотация. Объектами исследования являются почвы Сивинского района Пермского края. Ключевые слова: органическое вещество, гумус, групповой состав гумуса, запасы гумуса, энергия гумусообразования.

В работе рассматривается профильное распределение гумуса в дерновослабоподзолистой легкоглинистой, дерново-карбонатной выщелоченной легкоглинистой и дер- ново-грунтово-глееватой среднеглинистой почвах. Проведена оценка содержания гумуса в разных агрономически ценных агрегатах почвы. Представлен групповой состав гумуса почв и отдельных агрегатов после мокрого фракционирования. Охарактеризованы запасы гумуса и энергия гумусообразования почв.

Значение органического вещества в почве настолько большое, что занимает одно из первых мест в исследованиях почвоведения. Гумус – источник основных питательных элементов для растений, таких как углерод, азот, в меньшей степени фосфор, кальций, железо, марганец и другие элементы. Возможность использования некоторых из них зависит от состояния гумуса, который химически взаимодействует с неорганическими комплексами [3].

Гумусовые вещества существенно влияют на структуру и физические свойства почв. Присутствие в почве гумуса, даже не в значительном количестве, может изменить их структур- но-функциональные гидрофизические и механические свойства, как за счет агрегации, так и путем модификации их поверхности. Распределение гумусовых веществ по фракциям связано с характером их взаимодействия с минеральной частью [1].

Цель исследования – изучить гумусное состояние почв Сивинского района Пермского

края.

163

Объекты исследования: дерново-слабоподзолистая легкоглинистая, дерново-карбонатная выщелоченная легкоглинистая и дерново-грунтово-глееватая среднеглинистая Сивинского района Пермского края.

Содержание гумуса в почве определено по методу Тюрина в модификации ЦИНАО, ускоренное определение состава гумуса минеральных почв методом М.М. Кононовой и Н.П. Бельчиковой.

Дерново-слабоподзолистая почва в пахотном горизонте обладает очень низким содержанием гумуса (1,78%) (рис. 1). Содержание гумуса вниз по профилю уменьшается постепенно. Дерново-карбонатная выщелоченная почва характеризуется очень низком содержанием гумуса в пахотном и ниже лежащих горизонтах, кроме подпахотного, в нем содержание гумуса характеризуется как низкое (2,23%). Дерново-грунтово-глееватая почва характеризуется равномерным уменьшением содержания гумуса по профилю, от низкого до очень низкого.

Рис. 1. Распределение гумуса по профилю почв

Для выяснения роли гумуса в процессах структурообразования почв было определено содержание гумуса в агрегатах после сухого и мокрого фракционирования (табл. 1). Данные показывают, что в распределении гумуса по агрегатам сухого фракционирования четкой закономерности нет, только наблюдается увеличение содержания гумуса в агрегатах размером 10-5 мм в дерново-слабоподзолистой легкоглинистой почве. В дерново-карбонатной выщелоченной почве в мазоагрегатах содержание гумуса варьирует от 5,98% до 2,39%. После мокрого фракционирования содержание гумуса увеличивается с уменьшением размера агрегатов, самое высокое содержание наблюдается в агрегатах размером 0,5-0,25 мм. При сравнении содержания гумуса по агрегатам при сухом и мокром фракционировании установлено, что общее содержание гумуса после сухого просеивания меньше, чем после мокрого. По мнению В.В. Карпушенкова [2], это обусловлено тем, что некоторая часть агрегатов почвы образовалась в результате механической обработки почвы.

Таблица 1

Содержание гумуса в почвах и агрегатах сухого и мокрого фракционирования

Примечание: числитель – результаты сухого фракционирования, знаменатель – результаты мокрого просеивания

164

Тип почвенного гумуса исследуемых почв фульватный, за исключением дерновокарбонатной почвы. В составе гумуса данной почвы в пахотном горизонте преобладают гуминовые кислоты, тип гумусового горизонта фульватно-гуматный (Сгк:Сфк = 1,57). Негидролизуемый остаток во всех почвах - высокий, т.е. включает значительное количество прочно связанных органических веществ, за исключением дерново-грунтово-глееватой почвы, содержание негидролизуемого остатка характеризуется как среднее (табл. 2).

Примечание: в числителе – к массе почвы; в знаменателе – к С общ.

Вагрегатах после мокрого фракционирования тип гумуса фульватный, содержание негидролизуемого остатка в дерново-слабоподзолистой и дерново-карбонатной выщелоченной почве в основном высокое, в дерново-грунтово-глеевой почве - среднее. Выявлена тенденция увеличения содержания негидролизуемого остатка с увеличением содержания гумуса.

Вдерново-слабоподзолистой почве гуминовые и фульвокислоты по агрегатам распределены равномерно. В дерново-карбонатной выщелоченной почве агрегаты размером > 3 мм содержат больше как гуминовых, так и фульвокислот, а наименьшее их содержание наблюдается

вагрегатах размером 0,5-0,25 мм. В агрегатах дерново-грунтово-глеевой почвы в содержании гумусовых кислот четкой закономерности не выявлено.

Запасы гумуса в слое 0-20 см в дерново-грунтово-глеевой почве оцениваются как средние, в дерново-карбонатной почве – низкие, в дерново-слабоподзолистой – очень низкие (табл. 3). Запасы гумуса в слое 0-100 см в дерново-грунтово-глеевой почве оцениваются как высокие,

вдерново-карбонатной и в дерново-слабоподзолистой – низкие. Энергия гумусообразования в дерново-глеевой почве больше в 2 раза, чем в дерново-карбонатной почве, и в 3 раза больше относительно дерново-слабоподзолистой почвы.

Таким образом, лучшим гумусным состоянием обладает дерново-грунтово-глееватая почва.

Литература

1.Воронин А. Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв: монография. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1984. 204 с.

2.Карпушенков В. В. Агрофизические свойства и гидрологический режим почв тяжелого механического состава Предуралья. Автореферат на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. Ленинград -

Пушкин, 1984. 16 с.

3.Сельман А.В. Гумус. Происхождение, химический состав и значение его в природе. М.: Сельзозгиз, 1937.

472 с.

165

УДК 631.4

Г.С. Малышева – студентка 3 курса; М.А. Кондратьева – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

КИСЛОТНЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОЧВ ЗАПОВЕДНИКА БАСЕГИ

Аннотация. В работе изучены кислотные свойства горных почв горно-лесного и подгольцовоговысотных поясов. Титровали щелочью NaOH водные и солевые вытяжки из почвенных горизонтов. По результатам НПТ были рассчитаны показатели интенсивности буферности с интервалами 0,25 и 0,5 для водной и солевой вытяжек, соответственно.

Ключевые слова: кислотность, непрерывное потенциометрическое титрование, емкость буферности.

Актуальность работ в области изучения кислотных свойств почв в настоящее время особенно велика, т.к. ареал распространения кислых почв на планете имеет тенденцию к расширению, несмотря на широкие масштабы известкования почв. Эта тенденция объясняется совокупным влиянием ряда факторов, прежде всего антропогенных, из которых наиболее важными являются ежегодное отчуждение с высокими урожаями большого количества оснований и кислотные атмосферные выпадения.

Целью работы является изучение кислотных свойств горных почв заповедника Бассегиразных высотных поясов, а именно серой метаморфической почвы (субальпийский луг) (разрез 61) и структурно-метаморфическом буроземе (подгольцовый пояс) (разрез 37).

Изучение кислотных свойств осуществлялось методом непрерывного потенциоме т- рического титрования водных и солевых вытяжекиз генетических горизонтов 0,02 н. ра с- твором щелочи.

Изучаемые почвы имеют растянутые органогенные профили. Содержание илистой фракции от 20-25% в разрезе 61 и 13-20% в разрезе 37.Содержание гумуса в верхних горизонтах 4,2% (разрез 61) и 12,05%(разрез 37). Реакции рНKCl менее 4 единиц. Ёмкость катионного обмена верхних горизонтов 26,9 мг-экв/100 г почвы(разрез 61) и 38,3 мг-экв/100 г почвы (разрез 37). Почвы слабо насыщены основаниями.

Количество кислотных компонентов в водных вытяжках убывает сверху вниз. В гумусовых горизонтах оно составляет 1,95 и 4,17 ммоль/кг,в минеральных горизонтах 0,42 - 0,68 и 1,80 - 3,25 ммоль/кг соответственно.Наибольшее количество кислотных компонентов в водных вытяжках содержится в горизонтах структурно-метаморфического бурозема (разрез 37). В гумусовых горизонтах их больше, чем в минеральных, так как в водных вытяжках главным источником кислотности является органическое вещество [1].

Общим в структуре буферности водных вытяжек является небольшое увеличение ее интенсивности на начальной стадии титрования и с ростом рН (рис. 1). Пики максимумов интенсивности буферности наблюдались в интервалах рН 4,0-5,5 и 9,0-10,0 (разрез 61) и в интервалах рН 4,75-5,75 и 8,5-10,0 (разрез 37). Наличие максимумов начальной стадии титрования связано с реакциями диссоциации некоторых низкомолекулярных органических кислот и наиболее сильнокислых групп фульвокислот, а также наличием буферных реакций с участием растворимых гидроксокомплексовAl и Fe. Второй максимум связан с титрованием наиболее слабокислых компонентов фульвокислот[1].

Емкость буферности водных вытяжек в большей степени зависит от содержания гумуса в почве. Полученное значение коэффициента корреляции равное 0,72, подтверждает этот факт.

Количество кислотных компонентов в солевых вытяжках 61 разреза увеличивается с глубиной. В гумусовом горизонте они составляют 3,94 ммоль/кг, а в минеральных от 4,5 до 7,8 ммоль/кг почвы. В гумусовом горизонте разреза 37 их содержание 1,35 ммоль/кг.

166

167

Рис. 1. Результаты титрования водных вытяжек

167

168

Рис. 2. Результаты титрования солевых вытяжек

168

В средней части профиля значения поднимаются от 11,70 до 19,59 ммоль/кг, но в материнской породе вновь опускаются до 12,59 ммоль/кг почвы.

Буферность к основанию солевых вытяжек складывается за счет бу-ферных компонентов, переходящих в вытяжку, а именно небольшого количества органических веществ (кислота муравьиная, щавелевая; ФК), а также Н+ и Al3+, вытесненных в раствор с обменных позиций ионом К+[1].

Максимумы интенсивность буферности серой метаморфической почвы (разрез 61) и структурно-метаморфического бурозема (разрез 37) находятся в интервалах рН 4,0-5,0 (рис.2). Образование этих максимумов происходит за счет образования гидроксокомплексов алюминия. Также выделяется максимум интенсивности буферности в интервале рН 9,0-10,0. Он связан с растворением этих же гидроксидов Al при рН более 8.

Емкость буферности солевых вытяжек зависит от гранулометрического состава почв, а именно от содержания илистой фракции и физической глины. Коэффициенты корреляции, равные 0,75 и 0,78 соответственно, это подтверждают.

Таким образом, в разрезе 37, представляющем горно-таежный пояс, содержится больше кислотных компонентов в составе вытяжек, чем в разрезе 61, сформированном в пределах пояса субальпийских лугов.

Литература

1. Соколова Т.А., Толпешта И.И., Трофимов С.Я., Почвенная кислотность. Кислотно - основная буферность почв. Соединения алюминия в твердой фазе почвы и в почвенном растворе. Изд. 2-е, испр. и доп. Тула: Гриф и К,

2012. – 124 с.

УДК663.973 Д.Д. Масагутова – студентка 4 курса;

А.С. Балеевских – научный руководитель, доцент, канд. экон. наук, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА И КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ МАСЛА ПОДСОЛНЕЧНОГО

Аннотация. Проведен анализ органолептических показателей и конкурентоспособности масла подсолнечного.

Ключевые слова: маркировка,органолептические показатели качества, конкурентоспособность.

В рыночной экономике России между производителями существует серьезная конкуренция. Выпуск качественных, недорогих товаров по сравнению с конкурентами – цель любого торгового предприятия, которое делает все, чтобы его товары были наиболее конкурентоспособны. Также на рынок поступает большое количество фальсифицированного масла. Покупателю трудно выбрать качественное масло из широко рекламируемого низкокачественного.

Целью исследований – анализ органолептических показателей и конкурентоспособности масла подсолнечного.

Задачи:

1.Провести органолептическую экспертизу 3 исследуемых образцов масел подсолнечных

всоответствии с ГОСТ 1129-2013 «Масло подсолнечное. Технические условия» [1].

2.Оценить конкурентоспособность масла подсолнечного.

Для исследования были приобретены 3 образца масла подсолнечного трех разных производителей. Образец №1 – производитель ООО «БУНГЕ СНГ» - Россия, г. Москва. «Олейна». Образец №2 – производитель АО «Казанский жировой комбинат»- Россия, Республика Татарстан «Миладора». Образец №3 – производитель ОАО «ВКРМ» – Россия, Белгородская область «Веркино масло».

Анализ маркировки в соответствии с ГОСТ 1129-2013 «Масло растительное. Технические условия»[1] представлены в таблице 1.

169

По результатам анализа маркировки подсолнечного масла можно сделать вывод о том, что маркировка соответствует всем требованиям ГОСТ 1129-2013 «Масло подсолнечное. Технические условия».

Анализ органолептических показателей качества масла подсолнечного (таблица 2) проводится по следующим показателям: прозрачность, запах и вкус.

Таблица 2

Результаты анализа органолептических показателей качества масла подсолнечного

По результатам анализа органолептических показателей качества масла подсолнечного можно сделать вывод, что образец 1 и 2 соответствуют всем требования ГОСТ 1129-2013 «Масло растительное. Технические условия», образец 3 не соответствует по показателю: запах и вкус.

Для определения показателей конкурентоспособности образцов нами была проведена балловая оценка качества образцов (таблица 3).

170