Мінеральні добрива в агроекосистемах та особливості їхнього впливу на довкілля (стр. 7 из 12)

Вміст радіоактивних елементів у фосфоритових концентратах родовищ України дає можливість передбачити, що їхнє застосування не призведе до підвищення вмісту радіоактивних елементів у грунті вище безпечного рівня.

Прогноз надходження хімічних елементів у поверхневі води внаслідок латеральної міграції при застосуванні фосфоритових концентратів. Наявність у фосфоритових концентратах родовищ України домішок токсичних елементів вимагає проведення прогнозу ризику їхнього надходження у водні об'єкти агроландшафтів для попередження можливих негативних наслідків при широкому використанні у сільськогосподарському виробництві. Для цього було проведено розрахунки з визначення розмірів виносу хімічних речовин із рідким стоком і створення можливої концентрації ХЕ у верхньому шарі води водоймищ (Св, мкг/л) при застосуванні фосфоритових концентратів у дозі 60 кг/га Р2О5.

Оцінку небезпечності проводили шляхом порівняння одержаної концентрації з критеріями якості поверхневих вод суші та естуаріїв, згідно з якими виділяють такі класи якості вод: І – дуже чиста, II– чиста, III– забруднена, IV– брудна, V– дуже брудна. Розрахунок концентрації ХЕ внаслідок поверхневого змиву передбачав урахування їхнього фонового вмісту у воді, за який приймали концентрацію ХЕ, що відповідала І класу якості (табл. 5).

Одержані результати показали, що при застосуванні як добрив фосфоритових концентратів родовищ України якість поверхневих вод суші та естуаріїв за вмістом ВМ – Cd, Pb, Zn, Cu, Ni не буде істотно погіршуватися. За критеріями вмісту специфічних речовин токсичної дії вони належатимуть до IIкласу. Водночас, за вмістом фтору поверхневі води при застосуванні фосфоритових концентратів можуть перейти до IIIкласу якості. Розрахункова концентрація F у поверхневих водах коливалася у межах 162,9–204,2 мкг/л з найвищим показником для фосфоритових концентратів Волинського родовища.

Таблиця 5. Прогнозна оцінка впливу фосфоритових концентратів родовищ України на якість поверхневих вод суші та естуаріїв при латеральній міграції ХЕ

Родовище Показник Хімічні елементи
Cd РЬ Zn Cu Ni F
Новоамвро-спвське Сд*, МКГ/Л 0,101 2,01 10,1 1,01 1,02 184,2
к." II II II II II III
Південнооси-ківське С„, мкг/л 0,103 2,02 10,1 1,02 1,02 190,9
к. II II II II II III
Осиківське Св, мкг/л 0,103 2,03 10,1 1,03 1,04 199,7
к. II II II II II III
Волинське Св, мкг/л 0,102 2,06 10,2 1,06 1,07 204,2
к. II II II II II III
Здолбунівське Св, мкг/л 0,114 2,06 10,2 1,07 1,09 197,5
к. II II II II II III
мкп С„, мкг/л 0,102 2,01 10,1 1,02 1,02 188,7
к. II II II II II III
Ратнівське Св, мкг/л 0,104 2,02 10,1 1,02 1,01 162,9
к. II II II II II III
* – концентрація ХЕ у воді; ** – клас якості вод за критерієм вмісту специфічних речовин токсичної дії

Таким чином, одержані результати свідчать, що при застосуванні фосфоритових концентратів не виникатиме загрози забруднення поверхневих вод ВМ, але може відбутися латеральна міграція фтору у доволі великих розмірах, що призведе до погіршення якості вод. Проведені розрахунки носять прогнозний характер і мають певний рівень ймовірності, але за всіх недоліків такого підходу він дає змогу звернути увагу саме на можливі «вузькі місця» у рекомендаціях для широкого впровадження у виробництво нових видів добрив, провести додаткові дослідження і вчасно уникнути негативних впливів на довкілля.

Агрофоска (АФК) – нове фосфорне добриво, яке виготовляють з вітчизняної природної фосфоритної сировини Новоамвросіївського родовища Карпівського кар'єру (Донецька обл.) методом фізичного збагачення без хімічної переробки. Принципова технологія збагачення включає дезінтеграцію руди, грохочення, знешламлювання, мокру магнітну сепарацію митих пісків, електричну сепарацію, суху магнітну сепарацію.

Хімічний склад агрофоски за даними відділу фосфатної сировини УкрДІМР подано в табл. 6.

Таблиця 6. Вміст хімічних елементів у фосфорному добриві АФК

Компоненти Вміст
% мг/кг
Загальні фосфати у перерахунку на Р2 05 12,0 120000
Водорозчинні фосфати у перерахунку на Р2 05 2,0 20000
Калій загальний у перерахунку на К2 О 2,5 25000
Кальцій загальний у перерахунку на СаО 27,0 270000
Залізо загальне у перерахунку на Fе2 О3 12,1 121000
Алюміній загальний у перерахунку на АІ2 О3 3,9 39000
Магній загальний у перерахунку на МgО 1,8 18000
Кремній загальний у перерахунку на SiO2 34,0 340000
Карбонати загальні у перерахунку на СО2 4,3 43000
Фтор загальний у перерахунку на F 1,6 16000
Кадмій загальний у перерахунку на Cd 0,0004 4
Свинець загальний у перерахунку на РЬ 0,0002 2
Миш'як загальний у перерахунку на As 0,0001 1

Відомо, що у процесі збагачення фосфорної руди водночас із збільшенням вмісту фосфору може відбуватися концентрація у готовому продукті вмісту таких токсичних елементів як кадмій і фтор. Порівняння хімічного складу агрофоски з фосфоритовим концентратом Новоамвросіївського родовища показало, що в процесі переробки руди вміст кадмію з 0,63 підвищився до 4 мг/кг, фтору – з 2775 до 16 000 мг/кг.

Агроекологічна оцінка АФК. За результатами проведених досліджень АФК, а саме: забруднення верхнього шару ґрунту ХЕ І і II класу небезпечності, радіальної і латеральної міграції ХЕ, показниками біологічної активності ґрунту, проведено оцінку добрива з визначенням класу небезпечності за кожним критерієм.

Одержані результати показали, що застосування АФК у дозі 60 кг/га Р2 О5 не призведе до забруднення верхніх шарів грунту ВМ (Cd, Pb, Zn, Cu, Ni), радіоактивними речовинами (137Cs,232Th, 226Ra). Разом з тим, використання цього добрива може бути причиною підвищення у ґрунті вмісту валових і рухомих сполук фтору вище допустимої межі: час досягнення критичної концентрації може бути менше 10 років, що вимагає регламентації F при виробництві добрива та особливої уваги при його застосуванні.

Показники радіальної міграції ХЕ свідчать, що контроль при застосуванні АФК слід проводити, насамперед, за фтором і цинком (Кс> 3), а також за кобальтом і нікелем (Кс> 2); міграція свинцю, міді і кадмію – у межах безпечної (Кс< 2). Прогноз латеральної міграції ХЕ при застосуванні АФК вказує на необхідність контролю за надходженням у водойми фтору і заліза. За величиною швидкості міграції ХЕ (см/3 міс) АФК можна оцінити так: РЬ і Cu– III, F, Zn, Co, Ni– II клас небезпечності.

Застосування АФК у рекомендованій дозі – 60 кг/га Р2О5 не справлятиме депресивного впливу на біологічну активність ґрунту. Разом з тим, підвищення дози застосування АФК може супроводжуватися активізацією процесів мінералізації органічної речовини ґрунту. За впливом на показники біологічної активності ґрунту максимально недіючого дозою АФК на фоні азотно-калійного живлення можна вважати 90 кг/га Р2О5.

Сульфат-гуматамонію (СГА)індерективної дії– новий вид азотних добрив, що виробляють на ВАТ «Азот» м. Черкаси. Основою СГА є сульфат амонію та гумати амонію (натрію, калію). Сульфат амонію одержують у цехах з виробництва капролактаму, на кінцевій стадії виробництва якого рідкий циклогексаноксим відділяють від водного розчину і обробляють концентрованою сірчаною кислотою. Після закінчення ізомерації сірчану кислоту нейтралізують аміаком і суміш лактамного масла та сульфатного лугу розділяють. На стадіях оксилірування і нейтралізації одержують робочий розчин, що містить 34–43% (NH4 )2 SO4 , 1,3–1,5% NHSO та 0,5–2% органічних речовин, його кристалізацією одержують твердий сульфат амонію.

Гумати амонію (натрію, калію) одержують екстракцією з бурого вугілля або низькосортного вугілля відповідними лугами. Гранульований гумусований сульфат амонію із заданою концентрацією гуматів одержують додаванням у робочий розчин гуматів (гумінових кислот) і гранулюючи на спеціальній установці.

Згідно з ТУ 00203826.007–94, СГА гранульований (емпірична формула – (NH4 )2 SO4 +C22 H18 O11 ) має містити не менше 20% азоту, не більше 0,06% вільної сірчаної кислоти та 0,1–0,7% гумату амонію (натрію, калію).