!
!
1
Zawartość że/oza w g/eb/e w %—Fe content %
Rys. 8. Rozm ieszczenie żelaza w filtrach grunto w ych w Osobowicach pod W rocławiem 1 — p r z e k r ó j p i o n o w y n a d c i ą g i e m d r e n a r s k i m , 2 — p r z e k r ó j p i o n o w y w o d d a l e n i u 1 m o d c i ą g u d r e n a r
s k i e g o
Iron distribution in ground filtres at Osobowice n. Wrocław
1 — v e r t i c a l c u t a l o n g a n d o v e r t h e d r a in p i p e , 2 — v e r t i c a l c u t p a r a l e l i t h e d r a in p i p e a t 1 m d i s t a n c e
ściow ych z okresu p rzed w łączeniem filtró w g ru n to w y ch do- u ż y tk o w a nia nie pozw ala ściślej dociec, w jak im sto p n iu różnice te n ależy p rzypi sać d ziałan iu wód ściekow ych.
M echanizm u tr a ty zdolności filtra c y jn e j om aw ianych filtró w g ru n to w ych tłu m ac z y m y n astęp u jąco . W czasie zalew u dużym i daw kam i
536 J. Boćko
ścieków w sta n ie su row y m w y tw o rzo n a w a rstw a osadu ham ow ała w siąkan ie wody. W m ia rę iprzedłużania się zasto ju w ody ściekow ej na pow ierzchni filtró w zan ik a ły p rocesy tlen ow ego rozkładu. Z pow odu wysokiego p o ten c jału red o k s żelazo tró jw arto ścio w e F e 3* u tle n ia ją c zw iązki organiczne przechodziło w dw uw artościow e F e 2+, w form ę łatw o rozpuszczalną. Szczególnie w obecności rozpuszczalnej su b stan cji orga
n icznej żelazo ulegało przem ieszczaniu w glebie [32, 68]. Część żelaza
z przesiąk ającą w odą do staje się do d ren ó w i w odcieku d re n a rsk im unoszona je st z pola. Część n a to m ia st przem ieszczanego żelaza w sk u te k dostęp u tle n u do g leby przez d ren y (najczęściej w oda p łyn ie n iep ełn y m p rzek ro jem drenów ) jest u tle n ia n a i ty m sam ym w y trąc a się w sąsiedz tw ie sty k ó w drenów . W ty ch procesach b rać m oże u dział rodzim e żelazo, znajdu jące się w p ro filu glebow ym , jak rów nież dostarczane do g leby w w odach ściekow ych, głów nie skupione w osadzie ściekow ym [78].
Na p olach iry g acy jn y ch , a ty m b ard ziej na n aw a d n ian y c h (naw od nienie jszerokoprzestrzenne) przem ieszczanie żelaza zachodzi o w iele w olniej i nie pociąga za sobą ta k jask ra w y c h skutków , w p ływ ający ch na zm niejszenie przepuszczalności gleby. A le rów nież na te re n a c h n a w adn ian y ch ściekam i u ży tk o w an ym i rolniczo n a stę p u je dość w yraźn e przem ieszczenie żelaza w glebie (rys. 9). W badan iach O r c h o l s k i e - g o i R o g i ń s k i e g o , przep ro w ad zon y ch na bydgoskich polach iry
-90 100 OL- Ъ 0 OJ 0,2 0,3 OM 0,5 0,6 0,7 Fe203 % 0,1 0,2 0,3 OM Д 5 -0,3-0,2-0,1 O +0,1 +0,2 +0,3 Fe2 0j % F e z 03 %
Rys. 9. R ozm ieszczenie żelaza na profilach glebow ych pól irygacyjnych m. Bydgosz czy (opracowane w oparciu o badania O r c h o l s k i e g o i R o g i ń s k i e g o [50])
a — p o l e n a w a d n i a n e , b — p o l e n i e n a w a d n i a n e , a —b — p r z y c h ó d b ą d ź r o z c h ó d p o d w p ł y w e m n a w o d n i e ń ś c i e k a m i
Iron distribution in soil profiles of irrigation field s of the city of Bydgoszcz (on ba sis of investigation by O r c h o l s k i and R o g i ń s k i [50])
gacyjnych, w y stą p iły w y raźn e różnice w rozm ieszczeniu żelaza w pro filach glebow ych te re n ó w n a w a d n ian y c h i nie n a w a d n ian y c h [50]. W glebach n aw a d n ian y c h stw ierdzono w niższych poziom ach w iększą zaw artość żelaza niż n a ty ch sam ych głębokościach gleb nie n aw ad n ia nych. Szkoda tylko, że w ty c h cen n ych b adan iach opuszczono poziom od 20 do 30 cm, k tó ry z re g u ły zaw iera k ilk a k ro tn ie w ięcej żelaza niż po zostałe w a rstw y [30]. Pozw oliłoby to dokładnie określić przychód i u b y te k żelaza w poszczególnych poziom ach gleby bydgoskich pól iry g acyjnych.
Z rozum iałą je s t rzeczą, że n a przem ieszczanie i w y p łu k iw an ie żelaza z gleby, oprócz ilości p rze filtro w a n e j w ody, d ecy d u jący w p ły w w yw ie ra ją sto su n ki pow ietrzne, p an u ją c e w glebie. P rz ek o n y w a ją nas o ty m b ad ania przeprow ad zo n e w lizym etrach. P rz y ty m sam ym w yjściow ym m a te ria le glebow ym po dw óch la ta c h prow ad zen ia n aw o d n ien ia i zasto sow aniu około 4000 m m wód ściekow ych stw ierd zon o w liz y m e tra c h nie p rze w ie trz a n y ch znacznie m niej żelaza w glebie niż w liz y m e tra c h p rze w ie trz an y c h (rys. 10). W liz y m e tra c h sta le n a d m iern ie uw ilg otn ion ych
stw ierd zo no śred n io w całym p ro filu glebow ym o 0,18% m n iej F e2C>3
niż w liz y m e tra c h o okresow ym u w ilgotnieniu.
Z przy to czo n y ch b ad ań n a d przem ieszczaniem żelaza w glebie n asu w a się p ra k ty c z n y w niosek, że p rz y w yborze te re n ó w d o n aw od nień
ście-o 10 20 30 40 50 80 70 80 90 100 J L 0 0,1 Q2 0,3 0,4- 0,5 0,6 O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ĆL-Ъ 1 L O 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Fez 03 %
T
t J L3
0,6-0,5-0,4-0,3-02-0,1 O 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Fez 03 %Rys. 10. Zawartość żelaza w poszczególnych poziom ach gleby nawadnianej ściekam i w lizym etrach
a — d ł u g o t r w a ł e n a d m i e r n e n a s y c e n i e w o d ą , b — o k r e s o w e n a s y c e n i e w o d ą , a —b — r ó ż n i c a w r o z m i e s z c z e n i u ż e l a z a n a p r o f i l u o k r e s o w o i n a d m i e r n i e n a s y c o n y m w o d ą
Fe content inparticular layers of lysim eters irrigated w ith sewage w aters
a — i r r i g a t e d f i e l d , b — u n i r r i g a t e d f i e l d , a — b — g a i n o r l o s s d u e to s e w e r a g e i r r i g a t i o n 15 — R o c z n i k i G l e b o z n a w c z e t . X V
538 J. Boćko
kam i n a le ż y zw racać dużą uw agę nie ty lk o n a skład m ech aniczn y gleb, ale tak że n a zaw artość w n iej żelaza. W iększa zaw artość żelaza w glebie je st niebezpieczna dla spraw n eg o fu n kcjo n o w an ia te re n ó w n a w a d n ia nych, szczególnie w p rzy p ad k u , gdy są one przeznaczone do w yższych obciążeń i w ym ag ają drenow ania.
PODSUMOWANIE I WNIOSKI OGÓLNE
W nin iejszej p rac y p o dajem y w yniki b ad ań n a d oczyszczaniem wód ściekow ych w środow isku glebow ym p rzy różnym obciążeniu (pola
n aw ad n ian e, pola iry g a c y jn e 1 f iltr y gruntow e). W naszych b adan iach
dużą uw agę zw róciliśm y n a zdolność gleby do zatrzy m y w an ia b a k te rii i sk ład n ikó w podczas p rzesiąk an ia wód ściekow ych. Oprócz b adań polo- wych, p rzep ro w ad zony ch głów nie n a o b iek tach pro d u k cy jn y ch , założy liśm y dośw iadczenia lizym etryczn e, k tó ry c h głów nym celem było uchw y cenie różnic w p rzeb ieg u p rocesów oczyszczania wód ściekow ych w w a ru n k a ch beztleno w y ch gleby i no rm alnego jej napow ietrzen ia.
Poza zm ianam i w jskładzie chem icznym i bakteriologicznym p rzesią k ający ch wód ściekow ych p rze z glebę określiliśm y biologiczną a k ty w ność n aw ad n ian ej gleby. Do teg o celu zastosow aliśm y w łasną m etodę oznaczania sto p n ia ro zk ład u celulozy.
B adaliśm y rów nież zm iany chem icznych właściwości gleby, zacho dzące pod w pływ em w ieloletniego n aw a d n ian ia ściekam i. W ty ch p ro cesach zw róciliśm y uw agę na w ysycenie k o m p lek su sorpcyjnego gleby oraz na przem ieszczanie żelaza.
N a p odstaw ie w ym ienionych b ad ań m ożna w ysunąć n a stę p u jąc e w nioski:
1. Podczas p rzesiąk an ia w ód ściekow ych przez glebę zm niejsza się
znacznie ilość b a k te rii w odcieku. W w a ru n k a ch polow ych (gleby z d re now ane) zm n iejszenie to w ynosi p o n ad 95% , a re d u k c ja m ian a E. coli — ponad 99% . W w a ru n k a c h lizy m etryczn y ch oczyszczenie ścieków z d ro b n o u stro jó w jest jeszcze dokładniejsze; ogólna ilość b a k te rii zm niejsza się o po nad 99% , a m iano E. coli o 99,999%, p rz y czym re d u k c ja b a k te rii w odcieku nie zależy od obciążenia i p an u jący ch stosunków p o w ie trz n y ch w n a w a d n ian e j glebie. G leby zw ięźlejsze lepiej z a trzy m u ją b a k te rie niż gleby piaszczyste, szczególnie ubogie w próchnicę. D latego też piaski luźn e bezpróchniczne w p ierw szy ch la ta c h eksplo atacji pow in n y być n aw ad n ian e suro w y m i w odam i ściekow ym i. G rom adząca się w górnym poziom ie ty c h gleb su b sta n c ja organiczna sp rzy jać będzie lepszem u za trz y m y w a n iu b a k te rii wód ściekow ych i skład n ik ó w naw ozow ych. N ale ży jed n a k p rz y ty m obostrzyć przep isy sa n ita rn e , a w szczególności zw iększyć okresy k a re n c ji m iędzy o statn im n aw od nien iem surow ym i
ściekam i a zbiorem roślin, up raw ę w arzy w zaś w ty c h w a ru n k a ch cał kow icie w ykluczyć.
2. Z atrzy m y w an ie głów nych sk ład n ikó w p ok arm o w y ch w glebie
zależy od obciążenia ściekam i, stosun k ó w p o w ietrznych p a n u ją c y c h w glebie, jskładu m echanicznego g leb y i ro d z a ju ścieków. N a polach
n aw a d n ian y c h (naw odnienia szerokoprzestrzenne) so rp cja głów nych
sk ładn ik ów naw ozow ych je st b ard zo w ysoka i p rze k ra cz a 80% ogólnej ilości d o starczanej w w odach ściekow ych d o gleby. W m iarę zw iększania obciążenia ilość zatrzy m y w a n y c h sk ład n ik ó w w glebie g w ałtow nie spada.
a. S orpcja po tasu w p iask u słabo g lin iastym iprzy stosow aniu p o je
dynczych daw ek polew ow ych w wysokości 100 m m w ynosi dla ścieków
cukrow niczych p o n ad 90% , a dla m ie jsk ic h — około 80%. Słabpza so rpcja p o tasu p rz y n a w a d n ian iu ściekam i m iejskim i w p o ró w n an iu do ścieków cukrow niczych je s t spow odow ana w iększą zaw artością sodu w ściekach m iejskich. P ie rw ia stk i te w zajem nie się w y p ie ra ją z kom p lek su so rpcyjnego gleby. P rz y w yższych daw kach ścieków z a trz y m y w anie p o tasu w glebie m aleje; dotyczy to zarów no ścieków m iejskich, ja k cukrow niczych. N a p o lach iry g a c y jn y c h o rocznym obciążeniu
2— 3 ty s. m m w glebie pozostaje */з p o ta su w istosunku do ilości d o sta r
czonej w wodzie ściekow ej. G leby nap o w ietrzan e nieco lepiej so rb u ją p otas niż gleby s ta le przesycone wodą, różnice te są jed n ak -n iezn aczn e.
b. S orpcja sodu p rz y n aw a d n ian iu m iejskim i w odam i ściekow ym i u trz y m u je się w glebie w rów now adze, tj. ilość w yp łu k iw an a z g leby ró w n a się w p rzy b liże n iu ilości d ostarczan ej w wodzie ściekow ej. N a zd renow an ych polach iry g a c y jn y c h nie stw ierdzono zasolenia gleby n a w et p rz y w ysokim o b ciążeniu ściekam i m iejskim i.
c. S orpcja w apnia podczas naw o dn ień jest ściśle uzależniona od w ielkości d aw ek polew ow ych i jstosunków p o w ietrzn y ch , p an u ją c y c h w glebie. P rz y niskim obciążeniu n a stę p u je grom adzenie się w apnia w p ro filu glebow ym , n a to m ia st duże daw ki ścieków pow odują jego w ypłukiw anie, czyli w y stę p u je d esorpcja teg o sk ła d n ik a z gleby. W a ru n k i beztlenow e środow iska p o w o d u ją w iększe w y p łukiw anie w apnia. W glebach n aw a d n ian y c h m iejskim i w odam i ściekow ym i w u ru ch a m ia n iu w apnia dużą rolę odgryw a su b sta n c ja o rganiczna ścieków, k tó ra pod
czas ro zk ład u w y dzielając CO2 pow oduje p rzejście w ęglanów obojętnych
w dw uw ęglany, a więc w form ę łatw o w y p łu k iw an ą z gleby.
d. S o rp cja fo sfo ru je st n ajw yższa ze w szystkich głów nych sk ład ni ków naw ozow ych, je d n a k ty lk o p rzy istosowaniu niskich daw ek n a w a d niających. P rz y n a w a d n ian iu daw kam i ścieków do 100 m m so rp cja
fosforu w p ia sk u słab ogliniasty m osiąga 100% . W m iarę je d n a k zwięk
szania daw ek polew ow ych fo sfor je s t coraz m niej so rb ow any p rze z glebę. P o nad 2/з tego sk ład n ik a dostarczanego w w odach ściekow ych
540 J. Boćko
przechodzi z iry g o w an y ch pól do odcieku dren arsk ieg o . S tw ierdzono
słabszą sorpcję fo sfo ru w w a ru n k a ch beztleno w ych g leby (około 20%
w sto su n k u do gleby p rze w ie trz a n ej).
e. S orpcja azotu przez glebę, podobnie jak potaßu, zależy głów nie
od w ielkości daw ek n aw ad niający ch . P rz y niskich daw kach polew ow ych do 100 m m ilość azotu zatrzy m aneg o w glebie p rzek racza 90% w sto su n k u do zaw artego w wodzie ściekow ej, u ży tej do naw odnienia. N a sorpcję azotu przez glebę jeszcze w iększy w pływ w y w ierają sto sunk i pow ietrzn e w glebie. W w a ru n k a ch anaero bo w ych duża część azo tu przechodzi do odcieku.
3. G leby n a w a d n ian e m iejskim i ściekam i odznaczają się znacznie w iększą biologiczną aktyw nością od nie n aw adniany ch.
a. G leby piaszczyste w y k azu ją w iększą biologiczną aktyw ność od gleb zw ięźlejszych.
b. N ajb ard ziej biologicznie a k ty w n a je s t w ierzchnia w arstw a o prze
ciętn ej grubości 20 cm, z w y ją tk ie m lu źny ch piasków , gdzie sięga po
w yżej 40 cm.
c. Z b y t cząste n aw ad n ian ie g leby obniża jej biologiczną aktyw ność. N a p rzy k ła d piasiki m ocne n aw ad n ian e ściekam i co ty d zie ń w ykazały m niejszą biologiczną aktyw ność niż n a w ad n ian e raz na 3 tygodnie.
4. N aw ad nian ie m iejskim i w odam i ściekow ym i podczas u p a ln y c h dni pow oduje n iek ied y m asow e u sy chan ie roślin. Z jaw isko to, k tó re n a jc z ę ściej w y stęp u je na glebach zw ięźlejszych, n ależy tłum aczyć w yczerpa niem tle n u w ty m środow isku w w y n ik u en ergicznego ro zk ład u su b sta n cji organicznej, dostarczan ej w ściekach do gleby.
5. G leby silnie obciążone ściekam i po w ieloletnim n a w a d n ian iu u leg a ją dużym przeobrażeniom . W zrasta w nich k ilk a k ro tn ie zaw artość su b sta n c ji organicznej, co n a glebach piaszczystych ję s t zjaw iskiem do d atn im zarów no z rolniczego, ja k i sa n ita rn e g o p u n k tu widzenia. N a to m iast n a glebach zw ięźlejszych duża ilość dostarczonej su b sta n c ji o rganicznej, a szczególnie obecność tłuszczów w ściekach, prow adzi czę sto do zaham ow ania rów now agi stosunków p o w ie trz n y ch w n aw a d n ia n ych glebach.
6. W g lebach n aw a d n ian y c h w odam i ściekow ym i, szczególnie p rzy
d użych obciążeniach, w y tw a rz a ją się w a ru n k i beztlenow e, k tó re p rzy czy niają się do u ru ch o m ienia żelaza w glebie. Z red uk ow ane zw iązki żelaza w ę d ru ją w dół z wodą i w y trą c a ją się w znacznych ilościach w okół drenów , tw orząc często w arstw ę izolacyjną, p o w strz y m u ją c ą p rzesiąk anie w ody do sieci d ren a rsk ie j.
LITERATURA
[1] A d i e r с h i n P. G. Roi obmiennych kationow w pogłoszczenji fosfornoj kisłoty czarnoziomami. Poczwowiedien., 5, 1949.
[2] A l f S. Z., M i s z u s t i n J. N., P i e r c o w s k a j a M. I., C h l e b n i k o w N. I.: Pokazatieli sanitam ow o sostojanija poczwy nasielonnych miest. Medgis 1959.
[3] B a a r s Ir. C.: Die landw irthschaftliche A spekte zur Verregung von M olkerei abwasser auf Grünland. W asser und Nahrung, 4, 1960.
[4] B a b a j a n c R. A.: Poczw iennaja m ineralizacja gorodskich otbrosow i ich sielśkochazjastwiennoje ispolzowanije. Medgiz 1958.
[5] B a c c o k K. L., C a r s o n R. M., S c h u l z R. K., O v e r s t r e e t R.: A study of the effect of irrigation composition on soil properties. Hilgardia, t. 29, 1959, 3.
[6] B a l i c k a N., S o b i e s z c z a ń s k i J.: Żywotność E. coli w glebie nawadnia nej ściekam i m iejskim i. Acta microbiologica, s. 207—210, 1956.
[7] B a l i c k a N., S o b i e s z c z a ń s k i J.: Różne gleby jako filtry bakteriologi czne przy rolniczym w ykorzystaniu ścieków m iejskich. A cta micr., 1957, s. 269—287.
[8] B a l i c k a N., S o b i e s z c z a ń s k i J.: Badania terenów nawadnianych pod w zględem rolniczym. VIII. W pływ korzeni niektórych roślin i ich m ikroflory korzeniowej na Escherichia coli. Acta Microb. Polonica, 4 — 1961.
[9] B o ć k o J.: W pływ deszczowania m iejskim i wodam i ściekowym i na plono w anie łąki i niektóre zjaw iska biochem iczne gleby. Zeszyty N aukow e WSR W rocław, 3, Melioracja, 1956, z. 1.
[10] B o ć к o J.: Oczyszczanie ścieków cukrowniczych spław iakowych na polach irygacyjnych. Zeszyty N aukow e WSR Wrocław, Sesja Nauk. Wydz. Mel. Wodn., 1961.
[11] B o ć k o J., S z e r s z e ń L.: Zmiany chem iczne gleby nawadnianej ściekami m iejskim i. Zeszyty N aukowe WSR Wrocław, nr 44, Melioracja, 1962, z. 7. [12] B o ć k o J., L o ń c z y k A.: A bw ässer einer Fabrik für organische Farbstoffe
und deren Verwetungsm öglichkeiten. Ref. na Międzynar. Konfer. w Budapesz cie, 9—14.IX.1963.
[13] B r o d s k i A. Z.: Protozoa poczwy, ich roi w poczwiennych processach. Biu letyn Srednieaziatskowo U niw ersitieta, 1935.
[14] B u d a n o w M. T.: Agrom elioratiwnaja i sanitarna ja ocienka suglinistych czernoziem ow dla cielej ustroistw a polej oroszenija. Ukrainskij N auczno- Issledowatielskij Inst. Gidrotechniki i Melioracji. Naucznyje Trudy, Wyp. 76/2. [15] C h l e b n i k o w N. I.: Sootnoszenije poezwiennogo i organiczeskowo azota
как sanitarnyj pokazatiel poczw nasielennych miest. Gig. i San., 1951, nr 4. [16] D j a k o n o w a K. W.: Poczwa как istocznik uglekisłoty dla rastienij w usło-
w ijach orosząjemych i nieoroszajem ych priekaukazskich czernoziemow. Poczw o w iedien., 10, 1957.
[17] D o l i w o - D o b r o w o l s k i j L. B.: M ikrobiologiczeskije processy oczystki wody. Izd. Min. Kom. Choz., Moskwa 1958.
[18] D o ż a ń s k a W., I w a ń c z u k I.: W pływ różnych m etod oczyszczania ścieków na unieszkodliw ienie jaj robaków ludzkich. Gaz, Woda i Techn. Sanit. 6, 1957. [19] D u n b a r D.: Leitfaden für die Abwasserreinigungsfrage. Berlin 1907.
[20] E n s m i n g e r L. E.: Some factors affecting the adsorption of surface by Alabam a soils. Proc. Soil. Sei. Soc. Amer. 19, 1954.
542 J. Boćko
[21] G o l d e m a n A. W.: Oczystka stocznych wod na odesskich polach oroszenija i opyty opriedielenija filtracjonnoj sposobnosti poczwy. Poczw iennyje m ietody obiezw reżyw anija stocznych wod i otbrosow. Moskwa 1939.
[22] G r i n b e r g A. R., T h o m a s U. F.: Sew age effluent reclamations for indu strial and agricultural use. Sew age and Industrial Wastes, 26, 1954, nr 6. [23] G u d k o w a G. W.: Bakterii — antagonisty i kiszeczno-.tifoznoj gruppy w pod-
zolistnych poczwach. Gigiena i Sanitaria 5, 1951.
[24] H a r t i g H.: Die Wirkung von unbehandelten mechanisch gereinigten und biologisch geklärten A bwässer auf Ertragsbildung verschiedener Feldfruchte unter Beachtung der N ährstoffe im Abwasser. W asserw irtschaft-W assertech- hik, 5, 1961.
[25] H a u s e n b u i l l e r R. L., H a q u e M. A., W a h h a b A.: Some effects of irrigation w aters of differing quality on soil properties. Soil properties. Soil Sei., t. 90, 1960, 6.
[26] H e i n o n e n R.: Über die Um tauschkapazität des Bodens und verschiedener Bodenbestandteile in Finland. Zeitschr. f. Pflanzenern., 1, 1960.
[27] I c h t o m s k a j a F. I.: Roi ferm ientow w sam ooczyszczenii poczwy. Gigiena i Sanitaria, 11, 1952.
[28] I m h o f f K.: Kanalizacja m iast i oczyszczanie ścieków. Wydawn. Polskie, W arszawa 1957.
[29] J a s t r i e b o w М. T.: Igła do w ziatija poczwiennogo wozducha. Sodierża- nije CO2, O2 i N2 w poczwiennom w ozduchie i w poczwiennogruntowych w o dach pójm y r. Klazmy. Poczwowiedien. 4, 1954.
[30] J e n n y N.: Factors of soil formation. Przekł. na j. ros., Moskwa 1948.
[31] K a r a ś J.: Skład chem iczny i wartość pokarmowa siana oraz w ydajność łąki nawadnianej ściekam i rzeki Neru. Praca doktor. SGGW, 1963.
[32] K a u r i c z e w I. S., K y ł a k o w J., N o z d r u n o w a J. М.: К woprosu obrazowanii i migracji żelazoorganiczeskich sojedinienij w poczwach. Pocz w ow iedien. 12. 1958.
[33] K o r e n i a k o A. I., A r t a m o n o w a О. I., L e t u m o w a S. W.: Obrazowa- nije i sochranienije antibioticzeskich w ieszczestw aktinam icetow w poczwie. M ikrobiołogija, t. X X IV, wyp. 5, Izd. AN SSSR, 1955.
[34] K o ż y n o w a Z. A.: Samoczyszczenije gorodskoj poczwy. Gigiena i Sani taria, nr 4, 1951.
[35] K r a m e r D.: Untersuchungen über das A bwässer von Zuckerfabriken und über die landw. V erwertung von Abwässern. Berlin 1959.
[36] L u n d e g a r d h H.: Carbon dioxide evolution of soil and crop growth. Jour. Soil Sei., v. 23, nr 6, s. 417—453.
[37] К u t i l e к М.: V liv zâvlak m ëstesk ym y odpadnimi vodam i na pudu. Cs. vëdecko-technickâ spolećnost sekee pro vodni hospodarstvi pri ĆSAW. [38] Ł a p s z y n M. N., S t r o g a n o w S. N.: Chimija i m ikrobiołogija pitiew ych
i stocznych wod. Gostrojizdat 1938.
[39] M a k s i m ó w M.: Fizjologia roślin. Warszawa 1950.
[40] M a k s i m ó w M., G ó r a l s k i J.: W łaściwości sorpcyjne gleb. W arszawa 1959. [41] M a r c i l o n e k S.: Zmiany zasobów wodnych i pokarmowych gleby nawad nianej ściekam i m iejskim i w Psim Polu pod W rocławiem. Roczn. Nauk Roln., s. 7, t. 72, 1958, z. 4.
[42] M a r c i l o n e k S.: Stosunki wodno-pokarm owe i biologiczne gleby oraz plo nowanie roślin uprawnych nawadnianych w głębnie ściekam i m iejskim i. Zesz. Nauk. WSR Wrocław, 13, M elioracja, 1958, z. 3.
[43] M a r c i l o n e k S., M e k s - B u r m e c k a J.: Oczyszczanie ścieków m iejskich w glebie z punktu w idzenia sanitarnego. Ref. na Konf. PAN, 1961.
[44] M a t u s z e w s k i T.: Wstęp do mikrobiologii rolniczej. Puławy, 1947.
[45] M i e s z k ó w N. W.: К woprosu o toksiczeski diejstwujuszczych na rastienji produktach obrazujemych w podzolistych poczwach pri nagriwanij. Poczwo- wiedien., 5, 1949.
[46] M i s z u s t i n J. R., P i e r c o w s k a j a : Mikroorganizmy i samooczyszczanije poczwy. Izd. AN SSSR. Moskwa 1954.
[47] M o r a c z e w s k i R., B o r k o w s k i D.: Działanie ścieków przem ysłowych na łąki w dolinie góm ej Bzury. Ek. Pol., s. A, t. X, 1962, nr 7.
[48] M u s i e r o w i c z A.: Gleboznawstwo ogólne. W arszawa 1951.
[49] O l b e r t z M., B a u m a n n F.: Untersuchunger über die Entwicklungstenden zen und Sorbtionfähigkeiten langjähriggenutzter Rieselböden in Berliner A b w asserverw ertungsgebiet. W issenschaft. H. der H um boltuniversität, Berlin II,
1952/53.
[50] O r c h o l s k i J., R o g i ń s k i S.: W pływ nawodnień ściekam i m iejskim i pól irygacyjnych m iasta Bydgoszczy na glebę i plonow anie roślin. Roczn. Nauk Roln., t. 72-F-4, 1953.
[51] O s t r o m ę c k i J.: Wstęp do m elioracji rolnych. W arszawa 1957.
[52] O t t e r M.: Muss die Bewässerung m it A bw asser Bodenschädigungen her vorrufen? W asser u. Nahrun, 4, 1960, 2, 1961.
[53] P i ę t r o w a A. N.: Mietody opriedielenija biołogiczeskoj aktiw nosti poczwy. M ikroorganizmy w Sielskom Chaziajstw ie. Izd. Moskow. U niw ersit. 1963, s. 422—440.
[54] P i k o w s k a j a R. I., B i c h i ł a d z e S. I., G e ł a s z w i l i M. C.: К wopro su о sam ooczyszczajuszczych sw ojstw ach osnownych tipow poczw Gruzinskoj
SSR. Gigiena i Sanitaria, 1, 1956.
[55] P i w i ń s k i A.: Zm iany zachodzące w wodnych w łaściw ościach profilów gle bowych pod w pływ em nawodnień w odam i w dolinie Neru. Zeszyty Nauk. SGGW Warszawa, M elioracja, z. 2, 1959.
[56] P r i a n i s z n i k o w D. W.: Izbrannyje soczynienija. Moskwa. 1952.
[57] R a d i n a A. G.: M ikrobiołogiczeskije issledow anija wodojomow. Izd. AN SSSR, 1950.
[58] R o h d e G.: Spurenelem entanreicherung verursacht Rieselm üdigkeit. W asser w irtschaft, W assertechnik, 11, 1961.
[59] R u d o l f Z., S k a l m o w s k i K.: Ochrona gleby przed zanieczyszczeniem i jej rola w życiu gospodarczym kraju. K onferencja Naukow o-Techniczna pt. „Ochrona atm osfery, wód i gleby a planow anie przestrzenne”. W rocław 1963. [60] R u s s e l E. J.: Warunki glebow e a w zrost roślin. Przekład z ang., PWRiL, 1958. [61] S c h u l z M.: Woprosy krugłogodowowo oroszenija stocznym i wodami na
supieszczanych poczwach. T. S. Ch. A., Moskwa 1961.
[62] S k i b n i e w s k i L.: W pływ oczyszczania ścieków na w yniki rolniczego ich w ykorzystania. Gospod. Wodna, 4, 1963.
[63] S k r i p k i n A. A.: Pribor dla opriedielenija koliczestw a diffundirujuszczej iz poczwy .uglekisłoty. Poczw ow iedien., 4, 1959.
[64] S t r o g a n o w S. N., K a s m i e l s k i j A. W., Z w i a g i n s k i j J. J.: Pola oroszenija. M onografia 1937.
[65] S z e r s z e ń L.: W pływ nawozów w apniow ych na niektóre w łaściw ości ch e m iczne gleby i roślinność łąk nawadnianych wodami ściekow ym i. Zeszyty Nauk. WSR w e W rocławiu, 12, 1958.
544 J. Boćko
[66] S z n i o l i s A.: Projekt radykalnej ochrony w ód jeziora H allwile. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 3, 1957.
[67] S n i a d o w s k i Z. : Zmiany w e w łaściw ościach fizycznych gleby pod w p ły w em nawodnień wodam i ściekow ym i na polach irygacyjnych pod Bydgoszczą. Zeszyty Nauk. SGGW W arszawa, 1957.
[68] T e r l i k o w s k i F. K.: Prace w ybrane z dziedziny gleboznawstwa chemii rolnej i nawożenia. PWRiL, 1958. s. 357—448.
[69] T h o r n e D. W., P e t e r s o n H. В.: Irrigated Soils. 1949.
[70] T o n k o p i n N. I.: Sanitarnoje sostojanije poczwy i gruntowoj wody koł-choznych polej oroszeni ja noginskow o rajona, moskowskoj obł. AN SSSR M oskwa 1961.
[71] T o r n H. B., T o r n e I. D.: Change in composition of irrigated soils as related to the quality of irrigation waters. Proc. Soil. Soc. Amer., 1954.
[72] T u r l u n I. A.: К tieorii gazoobm iena w poczwach. Poczwowiedien., 7, 1957. [73] W a l c z y n a J.: Rozkład korzeni w warunkach aerobowych i anaerobowych
oraz tw orzenie się próchnicy. Roczn. Nauk Roln., t. 75-F-2, 1962.
[74] W a s i l k o w a Z. G.: Osnowy sanitarnoj gelmintologii. Medgiz. M oskwa 1950. [75] W e b e r O.: Über Veränderungen des Bodens durch Abwasser. Kulturtechni
ker. 1956.
[76] W e e r n i e r A. R., G o l i a k o w H. M.: Toksicznost solej na osw aiw ajem - nych bałotnych poczwach Baraby. Poczwowiedien., 8, 1956.
[77] W i e r z b i c k i J., K o w a l i ń s k i S.: O strukturze gleby pól nawadnianych ściekam i. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 10, 1953.
[78] W i e r z b i c k i J.: D ziałanie w ód ściekowych na glebę. Wyd. II, Wrocław 1962.
[79] Z ą b e k S.: Zatłuszczanie gleb łąkow ych w skutek nawodnienia ściekam i m iejskim i. Roczn. Nauk. Roln., 5—72-F-4, 1958.
[80] Z u n k e r F.: Grundsätzliche zu landw irtschaftlicher Abwasserverwertung. W asserw irtschafttechnik, 8, 1955.
[81] Z w i a g i n c e w D. C.: Adsorbcija m ikroorganizmow poczwami i jejo w lijanije na ich aktiw nost. M ikroorganizmy w sielskom chaziajstw ie. Izd. Mosk. Uniw., 1963, s. 277—297. Ю . Б О Ц Б К О ПОЧВА К А К СРЕДА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД О т д е л е н и е С е л ь с к о х о з я й с т в е н н о г о И с п о л ь з о в а н и я С т о ч н ы х В о д В р о ц л а в с к о й С е л ь с к о х о з я й с т в е н н о й А к а д е м и и Р е з ю м е В настоящем труде поданы результаты исследований по очистке сточных вод в почвенной среде при различной нагрузке (земледельческие поля ороше ния, коммунальные поля орошения, грунтовые фильтры). В исследованиях боль ш ое внимание уделено способности почвы в задерж ивании бактерий и питатель ны х веществ во время просачивания сточных вод. Кроме полевых опытов, про водимых главным образом на производственных объектах, были основаны лизиметрические опыты, целью которых было раскрыть различия в ходе про цесса очистки сточных вод в анаэробных условиях почвы и при ее нормальном воздушном режиме.
Кроме изменений в химическом и бактериологическом составе сточных вод проникающих через почву, определяли биологическую активность орошаемой почвы. Для этого применяли оригинальный метод определения степени разлож е ния целлюлозы. Исследовали такж е изменение химических свойств почвы под влиянием мно голетнего орошения сточными водами. В этих процессах обратили особое вни мание на насыщение поглощающего комплекса почв и на миграцию ж елеза. На основании перечисленных выше исследований могут быть сделаны сле дующие выводы: 1. Во время просачивания сточных вод через почву заметно понижается ко личество бактерий в оттоке. В полевых условиях (дренированные почвы), умень шение общего количества бактерий, составляет более 95% а понижение E. coli — более 99%. В лизиметрических условиях очистка сточных вод от микробов была ещ е точнее; численность бактерий уменьшалась сверх 99% а E. coli — 99,999%, при чем уменьшение населенности бактерий в оттоке не зависило от нагрузки и воздушного режима доминирующего в орошаемой почве. Более тяж елы е почвы лучш е задерж иваю т микробов от песчаных почв, особенно бедны х гумусом. По этому рыхлые пески в первых годах эксплоатации следует орошать неосветлен- ными сточными водами. Накапливающееся в верхнем горизонте этих почв орга ническое вещество будет способствовать лучшему поглощению бактерий и пи тательных элементов из сточных вод. Однако следует при этом обострить сани тарные предписания, а преж де всего увеличить интервал м еж ду последним оро шением неосветленными сточными водами и уборкой растений, а в этих усло виях совершенно исключить возделывание овощей. 2. Поглощение основных питательных элементов в почве зависит от на грузки сточными водами, воздушного режима почв, и х механического состава и разновидности сточных вод. На полях орошения, адсорбция основных пита тельных элементов очень высокая и превышает 80% от валового их количества вносимого со сточными водами в почву. С повышением нагрузки процентное ко личество поглощаемых элементов резко подает. а) Адсорбция калия в слабосуглинистых песчаных почвах при применении поливных норм — 100 мм составляет для сточных вод сахарной промышленности выше 90% а для городских вод — около 80%. Более низкая адсорбция калия из городских сточных вод, по сравнению со сточными водами сахарной промы шленности, вызвана высшим содержанием натрия в городских сточных водах. Элементы эти взаимно вытесняются из почвенного поглощающего комплекса. С повышением дозы сточных вод поглощение калия в почве понижается. Отно сится это так к городским сточным водам как и к водам сахарной промышлен ности. На полях фильтрации с годовой оросительной нормой в 2—3 тысячи мм в почве остается Vs калия по отношению к количеству вносимому в сточных водах. Аэрированные почвы поглощают калий немного сильнее от почв пере увлажненны х, однако эти разницы невелики. б) Адсорбция натрия при орошении городскими сточными водами удер ж и вается в почве в равновесии, т. е. вынос этого элемента из почвы почти равен количеству вносимому в сточных водах. На дренированных полях фильтрации не обнаружено засоления почвы даж е при высокой нагрузке городскими сточны ми водами. в) Адсорбция кальция в период орошения показывает чёткую зависимость от нормы полива и доминирующего воздушного режима почв. При небольшой нагрузке в почвенном проф иле происходит накопление кальция, но высокие
546 J. Boćko дозы сточных вод вызывают его выщелачивание, т. е. происходит десорбция этого элемента из почвы. Анаэробные условия повышают выщелачивание каль ция. В почвах орошаемых городскими сточными водами большая роль в обра зовании подвижного кальция принадлежит органическому веществу, во время его разлож ения выделяющийся СО2 вызывает превращение карбонатов в бикар бонаты, т. е. в форму легко выщелачиваемую из почвы. г) Адсорбция ф осф ора была самой высокой из всех питательных элементов, но только при низких дозах орошения. При орошении дозами сточных вод до 100 мм адсорбция ф осф ора в слабосуглинистой песчаной почве достигала 100%. Однако с увеличением нормы полива адсорбция ф осф ора понижается. Свыше 2/з этого элемента вносимого со сточными водами уходит с полей фильтрации в дренажный отток. Обнаружено понижение адсорбции в анаэробных условиях (около 20%) по отношению к аэрируемой почве. ж) Адсорбция азота почвой, аналогично как и калия, зависит преимуще ственно от дозы орошения. При низкой дозе полива — до 100 мм, количество азота поглощаемого в почве превышает 90% от его содержания в сточных водах примененных для орошения. На адсорбцию азота почвой ещ е большее влияние оказывает воздушный режим почвы. В анаэробных условиях большая часть азота переходит в отток. 3. Почвы орошаемые городскими сточными водами отличаются более высо кой биологической активностью. а) Песчаные почвы показывают высшую биологическую активность от более связных почв. б) Наиболее биологически активным является верхний слой средней толщи ны в 20 см, за исключением рыхлых песков, где толщина биологически активно го слоя превышает 40 см. в) Слишком частое орошение почвы понижает ее биологическую активность. Например суглинистые пески орошаемые еж енедельно показали меньшую био логическую активность от орошаемых раз в три недели. 4. Орошение городскими сточными водами во время знойных дней вызывает иногда массовое завядание растений. Это явление, наблюдаемое чаще на более связных почвах, следует объяснить недостатком кислорода в этой среде вслед ствие энергичного разлож ения органического вещества вносимого со сточными водами в почву. 5. Почвы с высокой нагрузкой сточными водами после многолетнего ороше ния подвергаются большому преображению. Они обогащаются в несколько раз органическим веществом что на песчаных почвах является положительным про цессом, как с сельскохозяйственной так и санитарной точки зрения. Наоборот, на более тяж елы х почвах большое количество вносимого органического вещ е ства, а особенно наличие жиров в сточных водах, приводит часто к нарушению равновесия в воздушном режиме орошаемых почв. 6. В почвах орошаемых сточными водами, в особенности при высокой на грузке, создаются анаэробные условия, которые способствуют образованию под вижного ж елеза. Восстановленные соединения ж ел еза мигрируют вглубь с во дой и осаждаются в значительных количествах вокруг дренов, образуя нередко изоляционный слой препятствующий оттоку воды в дренаж ную сеть.
J . B O Ć K O
THE SOIL AS A MEDIUM OF SEWAGE PURIFICATION
D e p a r t m e n t o f A g r i c u l t u r a l S e w a g e U l i t i z a t i o n C o l l e g e o f A g r i c u l t u r e , W r o c ł a w
S u m m a r y
Author discusses the results of his investigations on purification of city sewage and industrial w aste w ater in the soil m edium under different charge conditions (spray irrigation, flood irrigation, ground filters). Special attention was given to soil retention capacity for bacteria and nutrients in seeping of the sew age and w aste w ater through the soil. The field investigations conducted prim arily on production objects w ere supplem ented by lysim eter tests, laid out m ainly for the purpose af observing the differences arising in the march of the purification processes under anaerobic and under normal soil air conditions.
In addition to the changes occurring in the chem ical and bacterial composition