ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2026.258.417-435isplta-765Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯCHEMICAL TECHNOLOGY OF WOOD. BIO TECHNOLOGYОценка качества сточных вод различного происхождения для целевого использования в системе рекультивации почвAssessment of wastewater quality of various origins for targeted use in the soil reclamation systemhttps://orcid.org/0000-0001-5983-4550ДягилеваА. Б.DyagilevaA. B.

ДЯГИЛЕВА Алла Борисовна – профессор, доктор химических наук

198095, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург

DYAGILEVA Alla B. – DSc (Chemical), Professor

198095. Ivana Chernykh str. 4. St. Petersburg

abdiag@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0006-3550-6062МазурикД. И.MazurikD. I.

МАЗУРИК Дарья Игоревна – аспирант

198095, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург

MAZURIK Daria I. – PhD student

198095. Ivana Chernykh str. 4. St. Petersburg

mazurikdi@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6429-1490СмирноваА. И.SmirnovaA. I.

СМИРНОВА Анастасия Игоревна – доцент, кандидат химических наук

198095, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург

SMIRNOVA Anastasia I. – PhD (Chemical), Associate Professor

198095. Ivana Chernykh str. 4. St. Petersburg

smirnova_nasty87@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0006-5655-7299СлуцкаяА. П.SlutskayaA. P.

СЛУЦКАЯ Анастасия Петровна – магистр

198095, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург

SLUTSKAYA Anastasia P. – master’s student

198095. Ivana Chernykh str. 4. St. Petersburg

anastasiaslutskaya2317@gmail.comСанкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайнаРоссияSt. Petersburg State University of Industrial Technologies and DesignRussian Federation2026080720260258417435Copyright © Дягилева А.Б., Мазурик Д.И., Смирнова А.И., Слуцкая А.П., 20262026Дягилева А.Б., Мазурик Д.И., Смирнова А.И., Слуцкая А.П.Dyagileva A.B., Mazurik D.I., Smirnova A.I., Slutskaya A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/765

В работе представлены результаты комплексного исследования модельных сточных вод, образующихся при переработке биомассы древесины на различных технологических стадиях. Показана принципиальная возможность их использования для подготовки новых целевых продуктов в системе рекультивации почв. На основе открытых данных в научной литературе проанализированы агрохимические показатели состава органических отходов (кора, опилки, лигнин, осадки сточных вод) для получения удобрений, поскольку в процессах компостирования традиционно используются растительные компоненты переработки древесного сырья. В этой технологии также формируется почвенная вода со специфическими свойствами, что послужило основанием для исследования специфических сточных вод, образующихся при переработке древесины, для процессов рекультивации почвы и создания искусственных почвенных слоев. По совокупности интегральных показателей установлено, что в концентрированном виде и при незначительном разбавлении эти специфические потоки могут оцениваться как токсичные, однако при специальной подготовке они могут являться биологически активным субстратом для зеленых водорослей. Биотестирование показало, что сток древесно-подготовительного цеха и сток производства ХТММ в концентрированном виде токсичны для Daphnia magna Straus, но не оказывают острого токсического действия на Paramecium caudatum и Chlorella vulgaris Beijer. При обоснованном и необходимом разбавлении специально подготовленными растворами модельные композиции могут проявлять ростостимулирующую активность по отношению к посадочному материалу, рекомендованному для рекультивации полигонов. Полученные результаты позволяют рассматривать исследованные сточные воды после соответствующей подготовки в качестве перспективного вторичного сырья для обогащения деградированных почв органическими веществами, что соответствует принципам циркулярной экономики и устойчивого развития лесопромышленного комплекса. Практическая значимость работы заключается в обосновании возможности использования жидких побочных продуктов деревопереработки для создания композиций гидропосева при рекультивации нарушенных земель.

The paper presents the results of a comprehensive study of model wastewater generated during the processing of wood biomass at various technological stages. The fundamental possibility of their use for the preparation of new target products in the soil reclamation system is demonstrated. Based on open data from the scientific literature, the agrochemical indicators of the composition of organic waste (bark, sawdust, lignin, sewage sludge) for fertilizer production are analyzed, since plant components from wood processing are traditionally used in composting processes. This technology also generates soil water with specific properties, which served as a basis for the study of specific wastewater generated during wood processing for soil reclamation and the creation of artificial soil layers. Based on a set of integral indicators, it was found that in concentrated form and with slight dilution, these specific streams can be assessed as toxic; however, with special preparation, they can serve as a biologically active substrate for green algae. Biotesting showed that the effluent from the wood preparation shop and the effluent from HTTM production in concentrated form are toxic to Daphnia magna Straus, but do not have an acute toxic effect on Paramecium caudatum and Chlorella vulgaris Beijer. With reasonable and necessary dilution with specially prepared solutions, the model compositions can exhibit growth-stimulating activity in relation to planting material recommended for landfill reclamation. The obtained results allow us to consider the studied wastewater, after appropriate preparation, as a promising secondary raw material for enriching degraded soils with organic matter, which is consistent with the principles of a circular economy and sustainable development of the forest industry. The practical significance of the work lies in substantiating the possibility of using liquid by-products of wood processing to create hydroseeding compositions for the reclamation of disturbed lands.

сточная водадеревопереработкаобобщенные (интегральные) показателирекультивациявторичное сырьетоксичностьwastewaterwood processinggeneralized (integral) indicatorsreclamationsecondary raw materialstoxicityВыражаем благодарность доценту кафедры общей и неорганической химии ВШТЭ Смит Р.А. за предоставление оборудования межкафедральной исследовательской лаборатории и помощь в проведении качественного анализа объектов.ReferencesБайбородин А.М., Воронцов К.Б., Богданович Н.И. Коагуляционная очистка сильнозагрязненного стока дпц-3 ОАО «Архангельский ЦБК» // ИВУЗ. Лесной журнал. 2012. №4. С. 144-150.Baiborodin A.M., Vorontsov K.B., Bogdanovich N.I. Coagulation treatment of highly polluted runoff of the dpc-3 of JSC Arkhangelsk Pulp and Paper Mill. IVUZ. Lesnoy Zhurnal, 2012, no. 4, pp. 144-150. (In Russ.)Белов Л.А., Залесова Е.С., Зарипов Ю.В., Оплетаев А.С., Осипенко Р.А. Опыт естественной рекультивации отходов лесопиления и деревообработки // Леса России и хозяйство в них. 2018. №4 (67). С. 20-29.Belov L.A., Zalesova E.S., Zaripov Yu.V., Opletaev A.S., Osipenko R.A. Experience in natural reclamation of sawmill and woodworking waste. Forests of Russia and farms in them, 2018, no. 4(67), pp. 20-29. (In Russ.)Беловежец Л.А., Волчатова И.В., Медведева С.А. Перспективные способы переработки вторичного лигноцеллюлозного сырья // Химия растительного сырья. 2010. №2. С. 5-16.Belovezhets L.A., Volchatova I.V., Medvedeva S.A. Promising methods of processing secondary lignocellulose raw materials. Chemistry of vegetable raw materials, 2010, no. 2, pp. 5-16. (In Russ.)Боголицын К.Г., Москалюк Е.А., Костогоров Н.М., Шульгина Е.В., Иванченко Н.Л. Характеристика качества локальных сточных вод сульфатного производства волокнистых полуфабрикатов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 234. С. 232–249. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.232-249.Bogolitsyn K.G., Moskalyuk E.A., Kostogorov N.M., Shulgina E.V., Ivanchenko N.L. Quality characteristics of local wastewater from sulfate production of fibrous semifinished products. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2021, iss. 234, pp. 232-249. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.234.232-249. (In Russ.)Витковская С.Е., Шилова Ю.О., Малюхин Д.М. Оценка потенциальной экологической опасности фильтрационных вод полигонов твердых коммунальных отходов Ленинградской области // Агрофизика. 2019. №1. С. 1-7.Daineko I.P., Daineko I.V., Belov L.P. Investigation of the chemical composition of pine bark. Chemistry of plant raw materials, 2007, no. 1, pp. 19-24. (In Russ.)Гаврилова Н.А., Гусакова М.А., Боголицын К.Г. Эколого-аналитический анализ качества сточных вод производства химико-термомеханической массы из хвойных пород древесины // Экология-2011: мат. докл. IV межд. молодежной науч. конф. Архангельск, 2011. С. 87-89.Dubovy V.K., Demyantseva E.Yu., Koverninskiy I.N. Analysis of the spent liquor of low-temperature alkaline delignification of deciduous wood. Chemistry of plant raw materials, 2023, no. 2, pp. 355–360. DOI: 10.14258/jcprm.20230212080. (In Russ.)Дейнеко И.П., Дейнеко И.В., Белов Л.П. Исследование химического состава коры сосны // Химия растительного сырья. 2007. №1. С. 19-24.Dyagileva A.B., Mikhailova S.B., Smirnova A.I. Evaluation of the growthstimulating activity of substances in corona-containing wastewater from woodworking enterprises. Bulletin of the RUDN University. Ser.: Agrochemistry and animal husbandry, 2024, vol. 19, no. 2, pp. 211-227. DOI: 10.22363/2312-797X-2024-19-2-211-227. (In Russ.)Дубовый В.К., Демьянцева Е.Ю., Ковернинский И.Н. Анализ отработанного щелока низкотемпературной щелочной делигнификации древесины лиственных пород // Химия растительного сырья. 2023. №2. С. 355–360. DOI: 10.14258/jcprm.20230212080.Epifanova M.A., Epifanov A.V., Rybnikov O.V., Akim E.L. Balance scheme for calculating technological discharge indicators during the production of paper, cardboard and CTMM by an integrated pulp and paper mill. Izvestia SanktPeterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2024, iss. 249, pp. 335–351. DOI: 10.21266/2079-4304.2024.249.335-351. (In Russ.)Дягилева А.Б., Михайлова С.Б., Смирнова А.И. Оценка ростостимулирующей активности веществ коросодержащих сточных вод деревообрабатывающих предприятий // Вестник РУДН. Сер.: Агрохимия и животноводство. 2024. Т. 19, №2. С. 211-227. DOI: 10.22363/2312-797X-2024-19-2-211-227.Gavrilova N.A., Gusakova M.A., Bogolitsyn K.G. Ecological and analytical analysis of wastewater quality in the production of chemical and thermomechanical pulp from coniferous wood. Ecology-2011: mat. of the IV int. youth sci. conf. Arkhangelsk, 2011, pp. 87-89. (In Russ.)Епифанова М.А., Епифанов А.В., Рыбников О.В., Аким Э.Л. Балансовая схема расчета технологических показателей сброса при производстве интегрированным ЦБК бумаги, картона и ХТММ // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2024. Вып. 249. С. 335–351. DOI: 10.21266/2079-4304.2024.249.335-351.Ignatieva N.V., Petrova T.N., Guseva M.A. Assessment of surface water pollution in the drainage basin of Lake Ladoga by hydrochemical indicators. Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2015, vol. 17, no. 6, pp. 91-96. (In Russ.)Жидков А.Н., Коженков А.Н. Рекультивация нарушенных земель // Лесохозяйственная информация. 2019. №3. С. 134–145.Information and Technical handbook on the best available technologies ITS 1- 2022. Pulp and paper production. Moscow: NDT Bureau, 2022. 418 p. (In Russ.)Игнатьева Н.В., Петрова Т.Н., Гусева М.А. Оценка загрязненности поверхностных вод на территории водосборного бассейна Ладожского озера по гидрохимическим показателям // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015. Т. 17, №6. С. 91-96.Kapitsa E.A., Shorokhova E.V., Romashkin I.V., Galibina N.A., Nikerova K.M., Kazartsev I.A. Decomposition of bark in the composition of felling residues after continuous logging in Middle Taiga forests. Lesovedenie, 2019, no. 1, pp. 38-48. (In Russ.)Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 1-2022. Целлюлозно-бумажное производство. М.: Бюро НДТ, 2022. 418 с.Kasatikov V.A., Shabardina N.P., Raskatov V.A. The influence of sewage sludge and humus compounds on the background of liming on the agroecological properties of soil and the content of heavy metals in plants. Agrochemical Bulletin, 2015, no. 4, pp. 39-42. (In Russ.)Капица Е.А., Шорохова Е.В., Ромашкин И.В., Галибина Н.А., Никерова К.М., Казарцев И.А. Разложение коры в составе порубочных остатков после сплошных рубок в среднетаежных лесах // Лесоведение. 2019. №1. С. 38-48.Koroleva O.V., Fedorova T.V., Lukina N.V., Tebenkova D.N., Vorobyev R.A. The use of biocatalytic processes of ligninocellulose action for the complex processing of waste from the pulp and paper industry. Fundamental and applied aspects. Modern problems of science and education, 2013, no. 5, pp. 474-474. (In Russ.)Касатиков В.А., Шабардина Н.П., Раскатов В.А. Влияние осадков сточных вод и гумусовых соединений на фоне известкования на агроэкологические свойства почвы и содержание тяжелых металлов в растениях // Агрохимический вестник. 2015. №4. С. 39-42.Maksimov A.Yu., Maksimova Yu.G., Shilova A.V., Kolesova O.V., Simonetti Dzh. Research of properties and microbiological composition of bark-wood waste from Krasnokamsk. Bulletin of PNRPU. Chemical Technology and Biotechnology, 2018, no. 4, pp. 98-111. (In Russ.)Королева О.В., Федорова Т.В., Лукина Н.В., Тебенькова Д.Н., Воробьев Р.А. Использование биокаталитических процессов лигниноцеллюлозного действия для комплексной переработки отходов целлюлозно-бумажной промышленности. Фундаментальные и прикладные аспекты // Современные проблемы науки и образования. 2013. №5. С. 474–474.Manvelova N.E., Sergienko E.G., Chenib I.T., Khramova L.V., Wolf I.V., Yelnitskaya E.I., Sinyakova M.A. Chemical composition and toxicity of wastewater produced by chemical and thermomechanical mass. Journal of Applied Chemistry, 2003, vol. 76, iss. 5, pp. 795-799. (In Russ.)Максимов А.Ю., Максимова Ю.Г., Шилова А.В., Колесова О.В., Симонетти Дж. Исследование свойств и микробиологического состава кородревесных отходов короотвала г. Краснокамск // Вестник ПНИПУ Химическая технология и биотехнология. 2018. №4. С. 98-112.Manzhina S.A., Drovovozova T.I., Rusin L.I. Investigation of ecological and agrochemical parameters of wastewater precipitation by phytotesting. Land reclamation and hydraulic engineering, 2023, vol. 13, no. 3, pp. 188-205. (In Russ.)Манвелова Н.Е., Сергиенко Е.Г., Чениб И.Т., Храмова Л.В., Вольф И.В., Ельницкая Е.И., Синякова М.А. Химический состав и токсичность сточных вод производства химико-термомеханической массы // Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76, вып. 5. С. 795-799.Martynov V.V., Shchemelinina T.N., Anchugova E.M. Potential of utilizing agedbark-and-wood waste through mycological degradation as a biotechnological process. Povolzhskiy Journal of Ecology, 2024, no. 4, pp. 500–508. DOI: 10.35885/1684-7318-2024-4-500-508. (In Russ.)Манжина С.А., Дрововозова Т.И., Русин Л.И. Исследование экологических и агрохимических показателей осадков сточных вод методом фитотестирования // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т.13, №3. С. 188-205.Moskalyuk E.A., Bogolitsyn K.G., Kostogorov N.M., Shulgina E.V., Pochtovalova A.S. Analysis of the relationship between generalized indicators of wastewater quality in the Central Basin. BHEI. Chemistry and chemical technology, 2022, vol. 65, no. 4, pp. 108- 116. (In Russ.)Мартынов В.В., Щемелинина Т.Н., Анчутова Е.М. Перспективы биотехнологической утилизации кородревесных отходов длительного срока хранения на основе микродеструкции // Поволжский экологический журнал. 2024. №4. С. 500- 508. DOI: 10.35885/1684-7318-2024-4-500-508.Mukhortov D.I., Romanov E.M. Utilization of organic waste during artificial reforestation. Vestnik PGTU, 2013, no. 3 (19), pp. 20-35. (In Russ.)Москалюк Е.А., Боголицын К.Г, Костогоров Н.М., Шульгина Е.В., Почтовалова А.С. Анализ взаимосвязи обобщенных показателей качества сточных вод ЦБП // ИВУЗ. Химия и химическая технология. 2022. Т. 65, №4. С. 108-116.Pochtovalova A.S., Bogolitsyn K.G., Shulgina E.V., Soboleva T.V. COD as a generalized indicator of the assessment of the ecological state of wastewater from the Central basin. Ecoanalytics-2009: thes. of the VII All-Russ. conf. on the analysis of environmental objects. Yoshkar-Ola, 2009, pp. 178-179. (In Russ.)Мухортов Д.И., Романов Е.М. Утилизация органических отходов при искусственном лесовосстановлении // Вестник ПГТУ. 2013. №3(19). С. 20-35.Rozhko A.A. Production of soil-soil mixtures based on wood chips compost and their use in the cultivation of seedlings in suburban forestry. Lesnoy Vestnik, 2009, no. 4, pp. 56-58. (In Russ.)Почтовалова А.С., Боголицын К.Г., Шульгина Е.В., Соболева Т.В. ХПК как обобщенный показатель оценки экологического состояния сточных вод ЦБК // Экоаналитика-2009: тез. докл. VII Всерос. конф. по анализу объектов окружающей среды. Йошкар-Ола, 2009. С. 178-179.Solomin I.A., Afanasyeva V.I. Composition and properties of municipal solid waste, taken into account when choosing technical methods of waste management. Environmental management, 2017, no. 3, pp. 82-89. DOI: 10.26897/1997-6011-2017-3-82-90. (In Russ.)Рожко А.А. Изготовление почво-грунтовых смесей на основе компоста из древесной щепы и использование их при выращивании саженцев в условиях пригородного леспаркхоза // Лесной вестник. 2009. №4. С. 56-58.Teptereva G.A., Pakhomov S.I., Chetvertneva I.A., Karimov E.Kh., Egorov M.P., Movsumzade E.M., Evstigneev E.I., Vasilyev A.V., Sevastyanova M.V., Voloshin A.I., Nifantyev N.E., Nosov V.V., Dokichev V.A., Babaev E.R., Rogovina S.Z., Berlin A.A., Fakhreeva A.V., Baulin O.A., Kolchina G.Yu., Voronov M.S., Staroverov D.V., Kozlovskiy I.A., Kozlovskiy R.A., Tarasova N.P., Zanin A.A., Krivoborodov E.G., Karimov O.Kh., Flid V.R., Loginova M.E. Renewable natural raw materials, structure, properties, application prospects. BHEI. Chemistry and chemical technology, 2021, vol. 64, no. 9, pp. 5-122. DOI: 10.6060/ivkkt.20216409.6465. (In Russ.)Соломин И.А., Афанасьева В.И. Состав и свойства твердых коммунальных отходов, учитываемые при выборе технических методов обращения с отходами // Природообустройство. 2017. №3. С. 82-89. DOI: 10.26897/1997-6011-2017-3-82-90.Tsymbal I.M., Kucherik G.V. Investigation of the initial process of humus formation from leaf litter under conditions of excessive moisture. Energy installations and technologies, 2021, vol. 7, no. 1, pp. 154-160. (In Russ.)Тептерева Г.А, Пахомов С.И., Четвертнева И.А., Каримов Э.Х., Егоров М.П., Мовсумзаде Э.М., Евстигнеев Э.И., Васильев А.В.,Севастьянова М.В., Волошин А.И., Нифантьев Н.Э., Носов В.В., Докичев В.А., Бабаев Э.Р., Роговина С.З., Берлин А.А., Фахреева А.В., Баулин О.А., Колчина Г.Ю., Воронов М.С., Староверов Д.В., Козловский И.А., Козловский Р.А., Тарасова Н.П., Занин А.А., Кривобородов Е.Г., Каримов О.Х., Флид В.Р., Логинова М.Е. Возобновляемые природные сырьевые ресурсы, строение, свойства, перспективы применения // ИВУЗ. Химия и химическая технология. 2021. Т. 64, №9. С. 5-122.Vitkovskaya S.E., Shilova Yu.O., Malyukhin D.M. Assessment of the potential environmental hazard of filtration waters from municipal solid waste landfills in the Leningrad region. Agrophysics, 2019, no. 1, pp. 1-7. (In Russ.)Цымбал И.М., Кучерик Г.В. Исследование начального процесса гумусообразования из листового опада в условиях избыточного увлажнения // Энергетические установки и технологии. 2021. Т. 7, №1. С. 154-160.Zhidkov A.N., Kozhenkov A.N. Recultivation of disturbed lands. Forestry information, 2019, no. 3, pp. 134-145. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.