SU733595A1 - Состав дл создани прослойки, предотвращающей загр знение грунтовых вод гербицидами на ирригационных системах - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области охраны окружающей среды, в частности к охране вод от загр знени   дохимикатами и гфедчазначено дл  использовани  на ирригационных системах дл  предотвращени  загр знени  грунтовых вод гербицидами , примен емыми в сельском хоз йств Загр знение грунтовых вод гербицидам происходит в процессе фильтрации поливных вод в глубьлежащие горизонты. Несмотр  на то, что многие гербициды поглощаютс  верхним слоем почвы, в натурных услови х имеет место проникновение их в грунтовые воды, в частности по ходам корней и различных почвенных земле роев. Особенно велика опасность загр знени  грунтовых вод на малогумусных почвах легкого механического состава, обладающих низкой поглотительной способностью по отношению к гербицидам и высокой водопроницаемостью. Дл  снижени  чрезмерной фильтрации естественных почвогрунтов и тем самым сокращени  поступлени   дохимикатов в глубьлежащи горизонты известен способ детоксикации пестицидов путем активизации де тельности микрофлоры в верхнем слое почвы .путем внесени  веществ гумусовой природы yij Этот способ способствует уменьшению выноса токсикантов в грунтовые воды, о:шако он не пригоден дл  стойких препаратов, дл  почвенных пестицидов, которые предназначены дл Длительного . воздействи  на вредные организмы, а также дл  гербицидов, поскольку в результате детоксикации будет снижено их действие на сорные растени . Кроме способ имеет разовое действие, так как Енесение веществ гумусовой природы или увлажнение должно сопровождать каждое применение пестицида, что практически, не всегда осуществимо. Известен способ предотвращени  загр знени  дренажных вод гербицидами на рисовых оросительных системах путем создани  прослойки, задерживающей гербициды 2J . Сущность этого способа заключаетс  в том, что с целью локализации гербицидов в прецелах рисовых чеков под корне- обитаемым слоем создают прослойку тол щиной не менее 10 см, которую укладывают на примыкающей к дрене части чек При этом в качестве прослойки берут пасту из суглинка и воды с включением веществ гумусовой природы в следующем соотношении, вес.%: суглинка 65-70, гуматы натри  или аммони  0,2-1,0, во да-остальное. Дл  почв с высокой проницаемостью в состав пасты дополнительно ввод т калий хлористый или аммоний хло ристый в количестве 0,2-2,0 вес.%. Это способ позвол ет практически ликвидиро- вать вынос гербицидов дренажными водами при их применении в обычно рекомен емых дозах. Однако используема  пастообразна  прослойка обладает незначительной адсор ционно-кумул тивной способностью. Поэтому при повышенных дозах гербицидных препаратов в случае повторной обработки Посевов или применени  слабосорбирую- щихс  веществ возможно их проникновение через прослойку в грунтовые воды. Кроме того, известна  прослойка не мож быть эффективно использована на почвогрунтах с большим диапазоном колебаний механического состава, что часто встречаетс  в природе, например в пойменных и дельтовых ландшафтах. Это св  зано с ограниченностью; набора компонентов , вход ших в состав известной про лойки, не позвол ющей широко регулировать , коллоидно-дисперсные свойства системы, определ ющие величину ее водо проницаемости. Недостатком известного способа  вл етс  также наличие хлорсодер жаших солей в составе прослойки, поскольку известно, что хлор, как один из подвижных и токсичных ионов, постепенно вымываетс  из почвогрунтов, проника ет в дренажногрунтовые воды и загр зн ет их. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности, создаваемой под корнеобитаемым слоем прослойки, путем увеличени  ее адсфбционно-кумул тив-ной емкости по отношению к гербицидам и возможности регулировани  фильтрационных свойств. Поставленна  цель достигаетс .тем, что в состав прослойки ввод т лигнин- содержащие вещества, бентонитовую глину , метилсиликон, углещелочный реагент. и клиноптилолит при следующем соотношении компонентов, вес.%: 45-55 Т желый суглинок 6-7 Бентонитова  глина Лигнинсодержащие вещества ОДО-О,15 Метилсиликон 0,14-0,18 Углещелочный реагент 2,5 - 3,0 Клиноптилолит Остальное Введение в состав прослойки бентонитовой глины, лигнинсодержащего вещества и углещелочного реагента обеспечивает образование комплексного соединени  с высокой сорбционной емкостью по отношению к гербицидам разньк; классов, так как бентонитовые глины содержат большое количество (55-70%) тонкодисперсных илистых частиц и состо т главным образом из монтмориллонита - мин ерала с наибольшей из .всех глинистых минералов удельной поверхностью и емкостью поглощени , что св зано с наличием у него расшир ющейс  кристаллической решетки, а известно, что адсорбци  некоторых гербицидов в значительной мере зависит от содержани в почве.глинистых частиц. Добавление метилсиликона способствует хорошему св зьшанию тонкодисперсных глинистых частиц с лигнинсодержа- .щим веществом и углещелочным реагентом , и обеспечивает устойчивость системы . Углещелочной реагент с одной стороны , действует как катализатор при образовании органосиликановых комплексных пленок, а,с другой стороны, способствует закреплению их на активных участках поверхности жестких каркасов монтмориллонита . Лигнинсодержащне вещества,  вл ю- .щиес  отходом гидролизной пpoмыQJлeнности ,  вл ютс  одним из наиболее устойчивых к ферментативному разложению соединений и в процессе медленного разложени  превращаютс  в гумусовые ве- .щества. Кроме того установлена высока  адсорбционна  способность пигнннсодержащих ве,Ществ по отношению к гербици дам различных классов, т.е. лигнинсодержа .щие вещества  вл ютс  также хорошим сорбентом гербицидов. Благодар  эгйм свойствам лкгнинсодержащего-вещества предложенна  прослойка будет функционировать не менее 7-8 лет. Устойчивости прослойки способствует образование прочного органо-минерального комплекса лигнинсодержащего вещества к образующегос  из него гуму57 са с глинистыми частицами, так как известно что при наличии глин гумус в меньшей степени подвергаетс  гидролизу чем в суспенчаТых и песчанных почвах, причем гуминоБые кислоты наиболее про но св зываютс  с глинистыми минералами монтмориллонитовой группы, которые в большом количестве вход т в состав бентонитовых глин. Вместе с тем, введение в состав про лойки биологически активных гумусовых веществ, содержащихс  в углещелочном реагенте и образующихс  постепенно из лигнинсодержащего вещества, а также небольщого количества этилового спир- тй в составе метилсиликона способствуе некоторому повышению биологической ак тивности прослойки, достаточной дл  детоксикации поглощенных пестици- зов в течение вегетационного периода . Характеристика метилсиликона приведена Б табл. 1. Таблица Требовани  по г Показатель ТУ 6-О2-696-7 Внешний вид Жидкость от бесц ( С,,,Н5бЮ Na)n ветного до светло коричневого цвета Донускаютс  оттен ки. Наличие осадка не допускаетс . Содержание сухого осадка в весовых процентах Щелочность {в пересчете на НаОН), 15. ±2 вес.% Плотность при + 20°С, г/см 1,19 + 0,О2 Содержание кремни , вес.%, не менее 5 Продолжение табл. 1 Гидрофобиз(фующа  способность (проба на кошель) ч, не менее Содержание этилового Клиноптилолит как активный наполнитель вводитс  в состав прослойки дл  улучшени  катионообменныхсвойств грунтов , так как известно, что цеолиты, вход щие в состав клиноптилолита, -могут просеивать молекулы и сортировать их по размерам, поэтому их называют молекул рными ситами. Дл  различных по фильтрационным свойствам почБогрунтов (сильнопроницаемь1е, ере Днепр оницаемые н слабопроницаемые) целесообразно в зависимости от этих свойств брать различное соотношение компонентов прослойки. Рекомендуемые соотношени  компонентов прослойки дл  различных по фильтрационным свойствам почвогрунтоБ приведены втабл. 2. Известно, что к сильнопроницаемым относ тс  почвогрунты с коэффициентом фильтрации более 1 м/сут к среднепроницаемым - почвогрунты с коэффициентом фильтрации 1-0,ОО1 м/сут, а к слабопроницаемым почвогрунты с коэффициентом фильтрации О,ОО1 м/сут. Изменением соотношени  компонентов в прослойке обеспечивают направленное регулирование фильтрационных свойств почвогрунтов н дл  каждой группы почвогрунтов обеспечивают оптимальный вид прослойки, обеспечивающий наиболее эффективное задерживание гербицидов в пределах орошаемых полей и предотвращение их попадани  ,в грунтовые воды. Дл  сильнопроницаемых почвогрунтов, т.е. дл , тех которые обладают высокой фильтрацией, повышенным содержанием бентонитовой глины, углещелочного реа .гента и клиноптилолита обеспечиваетс  повышение антифильтрационных свойств прослойки. Соотношени  компонентов прослойки дл  различньгх по фильтрационным свойствам почвогрунтов приведены в табл.2.

Таблица 2

Метнлсиликон обуславливает определенц .УЕо физ 5 р:о-химическую природу и тек ТУРУ приготавливаемой смеси, из которой создают прослойку. При внесении метилсиликона в пределах 0,О1-О,02 вес.% ПРОИСХОДИТ значительна  пептизаци  тонкодисперсных глинистых частиц, Этом также способствует повышение количества вносимого углещелочного реагента (0,80-0,90%).. Результатом этого  вл етс  усиление антифильтрациойных свойст прослойки. Повышение содержани  лигнин содержащего вещества в прослойках дл  сильнопроницаемых почвогрунтов необходимо дл  увеличени  сорбционной емкости прослойки, в св зи с тем, что на таких почвогрунтах возрастает вынос гербицидов . На слабопроницаемых грунтах по срав нению с сильнопроницаемыми и среднепро ницаемыми в создаваемой прослойке умен шают содержание бентонитовой глины, углещелочного реагента, лигнина и кли .ноптилолита, но при этом увеличивают количество метилсиликона, так как после ний способствует образованию специфичес ких коагул ционных структур с повышенной водопроницаемостью. Этим обеспечиваютс  нормальные услови  произрастани , растений нар ду с эффективным задерживанием гербицидов в подпахотном слое. Предлагаемый.- способ осуществл ют следующим ооразом. На орошаемых земл х, где возможен вынос гербицидов в грунтовые воды, т.е. на- почвогрунтах легких по механическому составу и малогумусных средних и т желых при малом количестве гумуса и наличии крупных пор, ходов землероев и перегнивших корней болотной растительности, почвогрунтах, подстилаемых ракушечниками , трещиноватыми и другими породами создают предлагаемую прослойку и при этом соотношении компонентов берут исход  из фильтрационных свойств почвогрунтов (см. табл. 2). Прослойка может быть создана на поле путем сн ти  почвы на глубину корнеобитаемого сло  с последующей укладкой толщиной до 10 см приготовленной предварительно смеси в определенном дл  данной почвы соотношении компонентов к окончательной засыпкой этой прослойки сн той ранее почвой на толщину корнеобитаемого сло . Прослойку также можно получить, если на поверхность пол  равномерно насыпают суглинок, бентонитовую глину, лиг- нинсодержащее вещество, клиноптилолит и углещелочной peiareHT. После ; тщательного перемешивани  всех компонентов дисковым лущильником добавл ют метилсиликон и недостающее количество воды. Затем вновь тщательно перемешивают, после чего укатывают гладкими катками до достижени  смесью объемного веса , 1,45-1,66 г/см. Полученный таким образом слой запахивают с оборотом пласта плугом с предплужником на глубину 30-40 см. Пример. Предлагаемый способ апробирован в совхозе Благовещенский Краснодарского кра . Почвогрунты на 973 участке, на котором проводилось апробирование , относ тс  к группе сильнопроницаемых . На этом участке была создана прослойка дл  которой брались компоненты в следузощем соотношении, вес.%: Суглинок Бентонитова  глина Лигнинсодержащие вещества Углещелочной реагент Клиноптилолит Метилсиликон В качестве лигнинсодержащих веществ были использованы лигнинсодержащие удобрени , выпускаемые Андижа11ским гид ролизным заводом. В качестве углещелоч ного реагента использовали торф, обработанный щелочью. Дл  укладки прослойки на площади 1,2 м был сн т верхний слой почвы на глубину 30 см, затем уложили прослойку толщиной до 10 см и засыпали ее ранее сн тым слоем почвы. Дл  отбора проб дренажной воды, проход щей через прослойку, микрочеки оборудовали лизиметрическими устройствами. Поверхность микрочеков обрабатывали гербицидами: пропанидом и ордрамом в соответствии с Рекомендаци ми по применению гербицидов на . пол х. Пестициды вносили в двойном количестве по сравнению со средней рекомендуемой дозой. Скорость фильтрации воды в контрольных микрочеках поддерживалась на уровне 1 см/сут, установившемс  в микрочеках с прослойкой. Результаты опытов, представленные в табл. 3 и 4 (анализ экстрактов выполнен на хроматографа Цвет ЮО, модель 104), св детельствует о том, что создаваема  прослойка с достаточной эффективностью задерживает гербициды. Если в контрольных микрочеках (без прослойки) суммарна  концентраци  пропанида и его метаболита 3,4-дихлоранилина достигала 3,4 мг/л, ордрама 3,0 мг/л, то в микро чеках с прослойкой пропанид и его метоболит не были обнаружены в дренажных водах, а концентраци  ордрама не превышала 0,О13 мг/л, что значительно ниже рекомендуемой предельно допустимой концентрации (0,025 мг/л).В койие вег тационного периода был проведен хими- ческий и микробиологический анализ верх него сло  почвы над прослойкой и самой прослойки дл  вы снени  вопроса о возможности накоплени  токсикантов в прослойке и степени их разложени . Остаточные количества токсикантов с помощью газохроматографического метода не были обнаружены. Результаты микробиологического анализа , сведенные в табл. 5 и 6, свидетельствуют о том, что создание прослойки способствует значительному повышению общей численности микроорганизмов. Так, даже в верхнем слое почвы над прослойкой .количество микроорганизмов возрастает в 1,5 раЗу а в прослойке - в 7 - 10 раз по сравнению с почвой. Следует отметить, что на общеупотребительной среде - м со-пептонный агар (МПА) различие в численности микроорганизмов в вариантах с гербицидом к, без него су- щественно. На элективной же среде, предназначенной дл  роста видов, участвую.щих в превращенаи гербицидов, оно достаточно xopoitio выражено. Так, в прослойке количество указанных видов возрастает по сравненшо с почвой в 9 раз, а в присутствии пропанида - в 14,6- раза. Аналогична  картина наблюдалась и ь случае- применени  ордрама, однако различи  между вариантами менее значительны. В вариантах с прослойкой наблюдалось значительное (в три раза по сравнению с контролем) повыщение урожа  риса, несмотр  на равные с контролем дозы удобрений ( ), Это объ сн етс  тем, что прослойка повышает содержание органического вещества (стимул тора роста) в подпахотном слое и уменьшает вынос минеральных удобрений из пахотного спо , Использован е предлагаемого способа предотвращенг-ч  загр знени  грунтовых вод пестицтшамй обеспечивает по сравнению с существ;утощими : следующие преимущества: повышение адсорбционно-кумул тив- ,ной емкости прослойки, в результате чего обеспечиваетс ,пррл тическц полное поглощение пестицкдо1з даже при повышенных дозах нх применени ,, Сум 1арна  концентрадй  пропанида и его метаболита Зч4 Ди;4;лоран 1Лина в дренажных водах, мг/л приведена в табл. 3. ТаблицаЗ Jl SS§iLESS,SS,J gE-§iSMS J-J. после I контроль прослойгфослойка создани  {без ка изпредлагаесло  за™ слойки) I вестна  ма  топлени% B.. 1. 50,0 li

11733595

Продолжение табл. 3

Контроль без прослойки ) + пропанид 1 230 100,0

С прослойкой без

гирбицида2 020 164,2

С прослойкой +

пропаннд1 80О 146,3

Контроль (без

прослойки) +

пропанид1 460 1ОО,О

С прослойкой без гирбицида14 320 980,8

с прослойкой +

пропанид. 12 560 860,3

12 Продолжение табл. 4

Вли ние прослойки на количественное

содержание микроорганизмов, участвующих в превращении пропанида приведено в табл. 5.

Таблица 5

93

10О,0

139149,5

276296,8

156100,0

1 420910,0

2 280 . 1461,5 Вли ние содержание 13733595. прослойки на количественноев превращении ордрама, приведено в микроорганизмов, участвующих табл. б. Таблицаб

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Состав для создания прослойки, пре— 55 дотвращаюшей загрязнение'Грунтовых вод

   гербицидами на ирригационных системах, содержащий суглинок и воду, отличающийся гем, что, с целью повышения адсорбционно-кумулятивной емкости прослойки и возможности регулирования ее фильтрационных свойств, состав дополнительно содержит лигнинсодержащие вещества, бентонитовую глину, метилсиликон, углещелочный реагент и клиноптилолит при следующем соотношении компонентов_г вес.%:

   Тяжелый суглинок Бентонитовая глина Лигнинсодержащие вещества Метилсиликон Углещелочной реагент Клиноптилолит Вода

   43-57

   4-9

   7-10

   0,01-3,5

   0,1-0,9

   3-4

   Остальное