Отримання та використання субстратів на основі органовмісних відходів і природних сорбентів для потреб біологічної рекультивації та ремедіації техногенно порушених земель
Автор: Нагурський Назар Олегович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Екологія та охорона навколишнього середовища
Інститут: Інститут сталого розвитку ім. В. Чорновола
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Нагурський Н.О., Мальований М.С. (керівник). Отримання та використання субстратів на основі органовмісних відходів і природних сорбентів для потреб біологічної рекультивації та ремедіації техногенно порушених земель. Магістерська кваліфікаційна робота – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2021. Розширена анотація Основою благополуччя людства є збереження ґрунту, його родючості. Інтенсивна господарська діяльність людини призводить до знищення рослинності, зміни гідрологічного режиму та рельєфу місцевості, руйнування та забруднення ґрунтового покриву. Внаслідок цих процесів утворюються так звані порушені землі [1]. Внаслідок скорочення ріллі загострюється проблема дефіциту продовольства, яка дуже гостро стоїть у всьому світі. Ця проблема постійно загострюється у зв’язку із зростанням населення. (Обсяг світового виробництва продуктів харчування не є достатнім для задоволення біологічних потреб населення. За даними ООН 200 млн людей на планеті голодують. Бувають роки (наприклад, 1982), в які від голоду помирає понад 20 млн осіб (з них 15 млн.). дітей) Це порівняно з населенням таких країн як Канада (24 млн.) або Данія, Швеція, Норвегія та Фінляндія разом узятих (22 млн.) [2]. Вирішити проблему дефіциту продовольства можна лише шляхом відновлення порушених земель, оскільки всі землі, придатні для сільськогосподарського використання, вже використовуються людством. Рекультивації підлягають усі порушені землі, в яких відбулися зміни, що виражаються в порушенні ґрунтового покриву, утворенні нових форм рельєфу, зміні гідрологічного режиму території (висихання, підтоплення), засоленні ґрунту та забрудненні його промисловими відходами, а також прилеглі угіддя, на яких внаслідок цих процесів відбулося зниження чи втрата продуктивності [3]. 6 Керуючись критеріями обґрунтування напрямів рекультивації, у густонаселених районах із сприятливим кліматом, де розвинене виробництво рослинницької продукції, рекультивація повинна мати переважно сільськогосподарський напрямок [4]. Якщо з природних чи господарських причин сільськогосподарська рекультивація недоцільна чи малоефективна, використовуються інші напрями рекультивації. При цьому в густонаселених промислових районах, що вимагають оздоровлення санітарно-гігієнічної обстановки та збільшення рекреаційних територій за неможливості сільськогосподарського освоєння перевагу надають лісогосподарській або рекреаційній рекультивації, тобто створенню на порушених землях лісонасаджень різних типів та різного призначення. Майже всі види органовмісних відходів можуть бути перероблені в цінні продукти. При проектуванні установок для поводження, обробки та утилізації/повторного використання цих відходів, знання їх природи та характеристик є важливим для вибору підходящої технології [5]. Оскільки відходи людини, тварин і сільського господарства є органічними за своєю природою, при скиданні в струмок або озеро вони будуть служити їжею для гетеротрофних бактерій. Скидання необроблених відходів у водний об’єкт створить біологічно незбалансований стан. При високому органічному навантаженні бактеріям буде потрібно більше кисню для їх окислення та синтезу, що призводить до виснаження кисню у водоймі, згубного для всіх водних організмів [6]. При розробці та експлуатації системи обробки/переробки відходів повинно бути гарантовано, що ризики для здоров’я населення зведені до мінімуму [7]. Найоптимальнішим з еколого-економічної точки зору, для України, є утилізація органовмісних відходів методом компостування, яке визначається, як біологічне розкладання та стабілізація органічних субстратів в умовах, які дозволяють розвивати термофільні температури в результаті біологічно виробленого тепла, з кінцевим продуктом, достатньо стабільним для 7 зберігання та застосування на землі без несприятливого впливу на навколишнє середовище [6]. Компостування органовмісних відходів є сучасним і необхідним методом утилізації відходів і водночас може бути вирішенням проблеми їх надмірного захоронення на звалищах. Додавання природних сорбентів дозволить використовувати компости з органовмісних відходів для рекультивації техногенно порушених земель, без небезпеки забруднення субстрату важкими металами та іншими токсинами. Використання субстратів на основі органовмісних відходів та, не дорогих, природних сорбентів, дозволить зменшити вартість рекультивації, що позитивно вплине на еколого- економічну становище району порушених земель. Об’єкт дослідження – техногенно порушені землі. Предмет дослідження – субстрати на основі органовмісних відходів та природних сорбентів. Мета дослідження. Метою даної роботи є аналіз методів отримання та технологій використання субстратів на основі органовмісних відходів і природних сорбентів для потреб біологічної рекультивації та ремедіації техногенно порушених земель. Результати дослідження. Проаналізовано методи отримання та технології використання субстратів на основі органовмісних відходів і природних сорбентів для потреб біологічної рекультивації та ремедіації техногенно порушених земель. Запропоновано технологічні рішення щодо знешкодження та утилізації органовмісних відходів та використання рекультивації техногенно порушених земель, без небезпеки забруднення субстрату важкими металами та іншими токсичними сполуками. Встановлено, що використання субстратів на основі органовмісних відходів та, не дорогих, природних сорбентів, дозволить зменшити вартість 8 рекультивації, що позитивно вплине на еколого-економічне становище району порушених земель. Ключові слова: порушені землі, органовмісні відходи, компостування, природні сорбенти. Перелік використаних джерел 1. Охорона та раціональне використання природних ресурсів і рекультивація земель : навч. посібник / П. П. Надточій [та ін.] ; заг. ред. П. П. Надточій, Т. М. Мислива. - Житомир : Державний агроекологічний ун-т, 2007. - 418 c.: рис., табл. - ISBN 978-966-8706-16-5. 2. McCallum, Kimberly P.; Lowe, Andrew J.; Breed, Martin F.; Paton, David C. (May 2018). "Spatially designed revegetation-why the spatial arrangement of plants should be as important to revegetation as they are to natural systems: Spatially designed revegetation". Restoration Ecology. 26 (3): 446–455. 3. Рекультивація земель : навч. посібник / Р. М. Панас. - Вид.2-ге, стер. - Л. : Новий Світ-2000, 2007. - 224 с. - (Вища освіта в Україні). - Бібліогр.: с. 207- 222. - ISBN 966-7827-81-Х 4. Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2. 5. Arifin, B. (1982) Design criteria development of septage recycling ponds, Master’s thesis no. EV-82-24, Asian Institute of Technology, Bangkok. 6. Lohani, B.N. and Rajagopal, K. (1981) "Human and Animal Waste Management Strategies in Developing Countries, Environmental Sanitation Review", No.4/5, Environmental Sanitation Information Center, Asian Institute of Technology, Bangkok. 7. Metcalf and Eddy, Inc. (2003) Wastewater Engineering, Treatment, Disposal, Reuse, 4th Edition, McGraw-Hill, New York.