Утечки навоза: оценка ущерба и поиск решения

Утечка навоза в близлежащий ручей или реку создаёт серьёзную экологическую угрозу, так как резко повышает концентрацию фосфора в воде. Учёные из Министерства сельского хозяйства США (USDA) и их коллеги определили, как донные отложения в каналах захватывают и высвобождают фосфор из навоза, и предложили стратегии для снижения его концентрации после таких аварий.

Исследования провели почвенный учёный Дуг Смит из Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) и Шаламар Армстронг, ныне доцент Университета штата Иллинойс. Учёные собрали донные отложения из двух дренажных канав в водосборном бассейне Сидар-Крик в Индиане и смоделировали в лабораторном канале наихудший сценарий утечки, используя слаборазбавленный свиной навоз. Через 24 часа «аварию» ликвидировали по стандартным протоколам.

Моделирование показало, что первоначальная концентрация растворённого фосфора в воде составила в среднем 5,57 миллиграмм на литр. Через сутки она снизилась до 0,19–0,21 мг/л, но всё равно превысила стандарты Агентства по охране окружающей среды США (EPA) для водоёмов этого бассейна. Оказалось, что отложения сначала адсорбировали фосфор из воды со скоростью 8,9–16,7 мг на квадратный метр осадка в час, но после «очистки» начали высвобождать его обратно, увеличивая общую нагрузку как минимум на 67% выше допустимого уровня EPA.

В другом эксперименте учёные установили, что внесение в загрязнённые отложения смеси квасцов и карбоната кальция в дозе 1,6 мг на грамм осадка подавляет высвобождение фосфора на 92% в песчаных грунтах и на 72% — в суглинистых и супесчаных. Более высокие дозы добавки подавляли выброс фосфора во всех трёх типах почв на 100%. Результаты опубликованы в журналах Journal of Environmental Quality и Journal of Environmental Monitoring.