Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Рациональное использование земель сельскохозяйственного назначения Челябинской области. Монография
.pdf
растительности, устойчивой к атмосферным выбросам, в виде
защитных полос различной ширины. Выбор конкретных деревьев и кустарников для защитных полос зависит от степени
загрязненности окружающей среды. Размер санитарно-защитных зон зависит также от загрязненности территории. Сильно зарязненная зона, расположенная вблизи промышленного
предприятия, озеленяется биологически устойчивыми породами, способными не
только максимально очистить воздушный
бассейн от токсичных веществ и пыли, но и аккумулировать
в значительном количестве тяжелые металлы из почвенного
слоя.
Посадку деревьев проводят с чередованием закрытых и открытых пространств для создания аэрации рассеивания газообразных выбросов и пыли. Защитные полосы должны состоять
из нескольких рядов древесных пород и
двух-четырех рядов
кустарников. Наиболее эффективны широкие полосы от 40 до
100 м в зависимости от степени загрязнения территории. Отделение автомагистралей на всем протяжении производится с
двух сторон посадкой деревьев и кустарников. Второстепенные
дороги озеленяются только со стороны предприятия и живого
комплекса.
Территории с высокой степенью загрязнения почв тяжелыми
металлами засеиваются
сидератами (клевером, люцерной, фацелией и др.) постоянно до приведения пахотного слоя к нормальному состоянию. Наиболее приемлемыми для защиты загрязненных
сельскохозяйственных угодий могут быть мятлик, овсяница красная, райграс пастбищный и полевица обыкновенная.
3. Снижение воздействия выбросов на окружающую
среду путем создания санитарно-защитных зон. Для каж-
дого предприятия в
зависимости от его мощности и степени
загрязнения им окружающей среды, а также от силы ветра,
шумового воздействия и снижения других методов воздействия агрегатов предусматривается создание санитарнозащитных зон (СЗЗ). Размеры СЗЗ для предприятий в зависимости от степени загрязнения ими окружающей среды,
предусматривающие нормами СН-245-71, приведены в табл.
7.3 [38, 132].
221
Таблица 7.3. Зависимость размера СЗЗ предприятия от его
класса опасности
Класс опасности предприятия Расстояние, м
I 1000
II 500
III 300
IV 100
V50
Так, например, к I классу опасности относятся предприятия
по производству аммиака, азотной кислоты, азотно-тукового и
других удобрений, вискозного волокна и целлофана, органических растворителей и масел (бензола, толуола, ксилола и др.),
суперфосфата, серной кислоты, олеума, сероводорода, предприятий по переработке нефти, черной металлургии, по вторичной
переработке цветных металлов мощностью более 3 тыс
. т/год,
электролизу солей алюминия.
Ко II классу относятся производства мочевины, искусственных и химических волокон, искусственной кожи, аммиачной селитры, шин, РТИ, сурьмы, свинцовых аккумуляторов, цветных
металлов и предприятий по вторичной переработке цветных металлов мощностью до 3 тыс. т/год.
К III классу относятся производства битума, гудрона, пластических масс, полистирола,
кабеля, чугунного литья, ртути и ртут-
ных приборов, по обогащению металла без горячей обработки.
К IV классу относятся производства готовых лекарственных форм, искусственного каракуля, обуви, машин и приборов
электротехнической промышленности, кабеля, шрифтолитейные
заводы.
К V классу относятся предприятия по механической переработке пластмасс и синтетических смол, по вулканизации резины без применения
сероуглерода, металлообрабатывающей промышленности, а также производства электроприборов, щелочных
аккумуляторов, твердых сплавов и тугоплавких металлов.
Для объектов сельскохозяйственного производства предусматриваются СЗЗ от 50 до 1000 м в зависимости от вредности
производства. Санитарно-защитная зона для предприятий и объ-
222
ектов может быть увеличена при необходимости и обосновании,
но не более чем в 3 раза в следующих случаях:
– при отсутствии способов очистки выбросов;
– в зависимости от розы ветров;
– при производстве новых, еще недостаточно изученных
вредных веществ;
– при необходимости размещения жилой застройки.
Размеры санитарно-защитной зоны могут быть также снижены:
–
если в результате расчета рассеивания в атмосфере вредных веществ после очистных сооружений и совершенствования
технологического процесса будет установлено, что содержание
вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов не
будет превышать установленных нормативов;
– если в результате акустического расчета будет определено,
что уровни шума в пределах жилой застройки не будут превышать установленных норм;
– если в пределах жилой застройки уровни вибрации, ультразвука, электромагнитных и ионизирующих излучений не будут превышать установленных нормативов.
7.5. Повышение урожайности сельскохозяйственных культур
на орошаемых землях
7.5.1. Сущность и особенности применения водной
мелиорации
Сущность водных мелиораций состоит в искусственном регулировании водного режима и улучшении свойств ландшафтов
путем осушения, обводнения, орошения земель и создания водохранилищ. Потребность в водных мелиорациях возникает в связи
с необходимостью поддержания оптимального вводно-воздушного, термического и питательного режимов сельскохозяйственных угодий, а также обеспечения рационального использования
водных ресурсов.
Выбор правильных направлений и способов проведения
приведенных мелиораций зависит от комплекса природных условий
(климата, механического состава почв, рельефа и др.), но
в первую очередь от естественной увлажненности и общих гидротермических условий территории. Для их оценки применят
следующие показатели:
223
– гидротермический коэффициент А.Н. Костякова – отноше-
ние количества годовых осадков (за вычетом стока) к испарению;
– гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова – отно-
шение суммы осадков к сумме среднесуточных температур воздуха выше 10 °С, деленное на десять;
– коэффициент испарения (Ки), равный отношению величи-
ны фактического испарения (Е) к величине испаряемости (Ео)
за
тот же период времени.
Связь коэффициента испарения с зональными ландшафтами
и потребностью в водных мелиорациях приведена в табл. 7.4 [47].
Таблица 7.4. Гидротермические условия типов ландшафтов
и потребность в водных мелиорациях
Тип (подтип) ландшафта Е/Ео Подтип водных мелиораций
Тундровый 0,85-0,90 Осушение
Северотаежный 0.80-0.85 То же
Среднетаежный 0,76-85 То же
Южнотаежный 0,72-0,80 Дренаж (выборочно )
Широколиственных
0,67-0,75
и смешанных лесов
Лесостепной 0,55-0, 70
Степной 0,30-0,55 То же
Полупустынный 0,10-0,40 Орошение и обводнение
Пустынный менее0,15 То же
Осушение(осушительувлажнительные системы
Увлажнительные системы
(выборочно)
Осушение осуществляется путем удаления избыточной влаги из болотных, заболоченных и переувлажненных ландшафтов
осушительными системами, основными элементами которой являются регулирующая, проводящая и ограждающая сети, водоприемники, гидротехнические сооружения. Осушение улучшает
вводно-воздушный режим и микроклимат почв, ускоряет их оттаивание и просыхание в весенний период, что повышает биологическую продуктивность
осушенных земель и урожайность
сельскохозяйственных культур и прирост деревьев на осушаемых территориях.
В районах с недостаточным естественным увлажнением
для поддержания оптимального вводно-воздушного режима зе-
224
мель применяют их орошение, которое осуществляют с помощью
оросительных систем. Оросительные системы в зависимости от
природных условий включают источники орошения (реки, озера, водохранилища и др.), головные водозаборные сооружения,
подводящую сеть (магистральные, межхозяйственные, хозяйственные каналы), регулирующую сеть (выводные борозды, временные оросители), поливную сеть (борозды, полосы полива,
дренажи), дождевальные установки
и поливные машины для по-
лива не только почвенного слоя, но и деревьев.
При помощи орошения регулируется не только тепловой режим
поверх-ностного слоя почвы, но и окружающей среды (создаются
благоприятные условия для различного рода микробиологических
процессов в почве), что также способствует повышению биологической продуктивности сельскохозяйственных угодий [162].
Для охраны
водных ресурсов от загрязнения и истощения
необходимо устраивать водоохранные зоны и берегозащитные
полосы, не допускать нарушения нормативных требований к качеству сбросных вод в устьевых частях магистральных каналов
путем применения коммероприятий.
Запрещается регулирование водного режима объектов комплекса агротехнических гидротехнических и организационных,
находящихся на территории государственных заповедников и
вблизи их границ
, а также в верховьях рек, протекающих через
заповедники. Уникальные водоемы (озера, болота) рекомендуется оставлять в естественном состоянии и использовать их как
памятники природы.
7.5.2. Влияние орошения на состав и свойства черноземов
Черноземы обыкновенные и южные лимитированы во влаге,
поэтому на них наиболее экономично применять орошение. Орошение не только повышает
урожайность сельскохозяйственных
культур, но и наиболее существенно влияет на свойства почвы.
Исследование влияния длительного регулярного орошения на состояние черноземов показывает, что под действием искусственного обводнения происходит [162]:
а) увеличение общего количества гуминовых кислот в основном за счет реакций, связанных с кальцием, и соответственное снижение количества подвижных гуминовых кислот
225
;
б) уменьшение общего количества фульвокислот за счет
фракций, связанных с кальцием, при одновременном относительном увеличении их подвижных фракций; в) резкое уменьшение содержания гуминов; г) активный вынос водорастворимых фракций.
Увеличение количества солей в черноземах при орошении
нередко стимулирует приобретение ими солонцеватости и других негативных признаков может быть следствием приноса
их
с поливными водами, минеральными удобрениями и возросшей
интенсивности процессов минерализации биогенных остатков и
гумуса.
При орошении реакция среды в черноземах сохраняется в
пределах, свойственных типу почвообразования. Некоторые изменения показателей pH вод отражают активизацию при орошении черноземов процессов образования бикарбонатов и их внутрипочвенной вертикальной и боковой миграции. Определение
pH применительно к черноземам обеспечивает возможность косвенной оценки состояния карбонатной системы, с которой тесно
связана их подтиповая сущность. Способность подщелачивать
раствор KCl закономерно убывает в ряду от типичного к оподзоленному чернозему.
В черноземах, ненормированно орошаемых в течение нескольких лет, намечается тенденция изменения катионного состава коллоидного комплекса в направлении
увеличения относительной доли
Mg2+ и Na+, т.е. развития явлений осолонцевания. Декальцирование коллоидного комплекса свойственно в большей или меньшей
степени всей бескарбонатной толще профиля. Вызванное орошением изменение условий функционирования черноземов не выводит
их на настоящем этапе из автоморфного режима [126, 162].
Ненормированный режим орошения в почвенном профиле
создает условия для прямых непродуктивных
инфильтрацион-
ных потерь поливных вод и питательных элементов.
В профиле орошаемых черноземов происходят довольно
значительные изменения в соотношении их водной, воздушной
и твердой фаз. Суммарный эффект всех этих изменений выражается в уменьшении буферности черноземов в отношении переувлажнения.
Заметно выражена тенденция снижения их водопроницаемости, особенно в нижних горизонтах черноземов
. Изменение
226
гидрологического состояния и сложения черноземов сказывается на их теплофизических свойствах и температурном режиме.
Плодородие и мелиоративное состояние почв, их способность
противостоять различным антропогенным воздействиям сильно зависят от их агрегатного состава. Отмечается ухудшение
структурного состояния черноземов при длительном орошении:
увеличение глыбистости, снижение водопрочности почвенных
агрегатов.
Улучшение водного режима почв путем
орошения стимулирует
жизнедеятельность почвенной микрофлоры, в результате чего могут
усиливаться процессы минерализации органических веществ [162].
Таким образом, при неконтролируемом использовании оросительной воды, эксплуатации сельскохозяйственной техники
происходит деградация свойств черноземов. Она усилиивается
при длительной механической обработки в условиях применения
низких доз органических и минеральных удобрений. На состав
почв существенное влияние оказывает
качество воды, применяемой для мелиорации. Качество как технической, так и питьевой
воды в области по ряду показателей не соответствует санитарным
нормативам. Водные ресурсы области загрязнены сбросами промышленных предприятий, очистные соружения многих предприятий находятся в неудовлетворительном состояния. Особенно загрязнены сточные воды металлургических и машиностроительных
предприятий, а внедрение новых
прогрессивных технологий по
очистке сбросов ведутся неудовлетворительно [77].
В связи этим в области в настоящее время расширены работы по очистке воды, в том числе и применяемой для орошения по
многим показателям, разработана областная программа “Чистая
вода”, внедрение мероприятий которой в значительной степени
позволит улучшить качество воды [116] .
7.5.3. Методы очистки сточных вод
, применяемых для
мелиорации
1. Характеристика и состояние водных ресурсов
Челябинской области
Челябинская область расположена на водоразделе трех бассейнов рек – Волги, Урала, Тобола, которые и являются основными источниками водоснабжения всех отраслей народного хозяйства
227
и населения Южного Урала. Водные ресурсы отличаются значительной неравномерностью распределения как по сезонам года (основная
часть стока приходится на период весеннего половодья – 70–80%),
так и по территории. Реки в большинстве маловодны. Из протекающих по территории области 3 602 рек 90% относятся к очень малым
(длиной менее 10 км). Рек длиной более 10 км насчитывается 348,
и
только 17 рек имеют протяженность свыше 100 км [83].
Для водоснабжения населения и промышленности области
используются 31 водохранилище, суммарная емкость которых при
нормальном наполнении – 2,9 км
Водохранилищ объемом более 100 млн м
3
, полезная – 2,2 км3, 11 рек и озер.
3
– 6 шт. Это Аргазинское
и Шершневское на р. Миасс, Верхнеуральское и Магнитогорское
на р. Урал, Долгобродское и Нязепетровское на р. Уфе. Самое
большое из них Аргазинское водохранилище, которое работает в
каскаде с Шершневским водохранилищем – единственным источником питьевого водоснабжения города Челябинска.
В 2011 г. отмечался низкий уровень весеннего половодья и недостаточное
наполнение Аргазинского водохранилища. По окончании половодья оно оказалось заполнено на 51% от проектного объема, которого достаточно для гарантированного обеспечения водой
Челябинского промузла до начала половодья 2012 г. Показатели состояния воды в водохранилищах приведено в табл. 7.5.
Для покрытия дефицита воды и гарантированного водообеспечения Челябинского промузла в настоящее время осуществляется
строительство трассы по межбассейновой переброске
речного стока из р. Уфы в р. Миасс. Показатели водопотребления
и водоотведения приведены в табл. 7.6.
По данным Управления Роспотребнадзора по Челябинской
области, состояние водных объектов в местах водопользования
населения, используемых в качестве питьевого водоснабжения
(I категория), и для рекреации (II категория) продолжает оставаться
в санитарно-эпидемиологическом отношении
неудовлетворительным. В 2011 г. по сравнению с 2010 г. состояние водных объектов,
используемых в качестве питьевого водоснабжения (I категория),
ухудшилось на 3,6% по микробиологическим показателям, на 0,4%
по санитарно-химическим показателям [83]. Состояние водных объектов, используемых для рекреации (II категория), по санитарно-химическим показателям ухудшилось на 0,8%, по микробиологическим показателям также отмечается ухудшение на 1,7%.
228
3,0
4,0
2,0
6,0
Cброс, м3/
7,18
сек
3
856,01
0,73
848,10
172,11
675,99
621,13
9 271,01
240,94
м
116,0
488,0
453,0
171,0
объем, млн
3
3
3
3
3
3
3
3
3
млн м
269,83
223,26
379,84
359,87
уровень, м
3
966,0
157,0
601,0
полный
174,0
объем, млн м
Наполнение при НПУ Наполнение
274,50
224.50
382,00
351,00
уровень, м
Показатели Ед. измерения Показатели за 2011 г.
Таблица 7.6. Показатели водопотребления и водоотведения
Аргазинское
Шершневское
Магнитогорское
Верхнеуральское
Таблица 7.5. Сведения о водохранилищах по состоянию на 15.04.2011 г.
Город Водохранилище
Челябинск
Магнитогорск
Южноуральск Южноуральское 201,00 71,6 200,38 60,7 5,0
Троицк Троицкое 161,00 45,0 159,60 31,9 20,0
Водоотведение в поверхностные водоемы, всего
в том числе
Нормативно-чистые млн м
Нормативно-очищенные млн м
загрязненных сточных вод, из них млн м
Без очистки млн м
недостаточно очищенных млн м
Использовано воды, всего млн м
Сброшено загрязняющих веществ в водные объекты тыс. т 382,38
Объем оборотной и повторно используемой воды млн м
Объем бытового водопотребления млн м
229
Вода, применяемая для орошения, должна соответствовать
требования воды рыбохозяйственного назначения. Основные
требования по содержанию токсичных веществ приведены в
табл. 7.7.
Таблица 7.7.
Предельно допустимые концентрации некото-
рых веществ в водоемах, мг/л
Вещество ПДК Вещество ПДК Вещество ПДК
Аммиачная
селитра
Аммиак 0,39 Кадмий 0,001 Ионы нитритов 1,0
Анилин 0,1 Медь 1,0 Силитряный азот 0,02
Бензапирен 5х10-6 Лигнин 1,6 Ртуть 0,0005
ДДТ 0,1 Марганец 0,01 Свинец 0,03
Сера 0,001 Хром (V1) 0,05 Ионы сульфатов 500
Никель 0,1 Цинк 0.01 СПАВ (ионы) 0,5
Кадмий 0,001 Циклогексан 0,012 Фенолы 0,01
2,0 Сера 0,001 Ионы нитратов 10
Более высокие требования предъявляются к составу и свойствам воды водных объектов в пунктах хозяйственно-питьевого
и культурно-бытового водопользования.
В случае наличия в воде
загрязняющих веществ она подвергается очистке приведенными
ниже методами [37, 132, 167]:
1. Механическая очистка в большинстве случаев производится отделением грубых частиц процеживанием через различной
конструкции решетки, отделение тонкодисперсных частиц – методом осветления в отстойниках. Отделение нефтепродуктов производится в специальных устройствах-нефтеловушках. Этими методами осветляются загрязнённые воды
на 30-50%, что облегчает
эксплуатацию сооружений в дальнейшей работе, а стоки направляются на обработку другими методами.
2. Несколько эффективнее физико-химические методы очистки сточных вод, в процессе которых используют для повышения
степени очистки стоков различные коагулянты (сульфаты алюминия или железа), а для укрупнения образующихся хлопьев – флокулянты (различные высокомолекулярные вещества, например:
сульфонол) [52].
230
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]