Агро-номические руды и нетрадиционное минеральное сырье (интерактивный курс) (стр. 8 )

Зола — несгорающий остаток, образующийся из минеральных примесей топлива при полном его сгорании. Содержание золы в каменных и бурых углях находится в пределах примерно от 1 до 45% и более, в горючих сланцах — от 50 до 80%, в топливном торфе — от 2 до 30%, в дровах — обычно менее 1%, в растительном топливе др. видов — от 3 до 5%. В сельском хозяйстве золу широко применяют как удобрение, содержащее калий в форме поташа (K2CO3), легкорастворимого в воде и доступного растениям соединения. В золе находятся и другие минеральные вещества, необходимые растениям, — фосфор, кальций, магний, сера, бор, марганец и др. макро - и микроэлементы. Высокое содержание углекислого кальция в золе сланцев и торфа позволяет использовать её для снижения кислотности почв. Вносят золу во все почвы, под все культуры, но наиболее целесообразно удобрять ею табак, картофель, гречиху, бобовые, лён, плодовые культуры. Золу вносят под вспашку, при перекопке почвы под кронами деревьев (4—15 ц/га), при посадке картофеля, рассады капусты и томатов (3—5 ц/га), используют её для подкормки лугов, пропашных и зерновых культур (3—5 ц/га). Золу нельзя смешивать с органическими и аммиачными удобрениями (во избежание потерь аммиака), а также с суперфосфатом и др. водорастворимыми фосфорными удобрениями (вызывает ретроградацию, чем понижает усвояемость фосфатов растениям. Керамзит. Искусственный продукт, получаемый при обжиге легкоплавких вспучивающих глин. Представляет собой стеловидную или шлаковидную пористую массу. В сельском хозяйстве используют в основном в качестве субстрата в теплицах и для гидропоники, обычно в виде керамзитового гравия ( 5-10 мм ) и песка (0,1-5мм).

?

· Что такое фосфогипс и каков его химический состав.

· Для какой цели и на каких почвах можно использовать фосфогипс?

· В каких дозах рекомендуется применять фосфогипс?

· Что такое дефекационная грязь и как ее можно использовать?

· В какой форме содержится калий в золе?

2.2.Экологические аспекты применения агроруд

Применение минералов и горных пород в сельском хо­зяйстве наряду с запланированным положительным эффек­том может вызвать и отрицательные последствия. Негатив­ное воздействие на растения, животных и человека может быть связано с особенностями химического состава и физи­ческими свойствами агроруд. При централизованной добы­че и поставках предусмотрен контроль за содержанием не­которых вредных компонентов, а при использовании местных ресурсов необходимо учи­тывать особенности агроруд и возможные последствия от их применения.

Использование известняка для мине­ральной подкормки скота и птицы нормируется содер­жание ряда компонентов: нерастворимого в соляной кислоте остатка — не более 2%, фтористых соединений — не более 0,2%, невредных примесей (магния, окисей железа, алюми­ния, серы и т. п.) — до 4,8%, металломагнитных примесей — не более 100 мг на 1 кг. Примеси мышьяка и ядовитых серни­стых соединений не допускаются.

При исользовании известняков для мелиорации кислых почв также необходимо учитывать содержание в породе некоторых соединений, например свинца (20-1250 мг/кг сухой массы), стронция (610 мг).

В сырье для производства фосфор­ных удобрений присутствует в определенных количествах обширный набор примесей, в том числе вредных для человека — фтора, тяжелых металлов.

Содержание в минеральных удобрений тяжелых металлов (мг/кг).

( по ).

Удобрение	F	Mn	Cu	Ni	Cr	Pb	Zn	Cd
Апатит	710	49,5	11,3	3,5	1,75	89,8	7,50	0
Нитрофоска	360	67,5	11,3	6,0	3,30	14,8	9,00	0,03
Суперфосфат простой	643	113,5	32,0	6,0	3,30	15,3	17,50	0,25
Суперфосфат двойной	1467	455,0	1,0	15,0	6,80	31,8	17,30	0,48
Фосфоритная мука	865	172,5	2,5	20,8	6,50	14,5	42,80	0,23
Нитроамофос	272	181,0	8,5	0,8	8,80	9,8	0,38	20,0

При этом фосфориты характеризуются более высоким содержанием урана, а апатиты — стронция и редких земель, во многих случаях в сотни раз превышающим кларковые значения. Все эти элементы попадают и в конеч­ный продукт — минеральные удобрения.

Альфа-радиоактивность некоторых удобрений (нитро­фоска Новомосковского химкомбината, суперфосфат из апа­титов Кольского полуострова) примерно соответствует сред­ней активности природной почвы. В других же случаях значи­тельно превосходит ее — в 15 раз у промышленного концент­рата фосфоритов Прибалтики, в 20 раз — фосфоритной муки комбината «Фосфорит», более чем в 50 раз для некоторых фосфорных удобрений и коммерческих удобрительных смесей в США. В некоторых штатах концентрация урана-238 в почвах за 80 лет примене­ния фосфорных удобрений увеличилась в два раза, а в Герма­нии на окультуренных почвах содержание естественно-радио­активных элементов (урана и радия) на 6...9% выше, чем на неокультуренных.

Наиболее распространенными калийными удобрениями является хлорид калия, сульфат калия, калийная соль и другие. Эти удобрения также могут служить источником отрицательного воздействия на окружающую среду. При переработки сильвинита образуются галитовые отвалы, глинисто-солевые шлаки, а также пылегазовые выбросы. Калийные удобрения содержат и так называемые балластные элементы (CI, Na), которые могут накапливаться в почве при систематическом применении повышенных доз удобрений, снижая ее плодородие и накапливаясь в грунтовых водах.

Содержание вредных примесей в калийных удобрениях (мг/кг)

Удобрения	Pb	Ca	AI	Hg	Cr
KCI	6,5	0,2-0,3	1,3-7,7	-	-
K2SO4	12,0	1,00	0,2	0,075	0,250
Сырая калийная соль	4,0	0,09	2,6	-	-
40%-калийная соль	4,5	0,16	4,1	-	-

Немалую опасность вызывают содержащиеся в калийных удобрений металлы (Cd, Hg, Pb, AI), которые могут накапливаться в живых организмах, проникать в грунтовые воды и др.

Содержание тяжелых металлов в сапропелях варьирует по месторождениям, горизонтам вертикальных разрезах и в пространстве одного месторождения. Значительная часть тяжелых металлов в сапропелях находится вподвижной форме.

Содержание подвижных форм тяжелых металлов в сапрпелях ( мг/кг)

Элемент	Класс сапропеля
Органический	Органо-известковистый	Органо-кремнистый	Органо-глинистый	Карбонатный
Кадмий	0,26	0,39	0,22	0,38	0,47
Медь	3,10	2,83	7,75	0,68	1,15
Никель	1,41	3,70	7,44	1,90	2,38
Свинец	3,26	6,53	9,9	1,54	2,24
Цинк	21,8	9,94	41,5	13,2	5,60

Цеолиты. Для мест, где на поверхности распространены вулканические туфы цеолитового состава (район в Турции) среди крестьян отмечается повышенный уровень заболева­ний раком легких. Это заставило предположить канцероген­ность названных пород.

Установлена канцерогенность двух минералов группы цеолита — эрионита и морденита что заставляет полностью исклю­чить их из перспективных видов агроруд.

Что касается дру­гих представителей цеолитов (клиноптилолита, гейландита и др.), то исследователи, занимающиеся этим вопросом, при­ходят к выводу об отсутствии особых ограничений для их использования в сельском хозяйстве. Однако некоторые ме­дицинские работники предлагают временно установить при работе, например с гейландитовыми вулканическими туфами, те же ПДК в воздухе рабочей зоны, что и для хризотил-асбе­ста, высокая канцерогенность которого установлена уже давно.

При использовании цеолитов как минеральной добавки в животноводстве
и птицеводстве также следует соблюдать некоторую осторожность. Некоторые исследователи отмечают увеличение содержания стронция и бария в костях и каль­ция - в мясе цыплят-бройлеров при использовании цеолитовых добавок в корме. Имеются данные, заставляющие ограничивать размер цеолитовых частиц и их содержание в корме. Частицы размером более 3...5 мм травмируют желудочно-ки­шечный тракт, а при содержании 20% цеолитов в рационе, кур отмечаются многочисленные кровоизлияния в желудочно-кишечном тракте, изменения в печени, отложения солей, кам­ни в почках и другие нежелательные последствия. Необходимо также учитывать, что химический состав цеолитов различных месторож­дений непостоянен, содержание отдельных соединений зна­чительно колеблется, а содержание самих цеолитов в породе может варьировать от 10 до 90%. В состав природных цеоли­тов различных месторождений входят многие микроэлементы, для которых не установлены предельно допустимые концентрации. Совместное присутст­вие более 20 макро - и микроэлементов в конкретном для каждого месторождения количестве и сочетании может вы­звать вредные или неблагоприятные изменения в организме теплопокровных животных.

?

·  Почему морденит и эрионит не рекомендуется использовать в сельском хозяйстве ?

·  Какие вредные примеси содержатся в фосфорнокислом сырье ?

·  Какие вредные соединения могут содержаться в минеральных удобрениях ?

2.3.Нетрадиционное минеральное сырье в современных технологиях и нанотехнологиях

Область исследований нанотехнологии и технологии наноматериалов охватывает неорганические и органические частицы и системы частиц, характерный размер которых находится в диапазоне от атома до 100 нанометров. Особенностью нанообъектов является наличие размерных эффектов, т. е. зависимость их свойств от размера и появление новых свойств. Наночастицы и наноструктурированные объекты обладают особыми, часто уникальными свойствами, отличающимися от свойств макрообъектов. Это позволяет создавать принципиально новые материалы и устройства.

Объектами исследований нанотехнологии могут быть фуллерены, нанотрубки, наночастицы металлов, аморфные неорганические наноструктуры, неорганические и органические композиционные материалы, молекулярные сита, супрамолекулярные ансамбли и устройства, тонкие пленки и поверхностные слои, мицеллярные системы и микроэмульсии, жидкие кристаллы, аэрозоли, золи, гели, ультрадисперсные порошки и др., а также липосомы, биомембраны и другие нанообъекты биологического происхождения.

Большие надежды в применении нанотехнологий обнаруживаются и в агропромышленном комплексе. Увеличение производства и качества переработки сельскохозяйственного сырья, увеличение ресурса работы спецтехники, повышения сроков хранения, получение высококачественной пищевой продукции и кормов - все эти задачи агробизнеса могут решить нанотехнологии.

Мониторинг разработанных нанотехнологических процессов и наноматериалов подтверждает, что применение нанопрепаратов в растениеводстве
обеспечивает повышение устойчивости к неблагоприятным погодным условиям и увеличение выхода готовой продукции. Почти для всех технических и продовольственных культур - картофеля, зерновых, овощных, плодово-ягодных, хлопка и льна показатели урожая увеличились в 1,5-2 раза. Нанотехнологии уже активно внедряются при послеуборочной обработке подсолнечника, табака и картофеля, хранении яблок в регулируемых средах, озонировании воздушной среды.

В свете последних открытий нанотехнологий была изучена биологическая роль кремния в живых организмах и изучена биологическая активность органических соединений кремния - силатранов. Силатраны, являющиеся клеточным образованием и содержащие кремний, оказывают физиологическое действие на живые организмы на всех этапах эволюционного развития от микроорганизмов до человека. Применение кремнеорганических биостимуляторов в растениеводстве позволяет повысить холодостойкость, выносливость к жаре и засухе, помогает благополучно выйти из стрессовых погодных ситуаций (возвратные заморозки, резкие перепады температуры и т. д.), усиливает защитные функции растений к болезням и вредителям. Препараты снимают угнетающее, седативное действие химических реагентов по защите растений при комплексных обработках.