Фитотоксичность почвосубстратов на основе шлаков металлургического производства, используемых в рекультивации

  • Иван Петрович Беланов ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, г. Новосибирск, 630090, Россия.
  • Олег Александрович Савенков ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, г. Новосибирск, 630090, Россия.
  • Наталья Борисовна Наумова ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, г. Новосибирск, 630090, Россия. https://orcid.org/0000-0003-2354-5065
Ключевые слова: овес, фитотоксичность, редис, смеси почвы и шлаков

Аннотация

Цель исследования. Оценка влияния различного рода шлаков, образуемых в ходе металлургического производства, на начальные этапы роста и развития растений.

Место и время проведения. Опыт проводили в лабораторных условиях. В течение 2-х недель для выращивания тест-культур поддерживали благоприятный режим температуры, влажности и световой период с интенсивностью света до 1500 люкс.

Методология. Для проведения тестирования шлаков металлургического производства на фитотоксичность опирались на ГОСТ Р ИСО 22030-2009. Для исследований использовали один вид однодольных растений (овес Avena sativa L. сорта Ровесник) и один вид двудольных растений (редис Raphanus sativus var. Sativus сорта Сакса РС). Для  исследования использовали четыре основных вида шлака, получаемых ЕВРАЗ ЗСМК при различных технологиях плавки металла: шлак белый обезжелезенный, шлак доменный (мартеновский), шлак электросталеплавильный и шлак конверторный Концентрация шлаков в почвенно-шлаковых смесях, использованных в качестве ростовых субстратов составляла 0% (почва);12,5; 25; 50 т 100% (чистый шлак). Для статистического анализа полученных данных использовали методы описательной статистики и корреляционного анализа.

Основные результаты. При выращивании растений редиса и овса  фитотоксичность не была выявлена у щебня шлакового электросталеплавильного при любых концентрациях этого шлака в тестируемой почвенно-шлаковой смеси и в чистом виде. Шлак белый обезжелезненный при тестировании и с овсом, и с редисом проявил фитотоксичность в чистом виде и в 50%-ной концентрации. Щебень шлаковый конвертерный и щебень шлаковый доменный проявили фитотоксичность в концентрациях 50 и 100% при тестировании с овсом, и только в чистом виде – при тестировании с редисом.

Заключение. На ранних стадиях развития растений три из четырех изученных шлаков металлургического производства проявили фитотоксичность только при очень высоких концентрациях в ростовых субстратах. Для отработки перспективных технологий вовлечения шлаков при рекультивации рекомендуем проведение более длительных вегетационных и полевых опытов при значительно меньших концентрациях шлаков в субстратах и с .использованием растений, которые могут быть реально использованы для целей конкретной рекультивации, например, бобово-злаковых, бобово-злаково-разнотравных смесей, а также древесно-кустарниковых культур.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

Боброва З. М., Ильина О. Ю., Хохряков А. В., Цейтлин Е. М. Применение отходов горно-металлургических и металлургических производств в целях рационального природопользования // Известия Уральского государственного горного университета. 2015. № 4(40). С 16-26.

ГОСТ Р ИСО 22030-2009. Качество почвы. Биологические методы. Хроническая фитотоксичность в отношении высших растений. Москва: Стандартинформ, 2010. 19 с.

ИСО 11269-2:2012 Качество почвы. Определение воздействия загрязняющих веществ на флору почвы. Часть 2. Воздействие загрязненной почвы на всхожесть и ранний рост высших растений. Москва: Стандартинформ, 2013. 21 с.

Левкович Т.И., Мащенко Т.В., Мевлидинов З.А., Синявский Р.С. Об утилизации шлаков и освобождении занятых городских территорий промышленных зон с использованием шлака в дорожном строительстве // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2017. № 4 (20). С. 113-122.

Матыченков В.В., Бочарникова Е.А. Использование отходов металлургической промышленности для улучшения фосфорного питания и повышения засухоустойчивости растений. // Агрохимия. 2003. № 5.С. 42-47.

Свергузова С.В., Василенко Т.А. К вопросу об использовании цитогенетического анализа в биотестировании // Экология и промышленность России. 2005. №10. С.34-36.

Степанова Е.А., Акулова М.В. Металлургические шлаки: основные направления их применения в строительной индустрии // Информационная среда вуза. 2017. №1(1). С. 52-55.

Шамари У. Экономический аспект: защита окружающей среды и ресурсов благодаря шлакам черной металлургии // Черные металлы. 2015. №7(1003). С. 54-56.

Boltakova N.V., Faseeva G.R., Kabirov R.R., Nafikov R.M., Zakharov Yu.A. Utilization of inorganic industrial wastes in producing construction ceramics. Review of Russian experience for the years 2000–2015 // Waste Management, 2017, V. 60. P. 230-246.

Gawor L., Jonczy I. Possibilities of recycling of metallurgical slags and coal mining wastes and reclamation of dumping grounds in Upper Silesian Coal Basin (southern Poland) // Materials and Geoenvironment. 2015. V. 62. P. 271-276.

Gökalp İ., Uz V. E., Saltan M., Tutumluer E. Technical and environmental evaluation of metallurgical slags as aggregate for sustainable pavement layer applications, Transportation Geotechnics, 2018, V. 14, P.61-69.

Li J.-Y., Wang N., Xu R.-K., Tiwari D. Potential of Industrial Byproducts in Ameliorating Acidity and Aluminum Toxicity of Soils Under Tea Plantation // Pedosphere. 2010. V. 20, N.5, P.645-654.

Markandeya A., Shanahan N., Gunatilake D. M.,. Riding K.A., Zayed A. Influence of slag composition on cracking potential of slag-portland cement concrete // Construction and Building Materials. 2018. V. 164. P. 820-829.

Melali A. R., Shariatmadari H. Application of steel making slag and converter sludge in farm manure enrichment for corn nutrition in greenhouse conditions // Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources. 2008. V.11. No.42(B). P.505-514.

Peregrina F., Mariscal I., Ordonez R., Gonzalez P., Terefe T., Espejo R. Agronomic Implications of Converter Basic Slag as a Magnesium Source on Acid Soils // Soil Science Society of America Journal. 2008. V.72(2). P. 402-411.

Pistocchi C., Ragaglini G., Colla V., Branca T.A., Tozzini C., Romaniello L. Exchangeable Sodium Percentage decrease in saline sodic soil after Basic Oxygen Furnace Slag application in a lysimeter trial // Journal of Environmental Management. 2017. V. 203, Part 3, P.896-906.

Pietrini F., Iori V., Beone T., Mirabile D., Zacchini M. Effects of a ladle furnace slag added to soil on morpho-physiological and biochemical parameters of Amaranthus paniculatus L. Plants // Journal of Hazardous Materials. 2017. V. 329. P.339-347.

Prado R. de M., Leal R M., Franco C. F., Braghirolli L.F. Application of basic slag iron chromium in the reaction of a Dark Red Latosol // Revista de Agricultura Piracicaba. 2005.V.80(2). P.228-241.

Radić S., Crnojević H., Sandev D, Jelić S., Sedlar Z., Glavaš K., Pevalek-Kozlina B. Effect of electric arc furnace slag on growth and physiology of maize (Zea mays L.) // Acta Biol Hung. 2013. V.64(4). P.490-499.

Опубликован
2018-06-23
Как цитировать
Беланов, И. П., Савенков, О. А., & Наумова, Н. Б. (2018). Фитотоксичность почвосубстратов на основе шлаков металлургического производства, используемых в рекультивации. Почвы и окружающая среда, 1(2), 67-79. https://doi.org/10.31251/pos.v1i2.14
Раздел
Деградация и рекультивация почв