Assessment of Biological Efficiency of Application of Defluorinated Phosphogypsum as Residual Fertilizer

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

An important branch of natural fluorapatite processing is the production of extraction phosphoric acid (EPA). More than 95% of the EPC produced is used for the production of mineral phosphate fertilisers, including phosphogypsum. During the detoxification of phosphogypsum, fluorinated phosphogypsum (OF) is obtained, which can be used as a phosphorus fertilizer with a long aftereffect. The aim of this study was to evaluate the biological efficacy and toxicity of defluorinated phosphogypsum in the second year after application in spring oat (Avena sativa) cultivation. Scientific research was carried out by laying a vegetation experiment on the basis of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint-Petersburg State Agrarian University". According to the results of the studies, the following conclusions were made: in the aftereffect of the variants with applied OP, the dynamics of linear growth of spring oats of the variety "Zalp" was approximately the same. At the same time, variants with OF were inferior to the variant with applied Azofoska both in terms of linear growth and productivity. Nevertheless, the results of the vegetation experiment showed that for variants "Fon + OF (0.10 g d.w./kg soil)" and "Fon + OF (0.15 g d.w./kg soil)", where d. w. - P2O5, yield increases compared to background (for grain at standard moisture content) in absolute terms (+ from 0.34 to 1.34 g/m2) and in relative gain (+ 4.4 to 17.5%), confirming the effectiveness of its application in farming. In variants with OF, an increase in the content of mobile phosphorus in the soil was observed in direct dependence on the dose of fertiliser applied compared to the background (+ from 29.5 to 49.0 mg/100 g of soil), which is a very high content. This indicates a pronounced aftereffect. Thus, OF can be used as a multi­ component mineral fertiliser with obligatory additional study of the influence of strontium and heavy metals contained in it in the system "soil-plant".

About the authors

P. V. Agapova

Saint-Petersburg State Agrarian University

Author for correspondence.
Email: polinaagapova@mail.ru
Junior Researcher of RL «ECOOS» St. Petersburg, Russian Federation

M. V. Kiselev

Saint-Petersburg State Agrarian University

Email: kiselev@spbgau.ru
Cand. Sci. (Agric.), Head of RL «ECOOS» St. Petersburg, Russian Federation

I. A. Freidkin

Saint-Petersburg State Agrarian University

Email: fat3000@mail.ru
Cand. Sci. (Agric.), Leading Researcher of RL «ECOOS» St. Petersburg, Russian Federation

References

  1. Fosfogips: khraneniye i napravleniya ispol'zovaniya kak krupno-tonnazhnogo vtorichnogo syr'ya: materialy Vtoroy Mezhdunarodnoy konferentsii, 18.05.2010 [Phosphogypsum: storage and uses as a large-tonnage secondary raw material: Proceedings of the Second International Conference, May 18, 2010], compiled by V. I. Sukhodolova, Moscow, pp. 115–119. (In Russ.)
  2. Proizvodstvo ammiaka, mineral'nykh udobreniy i neorganicheskikh kislot (2019) [Production of ammonia, mineral fertilizers and inorganic acids], ITS 2-2019, NDT Bureau, Moscow, pp. 327–340. (In Russ.)
  3. Lutskiy, D., Litvinova, T., Ignatovich, A., Fialkovskiy, I. (2018) ‘Complex Processing of Phosphogypsum – a Way of Recycling Dumps with Reception of Commodity Production of Wide Application’, Journal of Ecological Engineering, vol. 19, no. 2, pp. 221–225.
  4. Ivochkina, M. A. (2013) Izucheniye tekhnogennykh otlozheniy v otvalakh fosfogipsa pri pererabotke iskhodnogo formirovaniya svoystv syr'ya razlichnykh mestorozhdeniy [The study of technogenic deposits in phosphogypsum dumps during the processing of the initial formation of the properties of raw materials from various deposits], Inzhenernyy vestnik Dona [Don Engineering Gazette], no. 2, pp. 152–159. (In Russ.)
  5. Pérez-López, R., Nieto, J. M., López-Coto, I., Aguado, J. L., Bolívar, J. P., Santisteban, M. (2015) ‘Dynamics of contaminants in phosphogypsum of the fertilizer industry of Huelva (SW Spain): from phosphate rock ore to the environment’, Applied Geochemistry, vol. 25, pp. 705–715.
  6. Korobanova, T. N. (2016) Rossiyskiy i zarubezhnyy opyt utilizatsii fosfogipsa [Russian and foreign experience in the utilization of phosphogypsum], Nauka vchera, segodnya, zavtra: sbornik statey po materialam XL mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Science yesterday, today, tomorrow: a collection of articles based on the materials of the XL international scientific and practical conference], SibAK, Novosibirsk, vol. 33, no. 11, pp. 63–71. (In Russ.)
  7. GOST R 58820–2020 “Phosphogypsum for agriculture. Specifications” (2020), Standartinform, Moscow, pp. 3–5. (In Russ.)
  8. Al-Zaidyeen, S. M., Arabi Al-Qadi, N. S. (2015) ‘Effect of Phosphogypsum As a Waste Material in Soil Stabilization of Pavement Layers’, Jordan Journal of Civil Engineering, vol. 9, no. 1, pp. 1–7.
  9. Grabas, K., Pawelczyk, A., Strek, W., Szeleg, E. (2019) ‘Study on the Properties of Waste Apatite Phosphogypsum as a Raw Material of Prospective Applications’, Waste and Biomass Valorization, vol. 10, pp. 3143–3155.
  10. Haschke, M., Friedrich, B., Stopic, S., Panias, D., Schneider, P., Dittrich, C. (2016) ‘Extraction of critical technology elements and radionuclides from phosphogypsum tailings’, Conference: Opportunities in Processing of Metal Resources, Budapest, pp. 3114–3174.
  11. Juliastuti, S., Hendrianie, N., Pawitra, Y., Putra, I. (2017) ‘Reduction of P₂O₅ and F from Phosphogypsum by CaO Addition’, The 24th Regional Symposium on Chemical Engineering (RSCE 2017), vol. 156, pp. 3237–3275.
  12. Ennaciri, Y., Bettach, M., Cherrat, A., Zegzouti, A., Mater, J. (2016) ‘Conversion of phosphogypsum to sodium sulfate and calcium carbonate in aqueous solution’, Environmental Science, vol. 7, no. 6, pp. 1925–1933.
  13. Lutskiy, D., Litvinova, T., Ignatovich, A., Fialkovskiy, I. (2018) ‘Processing of Phosphogypsum – a Way of Recycling Dumps with Reception of Commodity Production of Wide Application Complex’, Journal of Ecological Engineering, vol. 19, no. 2, pp. 221–225.
  14. Borodin, A. V. (2021) Kompleksnaya otsenka effektivnosti primeneniya khimicheskogo agenta «VKA» dlya detoksikatsii otkhodov proizvodstva fosfornoy kisloty: otchet o nauchno-issledovatel'skoy rabote [Comprehensive evaluation of the effectiveness of the use of the chemical agent "VKA" for detoxification of waste products from the production of phosphoric acid. Research report], Saint Petersburg, pp. 3–27. (In Russ.)
  15. TU 29.59.59-015-13881083-2019 ‘Highly concentrated agent (HCA) for purification and neutralization of solid and liquid products of natural and technogenic origin. Specifications’ (2019), LLC Nickel, St. Petersburg, pp. 2–10. (In Russ.)
  16. Decree of the President of the Russian Federation of 07.07.2011 No. 899 “On Approval of Priority Directions for the Development of Science, Technology and Engineering in the Russian Federation and the List of Critical Technologies of the Russian Federation” (2011), NWRF, no. 28, article 4168.
  17. Forecast of scientific and technological development of the Russian Federation for the period up to 2030 (approved by the Government of the Russian Federation on 03.01.2014), Government of the Russian Federation [Official site], URL: http://government.ru/media/files/41d4b737638b91da2184.pdf.
  18. Agapova, P. V., Kiselev, M. V., Freidkin, I. A. (2023) ‘Assessment of the biological effectiveness of using defluorinated phosphogypsum as a fertilizer in direct action’, Izvestiya of the Saint-Petersburg State Agrarian University, vol. 74, no. 5, pp. 72–80. – doi: 10.24411/2078-1318-2023-5-72-80. – EDN TNNQEN.
  19. Dospekhov, B. A. (1985) Metodika polevogo opyta [Field experiment methodology], 4th ed., revised and expanded, Moscow: Kolos, pp. 217–265. (In Russ.)
  20. Zhurbitskiy, Z. I. (1968) Teoriya i praktika vegetatsionnogo metoda [Theory and practice of the vegetation method], Moscow: Nauka, pp. 174–226. (In Russ.)
  21. Yudin, F. A. (1972) Metodika agrokhimicheskikh issledovaniy [Methods of agrochemical research], Moscow: Kolos, pp. 123–174. (In Russ.)
  22. GOST R 54650–2011 Soils. Determination of mobile compounds of phosphorus and potassium by the method of Kirsanov in the modification of TsINAO (2019), Moscow: Standartinform, pp. 2–8. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Agapova P.V., Kiselev M.V., Freidkin I.A.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».