Введение к работе
Актуальность. Функционирование деревообрабатывающей, гидролизной и лесохимической промышленности сопровождается образованием многотоннажных отходов. Большая их часть, являясь экологическим балластом предприятий деревопереработки, вывозится на свалки, создавая существенную техногенную нагрузку на окружающую среду (Гончиков, Корсунов, Дондоков, Булыгина, 1995). Поэтому основным направлением утилизации отходов деревообрабатывающей промышленности является сжигание, которое не только экономически нецелесообразно, но и экологически недопустимо, т.к. многие устройства сжигания являются источниками выбросов супер-экотоксикантов (Бернадинер, 2000).
Отрасли народного хозяйства, производящие такие сложные технические объекты и изделия, как средства транспорта (суда водные и воздушные, вагоны, автомобили и др.) нуждаются в огнезащищенной фанере, поскольку конструкционно-отделочные материалы технических объектов требуют зашиты от огня. Однако, создание новых трудногорючих и негорючих материалов часто порождает проблему утилизации отходов. Так, при производстве огнезащищенной атмосферобиостойкой фанеры в качестве антипирена используется диаммонийфосфат, а для склеивания - фенолоформальдегидные смолы, применяемые для создания защитных оболочек в гранулированных удобрениях. При этом сжигание, как метод утилизации отходов производства огнезащищенной фанеры совершенно неприемлем (Фенгел, Вегенер, 1988).
В то же время, отходы фанерного производства, состоящие в основном, из березовых опилок, содержат в своем составе значительное количество целлюлозы и лигнина, являющихся источником гумусообразования, а также значительное количество биогенных элементов, служащих потенциальным источником элементов минерального питания для растений. В связи с этим, важным направлением природоохранной деятельности является разработка ресурсосберегающих технологий, позволяющих использовать в качестве сырья отходы производства (Комаров, 1987; Петрушева, Алашкевич, Зарипов, 2001).
Вопросами приготовления и применения нетрадиционных органических удобрений на основе древесных отходов занимались многие исследователи (Гришина, 1986; Кононов, 1992; Гончиков, Корсунов, Дондоков, 1995; Романова, Мухортова, 1997; Егорова, Чимитдоржиева, 2000). Эффективное действие удобрений из коры на рост и урожайность сельскохозяйственных культур показано в работах Гладковой Л.И. (1979). Варфоломеева Л.А. (1992) и других исследователей
Однако в нашем регионе этой проблеме уделяется недостаточно внимания, а так как местное сырье имеет свои особенности по химическому составу и другим характеристикам, существующие рекомендации не могут
быть использованы в полной мере для конкретных условий региона. В связи с этим нами были проведены исследования по выявлению агрохимической эффективности отходов производства огнеупорной фанеры, содержащей фосфаты.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы была экологическая оценка приемов утилизации отходов производства негорючей фанеры и комплексное изучение их влияния на свойства почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур.
В задачи исследований входило:
Изучить эколого-токсикологические свойства и качественный состав отходов производства негорючей фанеры.
Разработать способы подготовки отходов производства негорючей фанеры для использования в сельском и лесном хозяйстве.
Определить влияние отходов производства фанеры на биологию почв и гумусное состояние чернозема выщелоченного.
Изучить влияние отходов на агрофизические свойства почвы.
Сравнить изменения параметров агрохимических свойств почвы при применении традиционных минеральных удобрений и опилок из негорючей фанеры.
Изучить влияние удобрений на продуктивность севооборотов, урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции.
Изучить транслокацию тяжелых металлов в системе почва-растение при использовании отходов производства фанеры.
Дать энергетическую оценку применения отходов производства негорючей фанеры.
Научная новизна. Обоснованы способы утилизации отходов производства негорючей фанеры и доказана возможность их использования в качестве удобрения на черноземных почвах. Выявлено, что опилки не оказывают отрицательного влияния на эколого-токсикологические свойства почвы и санитарно-гигиенические показатели качества получаемой сельскохозяйственной продукции. Экспериментально определены параметры изменения биологических, агрохимических и агрофизические свойства чернозема выщелоченного под влиянием различных доз опилок.
Практическая значимость работы. Разработанные принципы утилизации отходов производства негорючей фанеры позволяют снизить техногенную нагрузку на окружающую среду. Использование отходов в качестве удобрений способствует существенной экономии минеральных удобрений промышленного способа производства. Их внесение улучшает гумусное состояние почвы, ее агрофизические и агрохимические свойства, а также позволяет существенно повысить продуктивность сельскохозяйственных культур. Полученный экспериментальный материал можно использовать для аналогичных предприятий отрасли.
Материалы диссертации нашли отражение в рекомендациях по использованию отходов производства негорючей фанеры в земледелии Пензенской области.
Положения выносимые на защиту
Эколого-токсикологическая характеристика отходов производства негорючей фанеры.
Влияние отходов производства фанеры на гумусное состояние, основные биологические, агрохимические и агрофизические свойства чернозема выщелоченного.
Комплексная оценка отходов производства негорючей фанеры по их влиянию на урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции.
Апробация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение: на 3-ей Межрегиональной выставке-ярмарке инвестиционных и инновационных проектов и предложений «Инвестиции. Инновации. Высокие технологии», Пенза, 2003; Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развития сельского хозяйства», Пенза 2004 г.; 2-ой Международной научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы», Пенза, 2004, научно-практической конференции «Вавиловские чтения, 2004», Саратов, 2004.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано g работ, в т.ч. монография.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из общей характеристики работы, десяти глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на. 145 страницах машинописного текста, содержит 12 рисунков и 45 таблиц, 7 таблиц вынесены в приложения. Список использованной литературы включает 236 наименований, из них 15 зарубежных авторов.