Влияние многолетнего внесения сточных вод г. Александрия (Египет) на загрязнение почв тяжелыми металлами, питательный режим, урожайность и качество кукурузы, возделываемой на зеленую массу

• Автор: Гома Ботхина Саад Мохамед Али
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 208 с. : ил.

Оглавление

Введение
Глава 1. Современные проблемы утилизации сточных вод и их влияние на химическое загрязнение почв, агрохимические свойства, урожайность и качество сельскохозяйственной продукции. 1
1.1. Деградационные процессы, происходящие в природной среде при загрязнении тяжелыми металлами
1.2. Загрязнение почв тяжелыми металлами при утилизации сточных вод
1.3. Влияние совместного действия тяжелых металлов на почвенный и растительный покров
1.4. Влияние орошения сточными водами на питательный режим почв и урожайность сельскохозяйственных
1.5. Тяжелые металлы в растениях
Глава 2. Объекты, условия и методика проведения исследований
2.1. Природные и хозяйственные условия Египта
2.2. Характеристика почв опытных участков
2.3. Схема опыта, объекты и методика исследований
2.4. Агротехника возделывания кукурузы на зеленую массу
2.5. Орошение кукурузы, возделываемой на зеленую массу
Г лава 3. Влияние утилизации городских сточных вод на загрязнение почв и растений кукурузы
3.1 .Химический состав городских сточных вод и наличие в них загрязнителей
3.2. Агроирригационная и санитарно-бактериологическая оценка
городских сточных вод, используемых для орошения кукурузы

3.3. Влияние многолетнего внесения сточных вод на грунтовой состав тяжелых металлов, их содержание и распределение в почве
4. Питательный режим почв, урожайность кукурузы, возделываемой на зеленую массу и качество получаемой продукции
4.1. Питательный режим почв при поливах городскими сточными водами

4.2. Урожайность кукурузы, возделываемой на зеленую массу и затраты оросительной воды
4.3. Химический состав зеленой массы кукурузы и ее питательная ценность

4.4. Содержание тяжелых металлов в зеленой массе кукурузы
Глава 5. Энергетическая и экономическая эффективность возделывания кукурузы на зеленую массу в условиях многолетнего орошения городскими сточными водами
5.1. Энергетическая оценка возделывания кукурузы на зеленую массу при орошении сточными водами
5.2. Эколого-экономическая эффективность использования сточных вод для орошения кукурузы на зеленую массу
5.3. Экономическая оценка орошения кукурузы на зеленую массу сточными водами
Выводы
Рекомендации производству
Литература
Приложение

Введение
Актуальность темы. К тяжелым металлам относятся более 40 химических элементов, масса атомов которых превышает 50 а.е.м. При фоновом их содержании в почвах их называют микроэлементами, т.е. необходимыми, хотя и в очень малых количествах, элементами питания для биоты. В естественных условиях тяжелые металлы (ТМ) встречаются во всех объектах окружающей среды и являются одним из основных компонентов антропогенного её загрязнения. Постоянными источниками поступлений тяжелых металлов в почву и растения, наряду с другими загрязнителями, являются используемые в сельскохозяйственном производстве минеральные и органические удобрения, химмелиоранты, пестициды, другие агрохимикаты, а также сточные воды.
Техногенные сбросы в водоисточники из очистных сооружений увеличивают концентрацию тяжелых металлов в воде, что нарушает экологическое равновесие в природных системах. В сточных водах тяжелые металлы находятся в виде простых и комплексных ионов, а также молекулярных соединений и органоминерального происхождения. Кроме этого тяжелые металлы присутствуют в дисперсной и сорбированной фазах взвешенных частиц и минералов.
По оценкам мирового института природных ресурсов к 1990 году объем сточных вод достиг 14100 км3, что составляет 43,5% от мирового водозабора. В Египте объем сточных вод составляет 3430 млн. м3 в год, из которых условно очищенные сточные воды составляют 650 млн. м3 или 19%, в том числе используемые 200 млн. м3 или 5,8% от общего объема стоков.
Среди сточных вод особое место занимают городские сточные воды,
отличающиеся, как большим разнообразием загрязняющих ингредиентов, так и
значительным варьированием химического состава. Большая часть городских
сточных вод, проходит через очистные сооружения и после очистки сбрасывается
в водоемы. В результате их сброса загрязняются поверхностные и подземные
водные источники: увеличивается интенсивность бактериальной и вирусной
нагрузки, обусловленной состоянием канализационных очистных сооружений и

сухого вещества является токсичной для большинства культурных растений (Рэуце, Кырстя, 1986).
Кадмий хорошо известен, как токсичный элемент, но он же относится к группе "новых" микроэлементов (кадмий, ванадий, кремний, олово, фтор) и в низких концентрациях способен стимулировать рост некоторых животных (Авцын и др., 1991). Для высших растений значение кадмия достоверно не установлено.
Основные проблемы, связанные у человечества с этим элементом, обусловлены техногенным загрязнением окружающей среды и его токсичностью для живых организмов уже при низких концентрациях (Ильин, Сысо, 2001).
Токсичность кадмия для растений проявляется в нарушении активности ферментов, торможении фотосинтеза, нарушении транспирации, а также ингибировании восстановления М32 до N0. Кроме того, в метаболизме растений он является антагонистом ряда элементов питания (2л, Си, Мп, N1, Бе, Са, М§, Р). При токсичном воздействии металла у растений наблюдаются задержка роста, повреждение корневой системы и хлороз листьев. Кадмий достаточно легко поступает из почвы и атмосферы в растения. По фитотоксичности и способности накапливаться в растениях в ряду ТМ он занимает первое место (СИ > Си > Уп > РЬ) (Овчаренко и др., 1996).
Цинк. Особый интерес к цинку связан с открытием его роли в нуклеиновом обмене, процессах транскрипции, стабилизации нуклеиновых кислот, белков и особенно компонентов биологических мембран (Пейве,1967), а также в обмене витамина А. В среднем в растениях обнаруживается 0,0003% цинка. В зависимости от вида, местности произрастания, климата и т.п. содержание цинка в растениях весьма варьирует. Уникальность цинка заключается в том, что ни один элемент не входит в состав такого количества ферментов и не выполняет таких разнообразных физиологических функций (Кашин, 1999).
Повышенные концентрации цинка оказывают токсическое влияние на живые организмы. Большинство видов растений обладают высокой толерантностью к его избытку в почвах. Однако при очень высоком содержании этого металла в почвах