2.8 Определение рН

После приготовлении смесей, из каждой смеси было взято по 20 мл. для определении кислотности также для определения объема известкового молока (20 г извести растворяется в 700 мл дистиллированной воды) который потребуется для доведения значение рН-метра до 7,5 путем добавление его в смесь. Определение кислотности происходил путем опускание в жидкость электрода рН-метра «Эксперт – 001», после которого на дисплеи рН-метра показывалось значение. В каждом случае значение рН был ниже 7,5. Путем добавления известкового молока повышалось значение рН-метра, это говорило о том, что меняется среда - защелачевается. При каждом добавлении известкового молока смесь тщательно смешивалась и всегда опускалась чистый и сухой электрод рН-метра.

2.9 Биотестирование почвенных образцов с использованием семян овса (Avena sativa l.)( iso 11269-1, iso 11269-2)

Принцип методики основан на оценке влияния токсичных компонентов на интенсивность прорастания семян овса и ранние стадии роста (общую биомассу, длину корней и наземной части побега). В качестве тест-объекта нами был выбран овес.

Процедура биотестирования.

Почвенные образцы, используемые в модельных экспериментах, просеивали через сито с ячейками 4-5мм. Взвешивали по 50г почвы, помещали в инкубационные сосуды. В качестве контроля использовали чистую почву, без внесения осадков сточных вод. Почву увлажняли до 60% влагоемкости и поддерживали такую влажность на протяжении всего периода инкубации. Далее засеяли почвенные образцы семенами овса. Предварительно проверили всхожесть овса. Для этого в чашку Петри, предварительно стерилизованные, налили 5 мл водопроводной воды и положили на дно диск из фильтровальной бумаги. Спустя 2 суток определили всхожесть семян, исходя из полученных данных, рассчитали оптимальное количество семян для посева. Опытные и контрольные образцы закладывали в трех повторностях. Инкубирование осуществляется при одинаковой освещенности и температуре.

Оценку результатов производили на 14 сутки. Отмечали количество проросших семян в опытном и контрольном образце. Для того чтобы не повредить корни сосуд помещают на бок в воду и вымывают почву. В каждой повторности измеряли длину корней, наземного побега и общую биомассу.

2.10 Статистическая обработка результатов

Измерение всех параметров проводили не менее чем в трехкратной повторности. Из полученных данных высчитывали среднее значение, среднеквадратическое отклонение, среднеквадратическое отклонение среднего. Оценивали достоверность различий средних по критерию Стьюдента (Р<0.05). На всех графиках показано значение среднеквадратического отклонения. Статистическую обработку проводили с помощью электронных таблиц Excel и программы Stat. Достоверность различий средних оценивали с использованием коэффициента Стьюдента (Р<0.05).

3. Результаты и обсуждение

3.1. Оценка исходных характеристик органических отходов

Поскольку эффективность биологической деструкции отходов зависит от их характеристик: содержания органического вещества, соотношения C:N, влажности и др., на первом этапе работы нами были оценены такие характеристики для 8 видов органических отходов. Результаты представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1.

Исходные характеристики органических отходов

Виды отходов:	Содержание Сорг, мг/г сухого вещества	Содержание Nобщ, % (по сухому веществу)	рН	Влажность, %
Основные:
ОСВ	26,92	3,01	7,9	96,18
Отсев ТБО	13,65	1,63	6,4	70,88
Куриный помет	10,80	4,96	6,4	75,25
Дополнительные:
Жир	57,91	0,51	5,7	1,34
Пищевые	45,27	2,09	4,6	61,04
ФП	36,63	3,12	6,7	60,02
Промасленные опилки	80,72	0,21	5,2	3,74
Консервы	31,06	1,45	4,5	76,9

Из таблицы видно, что наибольшее содержание Сорг наблюдается в опилках промасленных (80,72 мг/г сухого вещества). Действительно, данный отход на 80-85% состоит из лигнина и целлюлозы, богатых углеродом. Высокое содержание Сорг отмечено также в пищевых отходах и жире. Наименьшее содержание Сорг обнаружено в ТБО и курином помете (13,65 и 10,80 мг/г сухого вещества). В последнем отмечено наибольшее среди исследованных нами отходов содержание общего азота (4,96%). Полученные нами результаты подтверждаются литературными данными: действительно, куриный помет зачастую используется в сельском хозяйстве и производстве биогаза в качестве источника азота (http://nlogorod.ru/udobrenia_organik_pomet.php). Наименьшее содержание общего азота было обнаружено нами в опилках промасленных и отходах жира (0,21 и 0,51%, соответственно)

рН отходов также колебался достаточно значительно: в просроченных консервах он составил 4,5, для ОСВ – 7,9. Влажность отходов также была различной – влажность жира составила 1,34%, а влажность ОСВ – 96,18%.

Поскольку отходы обладали различными, зачастую взаимодополняющими свойствами, для их последующей биологической переработки целесообразно было составление смесей из них. В литературе представлен удачный опыт совместного сбраживания отходов, позволяющий значительно увеличить выход биогаза (Mata-Alvarez, 2000, Мазуркин и Солдатова, 2008)

Исходя из объемов образования органических отходов в республике Татарстан и их распространенности, 8 видов исследуемых отходов для дальнейших исследований были разделены нами на 2 группы: основные и дополнительные. Первые использовались в качестве основы в смесях в количествах 70-90%, вторые – в качестве добавок, способных повысить эффективность процесса сбраживания.

Далее нами были оценено влияние опасных отходов на 2 группы организмов. В качестве первого тест-объекта была выбрана Paramecium caudatum, традиционно используемая для оценки опасности отходов (Критерии отнесения…, 2001). В качестве второго – редис Raphanus sativus, т.к. после биологической переработки отходы предполагается использовать в качестве почвоулучшителей. Результаты биотестирования, а также отнесения отходов к классам опасности на основании Кр10 (Критериям отнесения…, 2001) представлены в таблице 3.2.

Как видно из таблицы, P. caudatum оказался менее чувствительным тест-объектом, чем R. sativus по отношению к исследуемым отходам: так, при тестировании с инфузориями 3 вида отходов были отнесены к V классу опасности и 5 – к IV; при тестировании с редисом к V классу были отнесены 3, к IV – 3, и к III – 2 вида отходов. Наиболее токсичными по отношению к редису оказались отсев из ТБО и опилки промасленные

Таблица 3.2.

Токсичность 8 видов отходов по отношению к Paramecium caudatum и Raphanus sativus

Виды отходов:	Токсичность отходов
	P.caudatum		R. sativus
Основные:	Кр 10	Класс опасности	Кр 10	Класс опасности
ОСВ	1	V	1	V
Отсев ТБО	>10	IV	112	III
Куриный	13	IV	9	IV
Дополнительные:
Жир	>10	IV	6	IV
Пищевые	1	V	1	V
ФП	4	IV	85	IV
Промасленые опилки	3	IV	124	III
Консервы	1	V	1	V

Наименее токсичными по отношению к обоим тест-объектам оказались ОСВ, пищевые отходы и консервы с истекшим сроком годности.

Необходимо отметить, что согласно пп. 4.17 СанПин 2.1.7.1322-03 отходы IV и V класса опасности могут захораниваться на полигонах ТБО без ограничений, отходы III класса – с ограничением по массе (30%). Однако, несмотря на то, что исследуемые органические отходы были отнесены нами к III-V классам опасности, их размещение на полигоне ТБО не допустимо согласно п. 4.18 СанПин 2.1.7.1322-03 , т.к. их БПК₂₀ превышает 500 мг/л. Это еще раз свидетельствует в пользу необходимости разработки методов утилизации исследуемых отходов.