Заказать звонок
ru en de

Воздействия выщелоченного навозом хлорида на почву и качество воды

Какое воздействие на сельский ландшафт оказывает выщелачивание хлоридов из помета скота и птицы? На этот вопрос надеются ответить исследователи из Миннесотского университета. Трехлетнее исследование под названием «Оценка последствий внесения навоза в почву для водных путей Миннесоты» проводится под руководством главного исследователя Мелиссы Уилсон (отдел почвы, воды и климата) вместе с соисследователями Эрин Кортус (отдел биопродуктов и биосистемная инженерия) и Педро Урриола (факультет зоотехники) при поддержке аспирантов, в том числе Мэтью Белэнджер. Вместе команда работает над измерением уровня хлоридного фильтрата в штате. Исследование началось в 2021 году.

«Основная цель этого исследования — увидеть, в какой степени хлорид на основе навоза перемещается по профилю почвы и вымывается из почвенного профиля, а затем сравнивается с широко используемыми синтетическими удобрениями KCL, которые используются в Миннесоте», — говорит Беланджер. «Мы хотим знать, сколько выщелачивается в грунтовые и поверхностные воды, а также в какой степени изменяется накопление в почвенном профиле?»

Завершая это исследование, исследователи классифицируют свои данные на основе видов, географического региона и коррелирующих характеристик навоза, количественно определят движение хлорида на основе навоза в мелкозернистых глинистых и песчаных почвах Миннесоты, и оценят потенциальный риск выщелачивания на основе типов навоза, концентрации хлоридов и характеристики почвы. Данные этого исследования помогут в разработке общегосударственных стандартов допустимых уровней хлоридного фильтрата, а также стратегий обращения с этим веществом.

Необходимость в этих стандартах вполне реальна, потому что «хлориды со временем накапливаются в водных ресурсах, включая поверхностные и подземные воды, что несколько отличает их от управления азотом и фосфором», — говорит Алисия Овербо, кандидат наук в Университете Миннесоты. Овербо, который ранее проводил исследования по этому вопросу, добавляет: «Не существует реальных или доступных способов удаления хлоридов из водоемов в окружающей среде. Тем не менее, повышенный уровень хлоридов в поверхностных водах может оказывать пагубное воздействие на водные экосистемы и растительность, а повышение уровня хлоридов в ресурсах подземных вод может ухудшить качество некоторых источников питьевой воды. Кроме того, исследования показали, что повышенное содержание хлоридов в почве может привести к высвобождению питательных веществ из отложений и почвы, вызвать восстановление марганца и железа и увеличить растворение фосфора и токсичных микроэлементов».

Методология

Группа по изучению хлоридов извлекает 48 образцов нетронутой почвы со всей Миннесоты, чтобы собрать данные. Эти образцы имеют глубину 3,65 м (12 футов) и диаметром 30 см (12 дюймов). Их доставляют в лабораторию и обрабатывают жидким навозом домашнего скота, твердым пометом индейки или синтетическим удобрением KCl.

«В течение трех недель мы моделируем три двухдюймовых дождя и позволяем воде просачиваться через эти обработанные образцы почвы», — говорит Беланже. «А затем мы собираем фильтрат и оцениваем, сколько в нем хлоридов и других питательных веществ. Это дает нам доступный способ проведения репрезентативных полевых испытаний в лаборатории. И затем мы можем масштабировать это в полевых условиях, если это имеет смысл».

изучение почвы штат Миннесота

«С лабораторным исследованием у нас просто немного больше контроля над факторами, которые мы хотим изучить», — добавляет Кортус. «Использование нетронутых кернов почвы обеспечивает хорошую модель того, что может произойти в поле».

Результаты

Хотя исследование Университета Миннесоты продлится еще два года, предыдущее исследование Овербо уже позволило сделать некоторые выводы о воздействии хлоридного фильтрата на почву и источники воды.

Показательный пример: «Благодаря нашим предыдущим исследованиям мы узнали, что навоз домашнего скота является важным источником хлоридов в Миннесоте», — говорит Овербо. «По нашим оценкам, животноводство в Миннесоте вносит в окружающую среду 62600 тонн хлоридов в год по сравнению с 209 900 тоннами с очистных сооружений, 221 300 тоннами удобрений и 403 600 тоннами дорожной соли. Поскольку навоз домашнего скота ежегодно вносит в окружающую среду значительное количество хлоридов, это говорит нам о том, что навоз является важным источником хлоридов, который следует учитывать в местных условиях.

«В районах с чувствительными ресурсами подземных вод или нарушением содержания хлоридов может потребоваться изучить местную нагрузку хлоридами от внесения навоза и поощрять методы, которые могут уменьшить выщелачивание хлоридов».

«Наше исследование было сосредоточено на Миннесоте, но наши результаты относятся к районам за пределами штата с аналогичной сельскохозяйственной деятельностью», — добавляет она.

«Исследователи в Иллинойсе также составили бюджет хлоридов для своего штата и получили аналогичные результаты, указывающие на важность внесения навоза домашнего скота в качестве источников хлорида».

исследование Университета Миннесоты по выщелачиванию навоза

Управляющим навоза необходимо контролировать выщелачивание хлорида

Овербо, основываясь на данных, которые она видела на сегодняшний день, говорит: «Хлорид, возможно, не является проблемой номер один для отрасли управлением навоза, но он определенно должен быть в центре внимания. В Миннесоте число нарушений хлоридов увеличивается, и они не ограничиваются городскими районами. Мы наблюдаем повышенный уровень хлоридов в некоторых поверхностных водах и ресурсах подземных вод в более сельскохозяйственных пригородных и смешанных районах штата. Твердый навоз (в частности) имеет высокие концентрации на один-два порядка выше тех, которые естественным образом содержатся в грунтовых водах, поэтому внесение навоза определенно может повлиять на грунтовые воды и принимающие поверхностные воды».

Для решения проблемы выщелачивания хлоридов, вызванного источниками навоза, «ключевое значение имеет внедрение передовых методов предотвращения загрязнения грунтовых и поверхностных вод, поскольку хлориды не могут быть легко удалены из этих водных ресурсов», — говорит эксперт.

«Испытания навоза и отбор проб грунтовых вод могут быть очень полезными для понимания местного воздействия внесения навоза на грунтовые воды. Исследования, проведенные в Миннесоте, показали, что уровни хлоридов могут быть особенно высокими в грунтовых водах, спускающихся вниз от выложенных землей бассейнов, но хранение навоза с синтетическим вкладышем помогает ограничить выщелачивание хлоридов в нижележащие и расположенные ниже ресурсы».

Суть в том, говорит Овербло, что, хотя о хлоридном выщелачивании говорят не так, как о выщелачивании азотом или фосфором, это серьезная экологическая проблема, и промышленность (и другие) должны начать решать эту проблему как можно раньше. Даже на полпути текущего исследования команда соглашается, что выщелачивание хлоридов оказывает неблагоприятное воздействие.

Is chloride a concern?

By James Careless - MANURE MANAGER - July/August 2022

У вас остались вопросы?

Получить письменный ответ

Обратный звонок в течение 30 секунд
Спасибо, ваша заявка отправлена

1 40