Статья опубликована в №84 (август) 2020
Разделы: Биология, Биотехнологии, Сельское хозяйство
Размещена 31.08.2020. Последняя правка: 03.09.2020.
Просмотров - 1946

Экологичный метод утилизации твердых коммунальных отходов посредством вермикультивирования с целью повышения плодородия почв

Аскарходжаева Азизахон Нодировна

базовый докторант, соискатель

Национальный Университет Узбекистана им. М.Улугбека

Кафедра Физиологии человека и животных

Гафурова Л.А., доктор биологических наук, профессор кафедры почвоведения Национального университета Узбекистана им. М.Улугбека; Аскарходжаева К.У. кандидат биологических наук, доцент НИХД им.К.Бехзода

УДК:631.468.514.239

Введение. В наше время во многих странах, в связи с обострением экологического положения человека в биосфере, вследствие загрязнения природных сред,  нарастающая динамика образования твердых бытовых или коммунальных отходов диктует изыскание эффективных ресурсосберегающих методов переработки отходов, их воплощения в жизнь и принятия практических мер  по  разрешению данной проблемы.

Актуальность 
Злободневность проблемы накопления и утилизации отходов становящейся глобальной подтверждается экологической и природоохранной политикой РУз. Не так давно в Республике Узбекистан принята  Стратегия по обращению с твердыми бытовыми отходами  на период 2019-2028 годов Она основывается на Конституции Республики Узбекистан, законах Республики Узбекистан "Об охране природы" и "Об отходах", а также Стратегии действий по пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан в 2017-2021 годах, утвержденной Указом Президента Республики Узбекистан от 7 февраля 2017 года N УП-4947. [1-3]
  Охрана окружающей среды, в первую очередь почв  и рациональное использование природных ресурсов неотделимы от решения проблем с формированием и утилизацией отходов. Эффективный контроль за образованием, хранением, обработкой, транспортировкой и удалением отходов имеет чрезвычайно важное значение для здравоохранения, охраны окружающей среды, рационального использования природных ресурсов и обеспечения устойчивого развития. Это требует наличия соответствующих знаний, опытных специалистов, сооружений, финансовых ресурсов, технического и научного потенциала (Европейское Агентство по Окружающей Среде «Защита окружающей среды Европы: Третья оценка», Дания, 2003)  [5].

Целью исследования является поиск оптимальных условий вермикультивирования на субстратах из твердых бытовых отходов (ТБО) с одновременной утилизацией ТБО, получением вермикомпоста - органического удобрения, а также биомассы живых червей.

В соответствии с целью, были поставлены задачи:

- изучение пищевой преферентации дождевых компостных червей на различных субстратах из органико содержащих твердых бытовых отходов (ТБО)

- определение биомассы червей  на различных субстратах из  органико содержащих твердых бытовых отходов (ТБО) 

  В связи с этим для этих целей,  во многих странах широко применяется способ вермикомпостирования на субстратах из органосодержащих твердых бытовых отходов. Кроме переработки широкого ассортимента  органических ТБО,  дождевые компостные черви  могут поедать простейших одноклеточных, нематод, бактерий, грибов, различных микроорганизмов, остатки растительного и животного происхождения. [7]

Известно около 7 тыс. видов дождевых червей. В по­чвах Узбекистана    их насчитывают около 35 видов. Для переработки ТБО в вермикомпост пригодны не все существую­щие в природе дождевые черви, в основном компостные. [4,7]

Дождевые, компостные черви  эффективно разрушают органические субстраты совместно с почвенными микроорганизмами. Дождевые черви перерабатывают большое количество растительных остатков  и как показали, наши исследования черви местных популяций имеют определенное сродство и предпочтение к субстратам определенных фракций из состава ТБО.

Материалы и методы. В наших экспериментах опыты проводились в общепринятых устройствах специально модифицированных нами для определения субстратного преферендума (предпочтения) дождевых червей.  Представлено деревянной конструкцией с центральными и боковыми емкостями, располагающихся по бокам центрального ящика. Объединены они соединительными  перегородками, таким образом, что каждый боковой ящик имеет связь с центральным, что позволяло червям свободно перемещаться в сторону предпочтительного субстрата.            Подготовленные органосодержащие субстраты из ТБО предварительно предобрабатывались настоями и далее помещались в каждый отсек устройства для определения субстратного преферендума червей в равном количестве почвы и субстрата.

С целью соблюдения, правила идентичности содержания червей в различных пробах, чтобы исключить влияние органических остатков и других факторов, определяющих развитие червей,  почва для содержания люмбрицид предварительно очищалась от органических веществ,  и стерилизировалась. Количество особей первоначально  введенных в каждый центральный ящик составляло 60 шт.  В ёмкостях поддерживали оптимальные условия температуры 20-28⁰ С, влажности 75-88⁰ и рН 6,2-6,8. Оптимальной температурой, при которой устройство обеспечивает экспресс-определение пищевой привлекательности субстратов для  червей, был 20°С, а продолжительность эксперимента составило 96 дня в период от март-до начала июня. Повторности проводились 6 кратно. После окончания опытов устройство было разобрано  и  были произведены подсчеты живых особей биомасса, количество червей, количество съеденного субстрата  и другие  показатели в каждом отсеке, тем самым была возможность  рассчитать значение субстратного преферендума для каждого субстрата.

Полученные данные статистически обрабатывались с использованием критерия Стьюдента, где вычислялись — M - выборочное среднее, m — средняя ошибка средней и  показатели статистической значимости (t и P).

Результаты   и  обсуждение.  Предварительные эксперименты выявили, что листья чинары, глянцевая бумага и подобные другие пищевые упаковочные материалы, которые имеют в составе, дубильные вещества, танины, гигиеническо-пищевые покрытия (фольга, биоразлагаемые материалы упаковок), глянец, биополимеры, химические красители и др. оказались мало предпочтительны как пищевой субстрат для дождевых компостных червей. Поэтому в дальнейших экспериментах эти субстраты подвергались ферментации, для повышения биодеградации, что непосредственно повлияло на пищевое предпочтение червей.Ниже  представлены результаты исследований пищевого предпочтения дождевых червей к различным органическим фракциям твердых бытовых отходов, ферментированных в   водных растворах и настоях.

Таблица 1. Величина  биомассы червей в субстратах  из ТБО  в зависимости от вида ферментируемого агента 

Органосодержащий субстрат  из ТБО	Ферментация Водой		Ферментация настоем навоза овец	Ферментация раствором NaHCO3 5 %	Ферментация раствором Са(ОН)2 -5%
	Биомасса червей (г) (M±m, n=6)
	M±m	M±m		M±m	M±m
Контроль	21,9± 7.9	20.2± 6.8		18.4±4.4	19,7± 5.6
Пищевые отходы	29.2±11.0	35.9±12.2.		31.3 ±13.7	30.3±16.3
Листья платана (чинары)	20.9±7.4	29.3±10.1		27.2 ±9.2	28.5±9.9
Упаковки картоновые   (молоко,сок и др.)	24.6± 6.97	32.9±14.8		23.2±7.07	28.4±9.25
Картон гофрированный	29.7±10.1	30.0±15.4		34.1±12.8	37.4±14.2
Глянцевая бумага	20,7 2±9.1	23.9±7.3		21.3±8.7	24.4±9.1

Результаты, по общей биомассе червей, представленные в таблице показывают, что общее количество червей, находящихся на  предобработанных  субстратах  оказалась  существенно высокой, нежели в контрольных образцах.  

Были выявлены  различия в последовательности  увеличения биомассы червей,  на культивируемых субстрата в зависимости от вида предварительного ферментирующего агента.        Предобработка всех  фракций из ТБО выявило дальнейшее повышение  пищевого преферендума у червей, что выразилось в существенном возрастании их  биомассы в пробах к примеру во фракции пищевых отходов  это выразилось в следующей последовательности по убыванию: ферментация настоем  навоза>   раствором NaHCO₃ 5  %, >   раствором Са(ОН)₂ 5% >  водой , что к примеру  соответственно в 1,7 >1,7>1,5> 1,3 (<0,001),(<0,05)   выше контрольных проб.

Заключение. Таким образом,  результаты,  полученные в данной серии наших исследований позволяют заключить, что пищевая привлекательность субстратов напрямую зависит как от происхождения органосодержащих фракций ТБО, так и от степени и вида их ферментации,  поскольку последняя по-видимому ускоряет процессы деградации и переваримость субстратов в пищеварительном тракте червей. Тем самым, утилизация ТБО ресурсосберегающим вермикультивированием органосодержащих субстратов будет способствовать наиболее  экологичному разрешению злободневной проблемы отходов и является одним из  путей перехода на органическое земледелие фермерства в Узбекистане.

1. Абдуллаева Д. А. Законодательная основа управления твердыми бытовыми отходами в Узбекистане // Экологическая безопасность и гражданская инициатива. — Ташкент, 2006. - №8.— с. 14-18.
2. Санитарные требования к хранению и обезвреживанию твердых бытовых отходов на специальных полигонах в условиях Узбекистана (СанПиН РУз, № 0157–04) –Ташкент, 2011-2-5 с.
3. Санитарные правила и нормы очистки территорий населенных мест от твердых бытовых отходов в условиях Республики Узбекистан (СанПиН РУз N 0297-11) –Ташкент, 2011-4-6 с.
4. Аскарходжаев Н.А., Гафурова Л.А., Аскархoджаева А.Н. Культивирование дождевых червей, как эффективное средство повышения плодородия почв // Аграрная наука сельскому хозяйству Сб. научных трудов. Материалы Х Международной научно-практической конференции, Книга 2 –Барнаул. 2015– 14-16 с.
5. Аналитический доклад центра экономических исследований «Совершенствование городского управления и инфраструктуры городов в Узбекистане: проблемы и поиск новых механизмов и инструментов», – Ташкент 2011 – 17-23 с.
6. Гафурова Л.А.,Аскарходжаева А.Н Развитие дождевых червей на различных субстратах твердых бытовых отходов// Вестник Аграрной науки Узбекистана 4 (66) – Ташкент 2016 - 70-74 c.
7. Khalid A., Brahim S., Hassan E., Sevastianos R., Imane T.A. Recovery of organic tomato wastes through vermicomposting for organic vegetable production // «Innovative Research for Organic Agriculture 3.0», Organic World Congress 2017 in New Delhi, India, 2017. – P. 212-215.

Рецензии:

1.09.2020, 16:13 Васильев Денис Владимирович
Рецензия: Хорошая статья, посвященная актуальному вопросу у утилизации твердых коммунальных отходов. Приведены данные собственных исследований по мониторингу пищевого предпочтения дождевых компостных червей на субстратах из различных фракций твердых бытовых отходов (ТБО). Считаю, что данная работа может быть опубликована в журнале.

2.09.2020, 10:33 Ощепкова Юлия Игоревна
Рецензия: Статья посвящена решению актуальных вопросов по утилизации твердых бытовых отходов. Считаю целесоообразным рекомендовать данную статью к публикации в журнале.

Комментарии пользователей:

3.09.2020, 13:21 Аскарходжаева Азизахон Нодировна Отзыв: Здравствуйте Уважаемый профессор Денис Владимирович! Мы признательны Вам за Ваше внимательное отношение к молодым исследователям, за Ваше драгоценное время по анализу нашей небольшой работы. Нам очень важно и ценно Ваше мнение и наставления, большое спасибо за рецензию.

Оставить комментарий