Фосфогипс – побочный продукт химической промышленности. Нет плохих отходов – есть несовершенная технология.

Применение побочных продуктов и отходов химического производства минеральных удобрений тесно связано с проблемой рационального и экологически безопасного использования природных ресурсов. В настоящее время в Беларуси имеются значительные запасы фосфогипса, которые продолжают увеличиваться. В процессе производственной деятельности Гомельского химического завода (рисунок) ежегодно образуется 650-800 тыс. т твердых производственных отходов, большая часть которых представлена фосфогипсом. За 50-летний период деятельности завода накоплено около 20 млн. т фосфогипса, который складируются в отвалах на территории завода и в таком количестве являются источником загрязнения грунтов, поверхностных и подземных вод (Шершнев О.В., 2016).

Мировая практика применения фосфогипса показала, что это высокоэффективный и экологически безопасный прием химической мелиорации (Шильников И.А., Аканова Н.И., 2013). Используемые технологические схемы внесения фосфогипса на солонцовых почвах способствуют их рассолонцеванию и расщелачиванию, а использование на деградированных почвах и рисовых системах ведет к повышению запасов подвижных форм фосфора (Бекбаев Р., 2017; Калиниченко В.П., 2017). При внесении 1 т/га фосфогипса нейтрализованного в качестве сложнокомпонентного органо-минерального удобрения в почву поступает (кг): Са – 265, S – 215, P2O5 – 20 и SiO2 – 9,8 (Шеуджен А.Х., Бондарева Т.Н., 2015). При этом установлено его заметное влияние на физико-химические свойства почв, уровень рН верхнего слоя почвы и его химический состав, на трансформацию органического вещества и развитие фаунистического сообщества. С внесением мелиоранта, улучшается, прежде всего, водно-воздушный режим, уменьшается плотность почвы, увеличивается количество доступных питательных веществ. Отмечено повышение аэрации, порозности, инфильтрации почв, возрастает доля кислорода и масса кремнийсодержащих веществ, обладающих мощной потенциальной способностью коагулировать с минеральными и органическими соединениями почвы. При внесении фосфогипса в почву усиливается её поглотительная способность, улучшается пористость (Белюченко И.С., Муравьев Е.И., 2009), уменьшается степень супердисперсности тонкой фракции почвы. (Белюченко И.С., Антоненко Д.А., 2015). Фосфогипс снижает кислотность глубоких слоев почвы и увеличивает скорость впитывания воды почвой на 30-35%, что улучшает  водоснабжение растений (Кизинек С.В., Локтионов М.Ю., 2013).

Фосфогипс является многокомпонентным минеральным удобрением, поскольку кроме макроэлементов (фосфор, кальций, сера) содержит около 1,5% микроэлементов. При внесении 4-5 т/га почвы запасы фосфора возрастают на 1,5-1,8 мг/10г почвы, что соответствует внесению 500-600 кг/га суперфосфата. Фосфогипс оказывает влияние на количественный и качественный состав гумуса: в пахотном слое почвы увеличивается доля гуминовых кислот, а также содержание гуминовых кислот, связанных с кальцием (Кизинек С.В., Локтионов М.Ю., 2013). Отмечена пролонгированнасть действия фосфогипса. В 3-х летних опытах установлено увеличение органического вещества в почве на 0,11% (Добрыднев Е.П., Локтионов М.Ю., 2013).

В условиях внесения фосфогипса увеличивается численность микроорганизмов, использующих органические формы азота (на 9,7%), ассимилирующих минеральный азот (на 7,8%), актиномицетов (на 10,7%), целлюлозоразрушающих микроорганизмов рода Pseudomonas (на 16,3%), колоний азотобактера (на 8,4%) (Петух Ю.Ю., Гукалов В.В., 2009). Повышение концентрации Р2О5 в верхнем слое почвы за счет внесения фофогипса способствует усилению ферментативной активности почвы, в частности увеличивается численность микроскопических грибов. Кроме того, установлено, увеличение в 1,5-6 раз количества ценных для почвообразования представителей почвенной мезофауны: малощетинковых червей, муравьёв, кивсяков и энхитреид. Возрастает также численность двупарноногих многоножек, что объясняется увеличением содержания кальция в почве (Пономарева Ю.В., Белюченко И.С., 2005).

Необходимо отметить экологические аспекты использования фосфогипса. Хотя недостатком фосфогипсов считается наличие в их составе тяжелых металлов и радионуклидов, установлено, что при его внесении в почве образуются малорастворимые соединения с тяжелыми элементами (Белюченко И.С. и др., 2008), при этом содержание в почве тяжелых металлов, внесенных с фосфогипсом, остается в пределах значений ПДК (Kolesnikov S.I. et al., 2013, Кизинек С.В., Локтионов М.Ю., 2013, Юркова Р.Е., 2012).

Апатитовое сырье, из которого получают фосфогипс, в европейско-азиатской зоне считается самым радиоактивно чистым: Сиилинъярви (Финляндия), Ковдор и Хибины  — 50-160 Бк/кг по 137Cs (Hilton J., 2010). При этом лимит радиоактивности для фосфогипса, принятый в мире по образцу США, составляет 370 Бк/кг (Gezer et al., 2012). В Беларуси на основе использования фосфогипса и трепела разработана методика очистки сточных вод от радионуклидов 137Cs и 90Sr (Композиция…, 2000).

В настоящее время установлено допустимое содержание фосфогипса в почвогрунте для земель особо охраняемых природных территорий (≤ 2,0% от массы почвы), для земель сельскохозяйственного назначения и населенных пунктов (≤ 6,8%), для земель лесного и водного фонда, промышленности и транспорта (≤ 9,6%) (Яковлева А.С. и др. 2013, Калиниченко В.П., 2017).

Резюмируя все вышеизложенное представляется актуальным изучение эффективности использования фосфогипса на радиоактивно-загрязненных территориях для восстановления плодородия нарушенных земель и улучшения радиационной обстановки окружающей среды.

Литература

  1. Бекбаев, Р. Мелиоративная эффективность фосфогипса на орошаемых землях бассейна рек Аса-Талас / Р. Бекбаев // Международный сельскохозяйственный журнал. – 2017. – №1. – С. 5-11.
  2. Белюченко, Использование фосфогипса для рекультивации загрязненных нефтью почв / И.С. Белюченко, Е.П. Добрыднев, Е.И. Муравьев и др. // Тр. КубГАУ – 2008. – №3. – С. 72-77.
  3. Белюченко, И.С. Влияние отходов промышленного и сельскохозяйственного производства на физико-химические свойства почв / И.С. Белюченко, Е.И. Муравьев // Экол. Вестник Сев. Кавказа – 2009. – Т. 5. – №1. – С. 84-86.
  4. Белюченко, И.С. Влияние сложного компоста на агрегативный состав и водно-воздушные свойства чернозема обыкновенного / И.С. Белюченко, Д.А. Антоненко // Почвоведение – 2015. – №7. – С. 858-864.
  5. Добрыднев, Е.П. Основные результаты исследования агроэкологической эффективности фосфогипса в земледелии Краснодарского края / Е.П. Добрыднев, М.Ю. Локтионов. // Плодородие. – 2013. – №1. – С. 7-9.
  6. Композиция для фиксации радионуклидов цезия и стронция: пат. BY 3603 / Г.А. Кавхута, А.И. Ратько, Д.А. Ицакова, В.И. Слободин, М.И. Терещенко. – Опубл. 30.12.2000.
  7. Калиниченко, В.П. Эффективное использование фосфогипса в земледелии / В.П. Калиниченко // Питание растений. – – №1. – С. 2-33.
  8. Кизинек, С.В. Эффективность различных форм кальцийсодержащих удобрений при возделывании риса/ С.В. Кизинек, М.Ю. Локтионов // Плодородие. – 2013. – №1. – С. 14-16.
  9. Петух, Ю.Ю. Влияние фосфогипса на состав почвенной мезофауны в посевах озимой пшеницы / Ю.Ю. Петух, В.В. Гукалов // Экол. вестник Сев. Кавказа – 2009. – Т. 5. – №2. – С. 66-69.
  10. Пономарева, Ю.В. Влияние фосфогипса на свойства почвы прорастание семян озимой пшеницы / Ю.В. Пономарева, И.С. Белюченко // Экологические проблемы Кубани – 2005. – №27. – С. 184-192.
  11. Шершнев, О.В. Оценка воздействия отходов фосфогипса на компоненты окружающей среды / О.В. Шершнев // Экологический вестник. – 2016. – №2 (36). – С. 97-103.
  12. Шеуджен, А.Х. Использование фосфогипса нейтрализованного на посевах риса в качестве поликомпонентного удобрения. Сообщение I / А.Х. Шеуджен, Т.Н. Бондарева // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2015. – №09(113). С. 244 – 262. – IDA [article ID]: 1131509020. – Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2015/09/pdf/20.pdf.
  13. Шильников, И.А. Состояние и эффективность химической мелиорации почв в земледелии Российской Федерация различных форм кальцийсодержащих удобрений при возделывании риса / И.А. Шильников, Н.И. Аканова // Плодородие. – 2013. – №1. – С. 9-13.
  14. Юркова, Р.Е. Приемы инактивации тяжелых металлов и восстановления почвенного плодородия орошаемых земель / Р.Е. Юркова // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации – – №1. – С. 1-12.
  15. Яковлева А.С., Каниськин М.А., Терехова В.А. Экологическая оценка почвогрунтов, подверженных воздействию фосфогипса / А.С. Яковлева, М.А. Каниськин, В.А. Терехова // Почвоведение – 2013. – №6. – С. 737-743.
  16. Kolesnikov, S.I. Technology of evaluation methods of soil remediation effectiveness according to biological indicators / S.I. Kolesnikov, E.N. Rotina, K.S. Kazeev // Middle East Jornal of Scientific Research – 2013. – T. 17. – №7. – P. 914-918.
  17. Hilton, J. Phosphogypsum (PG): Uses and Current Handling Practices Worldwide. / Julian Hilton /. 2010. In; Proc. 25th Annual Lakeland Regional Phosphate Conference. Lakeland, USA.
  18. Gezer, F. Natural radionuclide content of disposed phosphogypsum as TENORM produced from phosphorus fertilizer industry in Turkey / F. Gezer, S. Turhan, F.A. Uğur et al. // Annals of Nuclear Energy. – Vol. 50. — December 2012. – P. 33-37.

Фотографии взяты с сайта по ссылке.

Шамаль Наталья Владимировна
Шамаль Наталья Владимировна

© Наталья Шамаль, старший научный сотрудник лаборатории моделирования и минимизации антропогенных рисков

e-mail: namahasha@rambler.ru