1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Почвоведение
  4. № 11, 2023

Почвоведение, 2023, № 11, стр. 1450-1471

Почвообразование на отходах сахарной промышленности в Центральном Черноземье

И. В. Замотаев a, *, Р. Г. Грачева a, Ю. В. Конопляникова a, А. В. Долгих a, Д. В. Карелин a, Е. А. Белоновская a, А. С. Добрянский a, П. В. Михеев b

a Институт географии РАН
119017 Москва, Старомонетный пер., 29, Россия

b ФНЦГ им Ф.Ф. Эрисмана Роспотребнадзора
141014 Московская область, Мытищи, ул. Семашко, 2, Россия

* E-mail: zivigran@rambler.ru

Поступила в редакцию 16.03.2023
После доработки 15.05.2023
Принята к публикации 01.06.2023

Аннотация

Исследовали почвы, формирующиеся на очистных сооружениях сахарных заводов в лесостепной зоне Курской области. Рассмотрены техногенные факторы почвообразования, связанные с производственной свеклосахарной деятельностью, и посттехногенные процессы, действующие в периоды дренирования карт и при забрасывании очистных сооружений. Чередование карт (прудов-отстойников, чеков) и разделяющих их земляных валов определяет своеобразный ячеистый рисунок почвенного покрова. Режим поступления и спуска сточных вод, их состав, а также длительность забрасывания карт обусловливают специфику почв, формирующихся в днищах карт. В действующих картах при периодическом воздействии сточных вод в смеси с другими отходами развиваются перегнойно-гумусовые квазиглеевые арти-стратифицированные почвы. При забрасывании карт с предварительно удаленным известковым осадком сточных вод (дефекатом) при наличии верховодки за 30 лет формируются перегнойно-темногумусовые квазиглеевые почвы, а в условиях переменно-влажного режима увлажнения за 40 лет формируются черноземы квазиглеевые зоотурбированные. В заброшенных картах с сохранившимся дефекатом почвообразование за 20 лет заметно охватывает только верхние 10–15 см; ниже сохраняются свойства слоистого осадка. Здесь выделены темногумусовые техногенные арти-стратифицированные почвы на артифимострате. На валах, сложенных смешанным материалом исходных почв и лёссовидных суглинков, через 50–60 лет формируются темногумусовые типичные почвы; а на валах, перекрытых известковым осадком, выделены пелоземы гумусовые на артииндустрате, в которых материал осадка сохраняется практически неизмененным. Почвы полей фильтрации щелочные и сильнощелочные, обогащены органическим веществом, карбонатами, фосфатами, питательными элементами и некоторыми тяжелыми металлами, поступающими из сточных вод. По сочетанию свойств и признаков почвы очистных сооружений сахарной индустрии не имеют прямых природных аналогов в Центральном Черноземье и являются ярким примером почв, развивающихся в экстремальных условиях “избытка ресурса”.

Ключевые слова: техногенез, сточные воды, поля фильтрации, педогенные новообразования, Cambisols, Gleysols, Technosols

Список литературы

  1. Андроханов В.А., Куляпина Е.Д., Курачев В.М. Почвы техногенных ландшафтов: генезис и эволюция. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004. 151 с.

  2. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. 487 с.

  3. Балабко П.Н., Славянский А.А., Головков А.М., Хуснетдинова Т.И., Черкашина Н.Ф., Карпова Д.В., Костарев И.А., Выборова О.Н. Эффективность применения дефеката на дерново-подзолистой почве при выращивании картофеля // Проблемы агрохимии и экологии. 2012. № 3. С. 23–25

  4. Балабко П.Н., Хуснетдинова Т.И., Карпова Д.В., Славянский А.А. Применение отходов свеклосахарного производства при выращивании картофеля на дерново-подзолистых почвах Московской области // Агрохимический вестник. 2014. № 6. С. 22–25.

  5. Басов Ю.В., Гуляева К.Н. Влияние осадков сточных вод на агроэкологические показатели почв // Вестник аграрной науки. 2015. № 3. Т. 54. С. 67–71.

  6. Беляева Л.И., Лабузова В.Н., Остапенко А.В., Скрипко Е.М. Технологические вспомогательные средства в производстве сахара: от локальных технологий применения к интегрированным // Сахар. 2017. № 3. С. 23–27

  7. Брагина П.С., Герасимова М.И. Почвообразовательные процессы на отвалах горнодобывающих предприятий (на примере юга Кемеровской области // География и природные ресурсы. 2014. № 1. С. 45–51.

  8. Будыкина Т.А., Франтова В.В. Очистка транспортерно-моечных вод сахарного завода // Вестник Рос. ун-та Дружбы народов. Сер. Инженерные исследования. 2011. № 2. С. 27–30.

  9. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.

  10. Воробьева Л.А. Химический анализ почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. 272 с.

  11. Горячкин С.В. География экстремальных почв и почвоподобных систем // Вестник Российской академии наук. 2022. Т. 92. № 6. С. 564–571.

  12. Горячкин С.В., Мергелов Н.С., Таргульян В.О. Генезис и география почв экстремальных условий: элементы теории и методические подходы // Почвоведение. 2019. № 1. С. 5–19.

  13. Губин С.В., Лупачев А.В. Подходы к классификации почв аккумулятивных берегов морей восточного сектора Российской Арктики // Почвоведение. 2022. № 1. С. 25–32.

  14. Девятова Т.А., Яблонских Л.А., Алаева Л.А., Белик А.В., Негробова Е.А., Румянцева И.В. Водно-солевой режим черноземов Центрально-Черноземного региона // Аридные экосистемы. 2015. Т. 21. № 4(65). С. 54–60.

  15. Десяткин Р.В. Почвы аласов Лено-Амгинского междуречья. Якутск: ЯФ СО АН ССР, 1984 168 с.

  16. Джувеликян Х.А. Экологическое состояние природных и антропогенных ландшафтов Центрального Черноземья. Автореф. … докт. биол. наук. Петрозаводск. 2007. 50 с.

  17. Ермакова Н.В., Будыкина Т.А. Техногенное воздействие сахарного завода на окружающую среду // Изв. Юго-Западного гос. ун-та. Сер. Техника и технологии. 2012. № 2. С. 176–179.

  18. Желязко В.И. О пригодности сточных вод предприятий агропромышленного комплекса для удобрительного орошения // Вестник Белорусской гос. с./х. академии. 2018. № 1. С. 122–130.

  19. Замотаев И.В., Грачева Р.Г., Конопляникова Ю.В., Долгих А.В., Карелин Д.В., Тельнова Н.О., Добрянский А.С. Неизвестные почвы районов воздействия сахарной промышленности // Почвы – стратегический ресурс России: тезисы докладов VIII съезда Общества почвоведов им. В.В. Докучаева и Школы молодых ученых по морфологии и классификации почв (Сыктывкар, 2020–2022 гг.). Ч. 2. М.–Сыктывкар: ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, 2021. С. 226–227.

  20. Замотаев И.В., Грачева Р.Г., Михеев П.В., Конопляникова Ю.В. Формирование и трансформация почв в районах размещения отходов сахарной индустрии (обзор) // Почвоведение. 2022. № 8. С. 949–961.

  21. Зубов М.Г., Гетманский А.С. Очистка сточных вод сахарных заводов при сезонном режиме работы // Сахар. 2017. № 5. С. 2–4.

  22. Карлова Е.В. Развитие экономически эффективных побочных производств предприятий сахарной промышленности. Автореф. дис. … канд. экон. наук. Курск, 2013. 22 с.

  23. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

  24. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 224 с.

  25. Кольцова О.М., Стекольникова Н.В., Житин Ю.И. Отходы свеклосахарного производства и их использование в сельском хозяйстве // Вестник Воронежского гос. аграрного ун-та. 2018. № 4(59). С. 52–58.

  26. Курбатова А.Н. Техногенная трансформация компонентов ландшафтов малых городов Центрального Черноземья (на примере г. Льгова Курской области). Автореф. дис. … канд. геогр. наук. М., 2017. 23 с.

  27. Мониторинг природных экосистем Центрально-Черноземного заповедника // Тр. Центрально-Черноземного гос. заповедника. 2021. Вып. 20. 411 с.

  28. Орешникова Н.В., Красильников П.В., Шоба С.А. Маршевые почвы Карельского берега Белого моря // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2012. № 4. С. 13–20.

  29. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2002. 103 с.

  30. Полевой определитель почв России. М., 2008. 182 с.

  31. Поливанова Т.В., Уваркин А.В., Фролов К.А., Поливанова С.А. Управление осадками транспортерно-моечных вод сахарного производства – важнейшая экологическая проблема // Известия Юго-Западного государственного университета. 2014. № 1. С. 125–129.

  32. Природно-антропогенные геосистемы центральной лесостепи Русской равнины / Отв. ред. А.М. Грин, Л.И. Мухина. М.: Наука, 1989. 276 с.

  33. Прокофьева Т.В., Герасимова М.И., Безуглова О.С., Бахматова К.А., Гольева А.А., Горбов С.Н., Жарикова Е.А., Матинян Н.Н., Наквасина Е.Н., Сивцева Н.Е. Введение почв и почвоподобных образований городских территорий в классификацию почв России // Почвоведение. 2014. № 10. С. 1155–1164.

  34. Пузанова Л.Н. Агроэкологическая оценка и сельскохозяйственное использование субстрата очистных сооружений свеклосахарных заводов: на примере ОАО “Сахарный комбинат “Льговский”. Автореф. дис. … канд. с-х. наук. Курск, 2009. 19 с.

  35. Пузанова Л.Н., Сысоева Т.И. Поля фильтрации – потенциальные земли сельскохозяйственного назначения // Агроэкологические проблемы почвоведения и земледелия. Сб. докл. Междунар. науч.-пр. конф. Курского отд. МОО “Общество почвоведов им. В.В. Докучаева”. Курск, 2019. С. 319–321.

  36. Самойлова Е.М. Луговые почвы лесостепи. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981. 284 с.

  37. Самофалова И.А. Химический состав почв и почвообразующих пород: учебное пособие. Пермь, 2009. 130 с.

  38. Славянский А.А. Промышленное производство сахара. М., 2015. 255 с.

  39. Спичак В.В., Базлов В.Н., Ананьева П.А., Поливанова Т.В. Водное хозяйство сахарных заводов. Курск, 2005. 167 с.

  40. Тютюнник Ю.Г. Виробничий ландшафт і його демутація. К.: ІЕЕ НАН України, 2021. 142 с.

  41. Тютюнник Ю.Г., Губарь Л.М., Пашкевич П.В., Гончаренко И.В. Почвы промышленных площадок и их экологическая демутация (на примере сахарных заводов) // Биосфера. 2019. Т. 11. № 2. С. 63–74. https://doi.org/10.24855/biosfera.v11i2.482

  42. Филатов С.Л., Думченков В.М., Петров С.М., Подгорнова Н.М., Басаргин Н.А. Механическое обезвоживание осадка транспортерно-моечной воды свеклосахарного производства ленточными фильтр-прессами // Сахар. 2020. № 1. С. 32–37.

  43. Шамаев О.Е., Можарова Н.В., Кулачкова С.А. Газогеохимическое состояние и экологические функции почв полей фильтрации через 30 лет после рекультивации // Российский журн. прикладной экологии. 2017. № 2. С. 25–30.

  44. Щеголькова Н.М., Диа В., Криксунов Е.А., Рыбка К.Ю. Фито-системы для очистки сточных вод: современное решение экологических проблем // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2015. № 2. С. 50–59.

  45. Deegan L.A., Johnson D.S., Warren R.S., Peterson B.J., Fleeger J.W., Fagherazzi S., Wilfred M., Wollheimet W.M. Coastal eutrophication as a driver of salt marsh loss // Nature. 2012. V. 490. № 7420. C. 388–392.https://doi.org/10.1038/nature11533. PMID: 23075989

  46. Gerasimova M.I., Bronnikova M.A., Khitrov N.B., Shorkunov I.G. Hierarchical morphogenetic analysis of Kursk chernozem // Dokuchaev Soil Bull. 2016. № 86. P. 64–76. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2016-86-64-76

  47. Gracheva R.G., Zamotaev I.V., Belonovskaya E.A., Konoplianikova Yu.V., Dobryanskiy A.S. Newly formed soils of the sugar industry treatment facilities and invasion of Acer Negundo (Chernozem zone of Russia) // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 817. 2021. P. 1–7. https://doi.org/10.1088/1755-1315/817/1/012037

  48. https://docs.cntd.ru/document/499036854

  49. https://docs.cntd.ru/document/550318827

  50. https://ifc.org/wps/wcm/connect/a00d4ad7-6783-4df0-b73a-c3e51fb83162/Sugar+-+Russian+-+Final_.pdf? MOD=AJPERES&CVID=nPtjv0h

  51. http://rossahar.ru/

  52. IUSS Working Group WRB 2015 World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015 International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps World Soil Resources Reports 106 (Rome: FAO). 192 p.

  53. Kalinina O., Krause S.E., Giani L., Goryachkin S.V., Karavaeva N.A., Lyuri D.I. Self-Restoration of Post-Agrogenic Chernozems of Russia: Soil Development, Carbon Stocks, And Dynamics of Carbon Pools // Geoderma. 2011. V. 162. P. 196–206. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2011.02.005

  54. Kovda I.V., Bessudnov A.A., Bessudnov A.N., Bronnikova M.A., Chepalyga A.L., Filatova T.D., Gerasimova M.I. et al. Paleosols, pedosediments and landscape morphology as archives of environmental evolution. Guidebook for field excursions: XIIth International symposium and field workshop on paleopedology (ISF-WP). M., 2013. 116 p.

  55. McMahen K., Anglin L., Lavkulich L.M., Grayston S.J., Suzanne W. Simard S.W. Small-volume additions of forest topsoil improve root symbiont colonization and seedling growth in mine reclamation // Appl. Soil Ecology. 2022. № 180. 104622. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2022.104622

  56. Mikheev P., Zamotaev I., Telnova N. Microbial Features in Newly Formed Soils of Disposal Fields from Sugar Refineries // E3S Web of Conferences. Actual Problems of Ecology and Environmental Management (APEEM) 2021. V. 265. P. 03009. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20212603009

  57. Tordoff G.M., Baker A.J.M., Willis A.J. Current approaches to the revegetation and reclamation of metalliferous mine wastes // Chemosphere. 2000. V. 41. P. 219–228. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(99)00414-2

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Почвоведение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал