Оценка воздействия почвогрунтов, полученных из осадков шлам-лигнина (отходов Байкальского ЦБК) на высшие растения

Цель. Оценка воздействия почвогрунтов из лигнинсодержащих коллоидных осадков ОАО «Байкальский ЦБК» на высшие сосудистые растения – редька масличная, овёс посевной, плодово-ягодные культуры (малина и клубника), а также оценка динамики рекультивационной сукцессии при её интенсификации вымороженными лигнинсодержащими осадками и полученными из них почвогрунтами.
Процедура и методы. Проведены исследования воздействия почвогрунтов из вымороженных лигнинсодержащих осадков ОАО «Байкальский ЦБК» на высшие сосудистые растения. Вымороженные лигнинсодержащие осадки образуются в ходе реализации природоподобной технологии их переработки посредством интенсификации естественных процессов вымораживания и осушения. В работе представлена оценка как острой, так и хронической фитотоксичности. Для оценки возможности использования полученного субстрата в выращивании сельскохозяйственной продукции было изучено содержание тяжёлых металлов – кадмия, ртути, меди, цинка и мышьяка в ягодах клубники и малины, выращенных на опытных делянах, сформированных на Солзанском полигоне ОАО «Байкальский ЦБК». Для оценки эффективности применения полученных субстратов из лигнинсодержащих осадков при рекультивации нарушенных земель проведена оценка динамики рекультивационной сукцессии. В период с 2019 по 2024 г. осуществлены исследования по изменению химического и агрохимического состава отвалов изучаемых лигнинсоержащих осадков, а также почвогрунтов на их основе.
Результаты. Проведённая оценка воздействия почвогрунтов из лигнинсодержащих осадков на высшие растения выявила отсутствие как острой, так и хронической токсичности. Было выявлено, что полученный субстрат интенсифицирует активный рост и развитие растений, вследствие наличия в своём составе питательных компонентов (калия, фосфора, азота). Элементный анализ ягод плодово-ягодных культур, выращенных на полученном почвогрунте, не выявил превышения нормативов по кадмию, ртути, меди, цинку и мышьяку.
Теоретическая и/или практическая значимость. Разработанная природоподобная технология получения почвогрунтов из лигнинсодержащих осадков целлюлозно-бумажной промышленности может быть успешно внедрена при ликвидации накопленного экологического вреда ОАО «Байкальский ЦБК».

1. Джантимиров Х. А., Валиев И. Ф. Рекультивация промзоны БЦБК и прилегающей территории побережья оз. Байкал с применением геотехнических технологий. Краткая концепция // Вестник НИЦ Строительство. 2019. Т. 22. № 3. С. 69–78.

2. Ковальчук М. В., Нарайкин О. С. Природоподобные технологии – новые возможности и новые угрозы // Индекс безопасности. 2016. Т. 22. № 3-4. С. 103–108.

3. Корюхина И. Ю., Боярских Е. Г. Клубничное дело в Байкальске: смыслы и противоречия // Крестьяноведение. 2023. Т. 8. № 2. С. 116–139. DOI: 10.22394/2500-1809-2023-8-2-116-139

4. Лапердин В. К. Мероприятия по утилизации и хранению лигнинсодержащих промышленных и жидких бытовых отходов в бассейне оз. Байкал // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2018. № 3. С. 77–85.

5. Смуров С. И., Попова Т. И. Оценка различных видов культур и их сочетаний в качестве парозанимающих сидератов // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 11. С. 74–77.

6. Способы утилизации и применения содержимого шламовых накопителей Байкальского целлюлозно-бумажного комбината для нужд нефтегазового комплекса Восточной Сибири / А. Г. Вахромеев, С. А. Щербин, О. А. Брагина, Д. С. Евдокименко, С. А. Сверкунов, И. Д. Ташкевич // Химия в интересах устойчивого развития. 2022. Т. 30. № 4. С. 354–363. DOI: 10.15372/KhUR2022390

7. Технология переработки отходов целлюлозно-бумажной промышленности в почвогрунты с использованием естественных природных процессов / А. С. Шатрова, А. В. Богданов, А. И. Шкрабо, О. В. Алексеева // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 8. С. 153–162. DOI: 10.18799/24131830/2022/8/3658

8. Харитонов В. В., Шахов С. С. Оценка влияния сидератов на агрохимические показатели почвы // Агрохимический вестник. 2016. № 3. С. 39–43.

9. Шатрова А. С. Исследование процессов сукцессии на вымороженных лигнинсодержащих осадках ОАО «Байкальский ЦБК» и почвогрунтах на их основе // Экология и промышленность России. 2023. Т. 27. № 5. С. 40–45. DOI: 10.18412/1816-0395-2023-5-40-45

10. Ambika A., Mohnish P., Kumar N. Effect of Heavy Metals on Plants: An Overview // International Journal of Application or Innovation in Engineering & Management. 2016. Vol. 5. № 3. P. 56–66. DOI: 10.13140/RG.2.2.27583.87204

11. Dirksen J., Ring T. Fundamentals of crystallization: kinetic effects on particle size distributions and morphology // Chemical Engineering Science. 1991. Vol. 46. № 10. P. 2389–2427. DOI: 10.1016/j.powtec.2006.11.013

12. Fageria N. K., Baligar V., Bailey B. Role of Cover Crops in Improving Soil and Row Crop Productivity // Communications in Soil Science and Plant Analysis. 2005. Vol. 36. P. 19–20. DOI:10.1080/00103620500303939

13. Haramoto E., Gallandt E. Brassica cover cropping for weed management: A review // Renewable Agriculture and Food Systems. 2004. Vol. 19. № 04. P. 187–198. DOI: 10.1079/RAFS200490

14. Muhammad A., Farouk N. The effect of lead on plants in terms of growing and biochemical parameters: a review // MOJ Ecology & Environmental Sciences. 2018. Vol. 3. № 4. P. 265–268. DOI: 10.15406/mojes.2018.03.00098

15. Ozherelieva Z. E., Lupin M. V., Bogomolova N. I. Study of Raspberry Genotypes by Biologically Valuable Traits under Conditions of Central Russia // Agronomy. 2022. Vol. 12. № 3. Р. 630. DOI: 10.3390/agronomy12030630

16. Potential application of oat for phytoremediation of salt ions in coastal saline-alkali soil / Lipu Hana, Huitao Liua, Shuhui Yua, Wenhui Wanga, Jintong Liua // Ecological Engineering. 2013. Vol. 61. Part A. P. 274–281. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2013.09.034

17. Sperdouli I. Heavy Metal Toxicity Effects on Plants // Toxics. 2022. Vol. 10. № 12. P. 1–4. DOI: 10.3390/toxics10120715

18. Tanaka K., Kimura Y. Theoretical analysis of crystallization by homogeneous nucleation of water droplets // Physical Chemistry Chemical Physics. 2019. Vol. 21. P. 2410–2418. DOI: 10.1039/c8cp06650g