Результаты экспериментальных исследований влияния электрических полей на содержание аммония в животноводческих стоках

При внесении животноводческих стоков на сельскохозяйственные поля необходимо снизить в них содержание аммония. С целью разработки более эффективных способов очистки сточных вод изучено воздействие электрического поля на изменение концентрации аммонийных соединений азота в водных растворах (электролите). Экспериментальные исследования проведены на разработанной установке, использующей принцип электролиза. Для имитации содержания аммония в электролите использовалась дистиллированная вода с добавлением аммиачной селитры. Электролит объемом 500 мл помещался между электродами и обрабатывался постоянным током в течение 1, 3, 4 и 9 мин. Исследования проводились при концентрации NH₄⁺ в электролите 60, 90 и 300 мг/л. После завершения эксперимента определялись концентрация азотных соединений и водородный показатель pH электролита. Установлено, что воздействие электрического поля на водный раствор NH₄⁺ приводит к снижению концентрации аммонийных соединений азота и изменению pH электролита с кислотной до щелочной реакции. После 9-минутной обработки электролита с концентрацией NH₄⁺ 60 и 90 мг/л в растворе не были обнаружены аммонийные соединения. Обработка раствора с концентрацией NH₄⁺ 300 мг/л в течение 1 мин привела к снижению концентрации аммония до 75 мг/л, что говорит о перспективности данного способа очистки и разработки промышленного образца технического средства для обработки стоков животноводства. Снижение концентрации аммонийного азота позволит уменьшить экологическую нагрузку на почву, грунтовые и поверхностные воды и повысить качество растениеводческой продукции, выращиваемой на сельскохозяйственных угодьях, на которых утилизируются сточные воды животноводческих комплексов. Изменение pH электролита с кислотной до щелочной реакции положительно повлияет на кислые почвы Центральной Нечерноземной зоны РФ.

1. Тиво П.Ф., Анженков А.С., Саскевич Л.А., Бут Е.А. Анализ современных технологий использования животноводческих стоков // Мелиорация. 2017. № 3 (81). С. 54-63. EDN: YLOHHR

2. Kadlec R., Knight R., Vymazal J., Brix H., Cooper P., Haberl R. Constructed Wetlands for Pollution Control: Processes, Performance, Design and Operation. 2000. 171 р. http://library.oapen.org/handle/20.500.12657/30978

3. Водянников В.И., Николаев С.И., Шкаленко В.В. Экологические проблемы животноводческих комплексов // Стратегическое эколого-экономическое развитие регионов и муниципальных образований в условиях глобализации: Материалы Международной научно-практической конференции, Москва, 30 марта 2017 г. М.: Российская академия естественных наук, 2017. С. 212-218. EDN: YQMRKZ

4. Васюков А.Е., Самсонова Е.С. Исследование сорбции-десорбции нитрат-ионов почвами потенциометрическим методом // Научные труды Калужского государственного университета имени К.Э. Циолковского: Материалы докладов, г. Калуга, 13-14 апреля 2022 г. Калуга: Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского, 2022. С. 205-211. EDN: NVEGQW

5. Кавердова И.С. Нитраты в почве и их влияние на качество овощей и здоровье людей // Исследования молодежи – экономике, производству, образованию: Материалы XIV Всероссийской молодежной научно-практической конференции, г. Сыктывкар, 17-21 апреля 2023 г. Сыктывкар: Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова, 2023. С. 102-107. EDN: DYGNGJ

6. Пироговская Г. Вымывание питательных элементов из почв: экономический аспект // Наука и инновации. 2024. № 3 (253). С. 73-80. https://doi.org/10.29235/1818-9857-2024-3-73-80

7. Gogmachadze L.G., Khusnetdinova K.A., Stepanov A.L., Kravchenko I.K. Microcosm study of ammonium and drying impact on methane oxidation in agricultural soil. Journal of Agriculture and Environment. 2023;8(36). https://doi.org/10.23649/JAE.2023.36.7

8. Mervin St.L., Joann K.W., Noura Z., Bernie J.Z. Chapter two – nitrogen dynamics and indices to predict soil nitrogen supply in humid temperate soils. Advances in agronomy. 2011;112:55-102. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-385538-1.00002-0

9. Keeney D.R., Nelson D.W. Nitrogen-Inorganic forms. Agronomy Monographs, 1982. https://doi.org/10.2134/agronmonogr9.2.2ed.c33

10. Cathcart J., Mason H., Sey B., Heinz J., Cannon K. Assessment of Environmental Sustainability in Alberta’s Agricultural Watersheds Project. Alberta Agriculture and Rural Development, Edmonton, АВ. 2008.