Использование хозяйственно-бытовых сточных вод в земледелии и сельском хозяйстве достаточно широко распространено и в наши дни, особенно в странах с засушливым климатом. Это позволяет экономить водные ресурсы, минеральные и органические удобрения, увеличить производство продуктов питания. Главным образом стоки используют для орошения при выращивании сельскохозяйственных культур, полива зеленых насаждений, в прудовых хозяйствах.
Полив зеленых насаждений очищенными сточными водами широко распространен в США, Израиле, Латинской Америке, Австралии, средиземноморских и арабских странах, Северной Африке и Индии. Стоки используют для орошения парков, уличных газонов, площадок для гольфа, придорожных зеленых полос. Полив осуществляют как внутрипочвенно, с помощью сети подземных оросителей, так и поверхностно — автоцистернами, поливочными машинами. К примеру, большая часть стоков Мехико используется для ирригации 80 тысяч гектаров земли, занятой люцерной, маисом, ячменем и овсом.
В ряде стран (Израиль, Иордания, Перу, Саудовская Аравия) направление сточных вод на орошение является государственной политикой. Так, в Израиле установлено несколько сот бассейнов и резервуаров для сбора и повторного использования очищенных сточных вод, объем которых в 2000 году превысил 300 миллионов кубометров. В этой стране утилизируется более 70% всех городских стоков.
Наиболее крупной из построенных в СССР систем орошения бытовыми сточными водами являлась Бортническая система под Киевом с площадью орошения 23,3 тысячи гектаров. Орошаемые земли использовались в основном под кормовые культуры — кукурузу, зернобобовые, корнеплоды, многолетние травы.
В Московской области на земледельческих полях сточными водами в 70–80-е годы XX века орошалось более 5 тысяч гектаров. На них выращивали в основном многолетние травы, которые расходовали в период выпаса скота, а также для приготовления сенажа, травяной муки. За пастбищный сезон проводилось 6–7 поливов, осуществляемых напуском по бороздам, склонам и дождеванием.
Орошение полей бытовыми сточными водами города Алейска позволило получить в условиях Западной Сибири 5–6 тонн зеленой массы злаковых трав с гектара.
Применение сточных вод в агротехнике решает сразу две задачи - использование их для полива и удобрения растений, а так же почвенной очистки и утилизации сточных вод, вместо их глубокой очистки и сброса в водоёмы.
Такой метод очистки стоков оказался более экономичен по сравнению с искусственной биологической очисткой в капитальных очистных сооружениях. Метод был рекомендован к широкому внедрению в практику сельскохозяйственного производства, поскольку оказывает положительное влияние на химический состав, агромелиоративные свойства орошаемых почв и урожайность сельскохозяйственных культур, обеспечивает более высокое качество очистки сточных вод при сравнительно низких капитальных затратах на строительство очистных сооружений (систем внутрипочвенного орошения) и их эксплуатацию по сравнению с искусственными аэрационными очистными сооружениями.
Наиболее полно санитарно-гигиеническим требованиям отвечает внесение сточных вод непосредственно в корнеобитаемый слой почвы. Сточные воды подаются по увлажнителям в почву на глубину до 60 сантиметров от поверхности и не влияют на внешнюю среду. При этом не происходит загрязнения вышележащих слоев почвы и ее поверхности. Цикл же развития гельминтов при попадании в почву нарушается, и они гибнут. Кроме того, яйца гельминтов в почве уничтожаются клещами, водорослями, грибами и другими микроорганизмами. Патогенные микроорганизмы также достаточно быстро погибают в условиях почвы.
Внутрипочвенное внесение стоков исключает поверхностное загрязнение почвы и растениеводческой продукции яйцами гельминтов, патогенными микроорганизмами, полностью устраняет распространение зловоний, поскольку почва является хорошей средой для их поглощения.
За рубежом в последние годы все шире внедряют способ внутрипочвенного внесения сточных вод на земледельческих полях орошения, при котором полностью соблюдаются санитарно-гигиенические, агротехнические требования и наилучшим образом используются их удобрительные свойства как самой почвой, так и сельскохозяйственными растениями.
Хозяйственно-бытовые стоки отдельных жилых домов и небольших поселков, не имеющие в своем составе промышленный сток, как правило, не содержат токсичных для растений и почвы веществ в опасных концентрациях. Стоки богаты питательными веществами и обладают высокой удобрительной ценностью.
При использовании таких сточных вод для полива растений нет необходимости в их полной биологической очистке в аэрационных сооружениях, достаточно лишь механической предварительной очистки (гравитационного отстаивания), защищающей системы полива от засорения грубыми примесями. Более того, полная биологическая очистка приводит к снижению удобрительной ценности стоков по азоту на 26%, калию — на 18%, кальцию и фосфору — на 10%. Частично теряются бор, марганец, медь, цинк, молибден и другие микроэлементы, необходимые растениям. Почти полностью теряется биологическая часть стоков (органическое вещество — на 72,5%, полезные микроорганизмы — на 94,0%).
Практика использования механически очищенных хозяйственно-бытовых стоков на земледельческих полях орошения показала, что в почве не обнаруживается заметного накопления легкоподвижных химических соединений, органических веществ, патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов. Попавшие в почву органические вещества сточных вод и сложные химические соединения трансформируются почвенными макро- и микроорганизмами и сельскохозяйственными растениями в более простые, которые затем поглощаются почвой и возделываемыми культурами. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что при поливе такими стоками (в зависимости от потребности в питании выращиваемых культур) либо вообще не требуется дополнительного внесения минеральных удобрений, либо их расход минимален.
Неочищенные бытовые сточные воды обычно имеют высокую концентрацию патогенов. Так, кишечные паразиты (вирусы, бактерии, простейшие и гельминты) содержатся в них в концентрациях от 102 до 1011 единиц на литр.
Наиболее опасны при поверхностном использовании для орошения гельминты, наименее — вирусы. Риск заболеваний, вызываемых бактериями и простейшими, имеет промежуточный характер.
Экспертами Всемирной организации здравоохранения в 1989 г. разработаны показатели качества сточных вод для поверхностного орошения. Они требуют снижения числа яиц гельминтов в сточных водах до 1 и менее на 1 л. Это означает, что около 99,9% их должно быть удалено во время предварительной подготовки стоков.
Во многих странах за стандарт качества приняты нормативы, установленные в Калифорнии (США) Департаментом здравоохранения.
Существуют и российские требования к использованию сточных вод для полива зеленых насаждений, определяющие санитарно-гигиенические требования к качеству сточных вод и их осадков, используемых для орошения и удобрения земель, к выбору территории земледельческих полей орошения и осуществлению контроля за их эксплуатацией с учетом сохранения и повышения плодородия почвы, качества сельскохозяйственной продукции и охраны водных объектов от загрязнения. Это Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.7.573–96 «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения». В соответствии с этими нормами для целей орошения зеленых насаждений могут быть использованы хозяйственно-бытовые, производственные и смешанные сточные воды городов, поселков, фермерских хозяйств, предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции. Качество сточных вод и их осадков, используемых для орошения, регламентируется по химическим, бактериологическим и паразитологическим показателям. Сточные воды, содержащие микроэлементы, в том числе тяжелые металлы, в количествах, не превышающих ПДК для хозяйственно-питьевого водопользования, могут использоваться для орошения без ограничений. Наиболее оптимальными в гигиеническом отношении способами полива сточными водами СанПиН признает внутрипочвенное орошение.
Продолжение здесь
