Оценка качества сточных вод различного происхождения для целевого использования в системе рекультивации почв

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.

1. Байбородин 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.

2. 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.

3. Беловежец Л.А., Волчатова И.В., Медведева С.А. Перспективные способы переработки вторичного лигноцеллюлозного сырья // Химия растительного сырья. 2010. №2. С. 5-16.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. Дейнеко И.П., Дейнеко И.В., Белов Л.П. Исследование химического состава коры сосны // Химия растительного сырья. 2007. №1. С. 19-24.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. Жидков А.Н., Коженков А.Н. Рекультивация нарушенных земель // Лесохозяйственная информация. 2019. №3. С. 134–145.

12. 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.

13. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 1-2022. Целлюлозно-бумажное производство. М.: Бюро НДТ, 2022. 418 с.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. Мухортов Д.И., Романов Е.М. Утилизация органических отходов при искусственном лесовосстановлении // Вестник ПГТУ. 2013. №3(19). С. 20-35.

23. 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.

24. 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.

25. 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.

26. 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.

27. 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.