Лесотехнический журнал, 2015, том 5, №3 (19)

ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ 

ЖУРНАЛ

Научный журнал

2015 г. Том 5 № 3 (19)

Учредитель – Федеральное государственное бюджетное образовательное 

учреждение высшего образования «Воронежский государственный 

лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» (ВГЛТУ)

Председатель редакционной коллегии 

д.т.н., проф. В.М. Бугаков 

Главный (научный) редактор 

д.т.н., проф. И.М. Бартенев 

Состав редакционной коллегии

д.т.н., проф. Д.Н. Афоничев (Россия)
д.т.н, проф. М.В. Драпалюк (Россия)
д.с.-х.н., проф. В.И. Казаков (Россия)
д.ф.-м.н., проф. Н.Н. Матвеев (Россия)

д.б.н., проф. С.М. Матвеев (Россия)
д.э.н, проф. С.С. Морковина (Россия)

д.т.н., доц. С.В. Фокин (Россия)

д.т.н., проф. А.М. Цыпук (Россия)

Ответственный секретарь

С.В. Малюков 

Редактор

А.С. Люлина

Компьютерная верстка

С.В. Малюков

Состав редакционного совета

д.т.н., проф. О.Н. Бурмистрова (Россия)

д.т.н., проф. И.В. Григорьев (Россия)
д.т.н., проф. А.А. Камусин (Россия)
д.э.н., проф. Н.И. Кожухов (Россия)
д.с.-х.н., проф. К.Н. Кулик (Россия)
д.т.н., проф. В.И. Патякин (Россия)
д.т.н., проф. А.Д. Платонов (Россия)
д.с.-х.н., проф. С.А. Родин (Россия)
д.т.н., проф. В.С. Сюнёв (Россия)

д.б.н., проф. Н.Н. Харченко (Россия)

д.т.н., проф. П.А. Бехта (Украина)

проф. Чжоу Динго (Китай)

д.х.н., проф. А. Маркомини (Италия)
к.т.н., проф. В. Подразски (Чехия)

д-р наук, проф. Ф. Ресснер (Германия)

д.т.н., проф. Я. Седлячик (Словакия)

проф. Ян Чжан (Китай) 

д-р химии Е.А. Чиркова (Латвия)

Журнал 
зарегистрирован 
Феде
ральной службой по надзору в сфере 
связи, информационных технологий                 
и массовых коммуникаций.

Свидетельство о регистрации

ПИ № ФС77-44148 от 09.03.2011 г.

Материалы настоящего журнала 

могут быть воспроизведены только     
с письменного разрешения редакционной коллегии

РИО ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»

394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8,

телефон (473) 253-72-51,

факс (473) 253-76-51,

e-mail: lesteh@vglta.vrn.ru

© ФГБОУ ВО «ВГЛТУ», 2015

LESOTEKHNICHESKII 

ZHURNAL

Scientific Journal

2015 Vol. 5 № 3 (19)

Founder – Federal State Budget Educational Institution of High Education 

«Voronezh State University of Forestry and Technologies 

named after G.F. Morozov» (VSFEU)

Editorial Board Head
Dr., prof. V.M. Bugakov
Chief (Research) Editor
Dr., prof. I.M. Bartenev

Members of editorial board

Dr., prof. D.N. Afonichev (Russia)
Dr., prof. M.V. Drapalyuk (Russia)

Dr., prof. V.I. Kazakov (Russia)
Dr., prof. N.N. Matveev (Russia)
Dr., prof. S.M. Matveev (Russia)
Dr., prof. S.S. Morkovina (Russia)

Dr., prof. S.V. Fokin (Russia)

Dr., prof. A.M. Tsypuk (Russia)

Executive secretary

S.V. Malyukov

Editor

A.S. Lyulina
Typesetting

S.V. Malyukov

Members of editorial council

Dr., prof. O.N. Burmistrova (Russia)

Dr., prof. I.V. Grigoriev (Russia)
Dr., prof. A.A. Kamusin (Russia)
Dr., prof. N.I. Kozhukhov (Russia)

Dr., prof. K.N. Kulik (Russia)
Dr., prof. V.I. Patyakin (Russia)
Dr., prof. A.D. Platonov (Russia)

Dr., prof. S.A. Rodin (Russia)
Dr., prof. V.S. Syunev (Russia)

Dr., prof. N.N. Kharchenko (Russia)

Dr., prof. P.A. Bekhta (Ukraine)

prof. Zhou Dingguo (China)

Dr., prof. A. Marcomini (Italy)

CSc., prof. V. Podrazsky (Czech Republic)

Dr., prof. F. Roessner (Germany)
Ph.D., prof. J. Sedliacik (Slovakia)

prof. Yang Zhang (China)

Dr. Chemistry J.A. Chirkova (Latvia)

The journal is registered by the Fed
eral Service for Supervision of Communications, Information Technology and 
Communications

Registration certificate

PI № FS77-44148 of 09.03.2011 

Materials of this journal may be re
produced only with written permission of 
the editorial board

PS FSBEI HE «VSFEU»

394087, Voronezh, Timiryazeva str, 8,

telephone (473) 253-72-51,

fax (473) 253-76-51,

e-mail: lesteh@vglta.vrn.ru

© FSBEI HE «VSFEU», 2015

Лесотехнический журнал 3/2015
3

СОДЕРЖАНИЕ

Воронежскому государственному лесотехническому университету имени 
Г.Ф. Морозова 85 лет……………………………………………………………………....
7

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ И ЛЕС

Диас В.Н., Криксунов Е.А., Панков Я.В., Перелыгина Е.Н., Бизин С.А. Использование ризосферы для очистки сточных вод……………………………………………
10

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

Дмитриева В.А., Нефедова Е.Г. Гидроэкологическая роль лесных насаждений в 
формировании режима водных ресурсов...........................................................................
22

Исаков И.Ю., Мацнева М.А. Определение размеров и жизнеспособности пыльцы 
местных и интродуцированных видов берез......................................................................
33

Коротков С.А., Киселева В.В., Стоноженко Л.В., Иванов С.К., Найденова Е.В. О 
направлениях лесообразовательного процесса в ссеверо-восточном Подмосковье…..
41

Матвеев С.М., Гупалов Д.И. Лесоводственный и дендроклиматический анализ состояния насаждений лиственницы Гмелина западной части плато Путорана……….........
54

Мучник Е.Э. Лишайники как индикаторы состояния лесных экосистем Центра европейской России…………………………………………………………………………..
65

Натхин М., Бек В., Мюллер Ю. Влияние засухи на рост деревьев в Германии – от 
моделей к общим положениям……………………………………………………………
76

Сидоренков В.М., Дорощенкова Э.В., Лопатин Е.В., Рябцев О.В., Сидоренкова Е.М. 
Зонирование территории Удмуртской Республики по категориям среды обитания охотничьих ресурсов на основе данных спутниковой съемки Landsat 8 OLI-TIRS……………..
84

Скрипников В.Н., Щетинкин С.В. Радиоэкологический мониторинг в лесных экосистемах Центральной лесостепи России………………………………………………...
93

Тимащук Д.А. Состояние и устойчивость сосновых насаждений в условиях антропогенного воздействия (на примере турбазы «Лесная сказка»)…………………………….
102

Титов Е.В. Эффективный метод определения урожайности прививок кедра сибирского...
112

Трещевская Э.И., Тихонова Е.Н. Биологическая продуктивность древесных пород 
в насаждениях техногенных ландшафтов Курской магнитной аномалии……………..
122

Харченко Н.Н., Семенов У.А., Воронин Н.Е. Значение минерального питания в 
жизни кавказской серны в Сочинском национальном парке…………………………...
130

Шевченко Н.Е. Сообщества сосново-еловых лесов верхней части бассейна р. Печоры (Печоро-Илычский биосферный заповедник, Собинский участок)……………...
142

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

Афоничев Д.Н. Оптимальное смещение лесовозных веток в глубинной части лесосырьевой базы.......................................................................................................................
153

Сушков С.И., Бурмистрова О.Н. Разработка критериев устойчивости автопоезда 
при назначении элементов плана автомобильных дорог………………………………..
161

ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКА. ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Горбунов Е.В., Панова Л.В., Атаманов С.Г. Теоретические и практические аспекты 
обеспечения промышленной безопасности на предприятих деревообрабатывающего комплекса из опыта экспертной деятельности………………………………………………….
169

Лесотехнический журнал 3/2015

Попов В.М. Влияние технологических факторов на прочность клеевых соединений 
древесины, сформированных на основе магнитообработанных клеев………….……...
175

Рощина С.И., Лукин М.В., Лукина А.В., Лисятников М.С. Восстановление деревянной балки импрегнированием полимерной композицией на основе эпоксидной смолы…..
183

Филичкина М.В., Копарев В.С. Исследование прочности древесно-цементного 
композита на основе древесных отходов…………………………………………………
191

ТЕХНОЛОГИИ. МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

Бартенев И.М., Малюков С.В., Кириллова С.С. Эффективность применения 
грунтомета в условиях высокой пожароопасности……………………………………...
200

Жданов Ю.М., Юдин Р.В., Попиков В.П., Канищев  Д.А. Совершенствование 
технологического оборудования агрегата для удаления порубочных остатков из 
лесной полосы при рубках ухода……................................................................................
210

Казаков В.И., Казаков И.В. Аналитические исследования процесса разрушения почвенного пласта выкопочной машиной с активными рабочими органами…………………..
220

Платонова М.А., Драпалюк М.В., Платонов А.А. Кинематические схемы манипуляторов для удаления нежелательной древесно-кустарниковой растительности в
плане полосы отвода железных дорог……………………………………………………
228

Платонова М.А., Драпалюк М.В., Платонов А.А. Обоснование кинематической 
схемы малозвенного манипулятора лесных машин……………………………………..
234

Попиков П.И., Юдин Р.В., Бакаев А.В. Исследование эффективности рабочего процесса выкопочной машины МВС-2,5 для крупномерных саженцев с гидропульсационным
приводом на основе имитационного моделирования………………………………………..
240

Соловьев Д.А., Карпова О.В. Водяная завеса для защиты лесопожарного автомобиля от воздействия лесных пожаров…………………………………………………….
248

Фокин С.В., Шпортько О.Н. О средствах для посева сыпучих семян хвойных пород…..
255

МЕНЕДЖМЕНТ. ЭКОНОМИКА. ОРГАНИЗАЦИЯ

Безрукова Т.Л., Нестеров С.Ю., Печерская О.А. Метод оценки эффективности 
организации взаимодействия участников транспортно-логистической инфраструктуры региона………………………………………………………………………………..
264

Колесниченко Е.А., Спицына Е.В. Факторы экономической безопасности: региональный уровень анализа………………………………………………………………….
273

Соколинская Ю.М. Роль малого бизнеса в развитии лесной сферы экономики России…
282

Яковлева Е.А., Небесная А.Ю. Компонентная характеристика кластера лесного 
сектора малолесного региона……………………...............................................................
291

УПРАВЛЕНИЕ. МОДЕЛИРОВАНИЕ. ИНФОРМАТИКА

Авдеева И.А. Управление развитием отраслевых предприятий…………….................
305

Иванова А.В., Евлаков Я.П. Методика  управления созданием инновационных 
продуктов лесных биотехнологий  в лесном хозяйстве страны.............................................
316

Морковина С.С., Драпалюк М.В., Баранова Е.В. Инновационные технологии в 
лесокультурном деле: реальность и перспективы…………………………………….....
327

Лесотехнический журнал 3/2015       
5

CONTENTS

Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov 85 years….
7

NATURAL SCIENCES AND FOREST

Dias V.N., Kriksunov E.A., Pankov Y.V., Perelygina E.N., Bizin S.A. The use of rhizosphere for wastewater treatment: a review..........................................................................
10

NATURE MANAGEMENT

Dmitrieva V.A., Nefedova E.G. Hydroecological role of forest in formation of regime of 
water resources............................................................................................................................
22

Isakov I.Yu., Matsneva М.A. Determining the size and viability of pollen of local and 
introduced species of birch trees.............................................................................................
33

Korotkov S.A., Kiseleva V.V., Stonozhenko L.V., Ivanov S.K., Naidenova E.V. To the 
trends in the forest forming process in northeastern Moscow region.....................................
41

Matveev S.M., Gupalov D.I. Silvicultural and dendroclimatic analysis of plantations 
Gmelin larch western part of the Putoran plateau…………………………………………...
54

Muchnik E.E. Lichens as indicators of forest ecosystems in the Center of European Russia…...
65

Natkhin M., Beck W., Müller J. The influence of drought on tree growth in Germany –
from models to general statements…………………………………………………………..
76

Sidorenkov V.M., Doroshenkova E.V., Lopatin E.V., Ryabtsev O.V., Sidorenkova E.M. 
Zoning of the Udmurtija Republic territory by game resource habitat categories based on  Landsat 8 OLI-TIRS satellite survey data…………………………………………………………….
84

Skripnikov V.N., Shchetinkin S.V. Radiation monitoring in forest ecosystems Central 
forest-steppe Russia…………………………………………………………………………
93

Timashchuk D. A. State and stability of pine plantings in the conditions of anthropogenous influence (on the example of the camp site «Forestry fairy tale»)……………………...
102

Titov E.V. Effective method of yield immunization cedar Siberian………………………..
112

Treschevskaya E.I., Tihonova E.N. Biological productivity tree species in Kursk plantations technogenic landscapes magnetic anomaly……………………………………………
122

Kharchenko N.N., Semenov U.А., Voronin N.E. Importance of mineral nutrition in the 
life caucasian chamois in the Sochi national park…………………………………………..
130

Shevchenko N.E. Community pine-fir forests upper basin r. Pechora (Pechora-Ilych biosphere reserve, Sobinsky land)……………………………………………………………….
142

FORESTRY ENGINEERING

Afonichev D.N. The optimal offset hauling branches to the deep part of the forest base..…
153

Sushkov S.I., Burmistrova O.N. Development of sustainability criteria in the appointment of road trains elements of the plan highway…………………………………………..
161

WOOD-PROCESSING. ENGINEERING CHEMISTRY

Gorbunov E.V., Panova L.V., Atamanov S.G. Theoretical and practical aspects of industrial safety at the woodworking factories experienced by……………………………….
169

Лесотехнический журнал 3/2015

Popov V.M. Influence of technological factors on the strength of the adhesive compounds 
of wood, formed on the basis of magneto-treated adhesives…..............................................
175

Roschina S.I., Lukin M.V., Lukina A.V., Lisyatnikov M.S. Recovery wooden beams 
impregnating polymer composition based on epoxy resins…….................................................
183

Filichkina M.V., Koparev V.S. The study of strength of wood-cement composites based 
on waste wood……………………………………………………………………………….
191

TECHNOLOGY. MACHINERY AND EQUIPMENT

Bartenev I.M., Malyukov S.V., Kirillova S.S. Efficiency of application thrower soil in 
conditions high fire risk..........................................................................................................
200

Zhdanov Yu. M., Yudin R.V., Popikov V.P., Kanishev D.A. Improvement of technological 
equipment of the unit for removal of logging residues from the forest fringe in the thinning…….
210

Kazakov V.I., Kazakov I.V. Analytical study of the process of destruction of soil layer 
machines for digging with active working bodies………………………..............................
220

Platonova M.A., Drapalyuk M.V., Platonov А.A. Kinematic scheme of manipulator for
the removal of unwanted trees and shrubs in plan of the row of railways…………………..
228

Platonova M.A., Drapalyuk M.V., Platonov А.A. Justification of kinematic scheme 
small of the manipulator forestry machines…………………………………………………
234

Popikov P.I., Yudin R.V.,  Bakaev A.V. The study workflow efficiency plant lifter МВС-2.5 
for large-sized seedlings with getoperationname driven on the basis of simulation…………….
240

Solovyov D.A., Karpova O.V. Water curtain as protection  for fire fighter vehicle from 
exposure forest fires…………………………………………………………………………
248

Fokin S.V., Shportko O.N. About tools for sowing bulk seeds of coniferous breeds……..
255

MANAGEMENT. ECONOMICS. ORGANIZATION

Bezrukova T.L., Nesterov S.Yu., Pecherskaya O.A. Method of assessment of efficiency 
interaction of participants of transport and logistics infrastructure in the region…………...
264

Kolesnichenko E.A., Spitsyna E.V. Factors of economic security: regional level analysis…...
273

Sokolinskaya Yu.M. The role of small business in the sphere of economy development of 
the forest Russia......................................................................................................................
282

Yakovleva E.A., Nebesnaya A.Yu. Component characteristics of cluster sparsely forest 
regionr………………………………..……………………...................................................
291

BUSINESS ADMINISTRATION. MODEL ENGINEERING. INFORMATION SCIENCE
Avdeeva I.A. Management of development of industrial enterprises………………………
305

Ivanova A.V., Yevlakhov Ya.P. Management techniques create innovative products of 
forest biotechnology in the country's forestry………………………………...……………..
316

Morkovina S.S., Drapalyuk M.V., Baranova E.V. Innovative technologies in case silviculture: reality and prospects……………………………………………………….…………
327

Юбилей

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Лесотехнический журнал 3/2015
7

ВОРОНЕЖСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННОМУ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКОМУ 

УНИВЕРСИТЕТУ ИМЕНИ Г.Ф. МОРОЗОВА 85 ЛЕТ

ФГБОУ ВО «ВГЛТУ имени Г.Ф. Мо
розова» исполняется 85 лет. По лесоводственным меркам 85 лет – это возраст спелости, а по – человеческим – зрелости и 
мудрости. Возраст, когда позади славная история, значимые результаты в подготовке 
инженерных и научных кадров, исследований и научных разработок, нескончаемое 
множество незабываемых легенд о наших 
выпускниках и событиях, с ними произошедших, а впереди – радость новых успехов 
и открытий, слезы огорчений в динамически 
развивающейся жизни 21-го столетия.

История университета начинается с 

1918 года, когда в составе Воронежского 
сельскохозяйственного 
института 
было 

организовано лесное отделение по подготовке специалистов для лесного хозяйства. 
В 1930 году по решению ЦИК и СНК 
СССР лесное отделение было преобразовано в Лесохозяйственный институт, который в 1994 году был переименован в Воронежскую государственную лесотехническую академию, а в 2015 году – Воронежский государственный лесотехнический 
университет имени Г.Ф. Морозова.

История нашего вуза неразрывно 

связана с историей нашей страны. Первый 
контингент студентов лесного отделения в 
1918-1920-х годах составлял всего 20 человек. Это были в основном молодые люди 
в красноармейских шинелях, обуреваемые 
жаждой знаний. Всего за предвоенные годы институт окончили 800 человек. Многие выпускники того времени стали крупными руководителями производства и 

видными учеными.

Годы Великой Отечественной войны 

оставили глубокий след не только на стенах 
института, но и в душах людей, которые 
работали и учились в то время. Институт 
был эвакуирован в г. Лубяны Татарской 
АССР, где базой размещения и работы был 
Лубянский лесной техникум. Здесь предстояло жить и работать с октября 1942 г. по 
апрель 1943 г.

По состоянию на 1 октября 1942 г. в 

институте числилось всего лишь 142 студента, поскольку значительная часть контингента студентов были призваны на 
фронт. Многие из них, защищая Родину, 
отдали свою жизнь за наше счастливое будущее. Их подвиг остался и навсегда останется в нашей памяти.

За 85 лет своей деятельности универ
ситет подготовил для лесного комплекса 
СССР, а затем Российской Федерации около 
45 тысяч специалистов и более 2000 специалистов для зарубежных стран. 

Успешно работают открытая в 2002 

году докторантура и Советы по защите докторских и кандидатских диссертаций, выполненных не только в нашем вузе, но и в 
других лесотехнических вузах страны. В течение последних 5 лет выпускается «Лесотехнический журнал», входящий в Ваковский список научно-технических изданий и 
пользующийся большим авторитетом. Текущие номера журнала включены в международную систему цитирования (библиографическую базу) AGRIS (Agricultural Research Information System) и в американскую 

Юбилей

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

8
Лесотехнический журнал 3/2015

базу периодических и продолжающихся изданий Ulrich's.

Развивается учебно-лабораторная ба
за университета. За последние 10 лет введены в эксплуатацию учебно-лабораторный корпус факультета Технологии деревообработки общей площадью 6000 м², 
учебно-лабораторный корпус и ОАО «Питомнический комплекс Воронежской области» 
для 
специальности 
«Садово
парковое и ландшафтное строительство» 
площадью 3000 м², оснащенные современным техническим оборудованием; лабораторный корпус для специальности «Организация и безопасность движения». Организованы автокурсы, построен и действует 
в настоящее время «Автогородок», позволяющий нашим студентам осваивать автовождение и получать водительские права.

За последние годы приобретено со
временное лабораторное оборудование на 
кафедрах, обновлен парк ПЭВМ, полностью имеющий доступ к сети Интернет. 
Организованы и действуют классы персональных компьютеров, снабженных программами по соответствующим различным 
дисциплинам.

В университете в разные годы труди
лись крупные ученые, внесшие значительный вклад в развитие образовательного 
процесса, науки о лесе и машинизации 
лесного комплекса: академики Г.Ф. Басов, 
Н.П. Анучин, профессора О.Г. Каплер, 
И.М. Науменко, П.Н. Хухрянский, С.И. 
Костин, С.Г. Крейн, М.М. Вересин, П.А. 
Положенцев, Р.Э. Келлер, А.Л. Гутман, 
П.Б. Раскатов, И.В. Трещевский, М.Н. 
Грищенко, И.В. Воронин, П.С. Нартов, 
А.И. Баранов, В.Г. Шаталов, Н.А. Харчен
ко, В.С. Петровский, В.К. Курьянов, Д.И. 
Станчев и многие другие. Это было поколение настоящих исследователей, педагогов и организаторов учебного процесса и 
науки. Благодаря им была создана признанная в стране и за рубежом Воронежская научная лесная школа.

В разные периоды Университетом 

руководили: А.В. Тюрин (1930 г.), А.В. 
Бобков (1931 г.), А.Р. Крылатых (19311937 гг.), Г.С. Рычков (1937-1938 гг.), Я.И. 
Кувшинов (1938-1941 гг.), Н.И. Фортунатов (1942-1945 гг.), Л.А. Паленко (19451951 гг.), В.И. Рубцов (1951-1962 гг.), П.Н. 
Житков (1962-1964
гг.), А.Д, Дударев 

(1964-1971 гг.), А.К. Артюховский (19711985 гг.), В.К. Попов (1985-2005 гг.). С 
2005 года по настоящее время В.М. Бугаков. Большинство из них были не только 
умелыми и энергичными организаторами, 
но и талантливыми педагогами и учеными, 
что позволяло в непростые времена отстаивать научные истины, интересы коллектива и обеспечивать работоспособность 
вуза как учебное заведение.

Большую роль в обеспечении учеб
ного процесса и проведении научных исследований играет учебно-опытный лесхоз, состоящий из четырех лесничеств, 
общей площадью 12000 га, на территории 
которого учеными вуза созданы уникальные, имеющие большое научно-производственное значение насаждения.

Сегодня, в век высокого динамиче
ского развития технологий и техники, наш 
коллектив каждодневно доказывает своим 
трудом высочайший уровень профессионализма и педагогического мастерства,
подтвержденный 
заслуженно 
высоким 

Юбилей

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Лесотехнический журнал 3/2015
9

рейтингом нашего Вуза в системе Министерства образования и науки. 

Мы уверенно смотрим в будущее,

опираясь на славные традиции фундаментальной и отраслевой лесной науки, заложенные многими поколениями российских 
ученых. 

От всего сердца поздравляю весь 

коллектив Воронежского государственного лесотехнического университета имени 
Г.Ф. Морозова со славным юбилеем, желаю крепкого здоровья, личного счастья и 
дальнейших успехов в непростом труде на 
благо российского образования и науки. 

С праздником!

Ректор Воронежского государственного 
лесотехнического университета 
имени Г.Ф. Морозова, профессор
Бугаков Владимир Михайлович

Естественные науки и лес

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

10
Лесотехнический журнал 3/2015

DOI: 10.12737/14149
УДК 631.95

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РИЗОСФЕРЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

кандидат биологических наук В. Н. Диас1

доктор биологических наук, профессор Е. А. Криксунов2

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Я. В. Панков1

Е. Н. Перелыгина1

С. А. Бизин3

1 – ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет 

имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация

2 – ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

г. Москва, Российская Федерация

3 – Дистанция инженерных сооружений Юго-Восточной дирекции инфраструктуры 

ОАО РЖД», г. Воронеж, Российская Федерация

Рассматривается история и использование ризосферных систем (РС) для очистки сточ
ных вод. Данная технология известна в английском языке под названием «constructed 
wetlands» или «treatment wetlands», является очень перспективной, носит экологический характер и гарантирует высокие показатели удаления различных загрязнителей сточных вод. 
Большинство стран по всему миру данную систему используют до сих пор, в основном, для 
очистки муниципальных и бытовых сточных вод. Наряду с этим употребление этой технологии в рамках очистки многих видов промышленных и сельскохозяйственных сточных вод, 
ливневых стоков и свалок в последнее время становится обычным явлением. Существует несколько типов ризосферных систем, отличающихся по следующим критериям: местоположению гидравлической проектной линии, направлению потока сточных вод, типу используемой растительности. Удаление загрязнителей из сточных вод осуществляется через химические, физические и биологические процессы, из которых главными являются биодеградация, нитрификация/денитрификация, фильтрация, адсорбция. Проектирование ризосферных 
систем предусматривает два приёма: расчёт нужной площади бассейнов и установка их физических характеристик. Площадь бассейна РС определяется с помощью эмпирического или 
математического методов, а также методов, учитывающих время удержания и нагрузки в 
сточных водах (органическая, гидравлическая). Основными физическими характеристиками 
ризосферных систем являются следующие: количество индивидуальных частей, соотношение сторон, глубина бассейнов. Проектирование РС предполагает решение вспомогательных 
вопросов: установление непроницаемых мембран, доступ к воде и энергообеспечению, схема 
установки трубопроводов и другие. В статье даны примеры применения технологии.

Ключевые слова: «constructed wetlands», сточные воды, эффективность очистки, меха
низмы удаления, роль растений.

Естественные науки и лес

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Лесотехнический журнал 3/2015
11

THE USE OF RHIZOSPHERE FOR WASTEWATER TREATMENT: A REVIEW

PhD in Biological V. N. Dias1

DSc in Biological, Professor E. A. Kriksunov2

DSc in Agricultural, Professor Y. V. Pankov1

E. N. Perelygina1

S. A. Bizin3

1 – Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State University of 

Forestry and Technologies named after G.F. Morozov», Voronezh, Russian Federation

2 – Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Moscow state University 

named after M. V. Lomonosov», Moscow, Russian Federation

3 – Russia South Eastern Railway, Voronezh, Russian Federation

Abstract

The paper summarizes the history and the use of the rhizosphere for wastewater treatment.  

This technology assures high level of pollutant removal and presents an ecological character. Most 
systems around the world are still primarily used to treat municipal and domestic wastewaters but 
treatment of many types of industrial and agricultural wastewaters, storm water runoff and landfill 
leachate has recently become common. There are several types of constructed wetlands (rhizosphere systems), and they can be classified according different criteria: the water level, the direction 
of the flow, the type of vegetation. The removal of pollutants from wastewater can be done by 
chemical, physical and biological processes; the main ones are biodegradation, nitrification/denitrification, filtration and adsorption. The design of wetlands may be roughly divided into 
two categories: sizing calculations for the need area and physical specifications. The beds area of 
the constructed wetlands can be done by empirical or mathematical methods, and also methods that 
take into account the retention time and the loads in the wastewater (organic and hydraulic). The 
first implementation stage, physical design, involves making decisions as to the number of cells, 
bed depth, site grading, aspect ratio, internal piping, media size, surface water, energy and other. 
The paper provides different examples of technology uses.

Keywords: «constructed wetlands», wastewater, purification efficiency, removal mechan
isms, role of plants.

Введение
Понятие «ризоcферные системы» (РС) 

в этой статье базируется на использовании 
водных и полуводных растений (гелофитов), 
способных произрастать постоянно на заболоченных субстратах. Идея использовать ризосферные системы заболоченных участков 
для очистки сточных вод не является новым 

изобретением. С тех времен, как люди стали 
сбрасывать сточные воды, водно-болотные 
угодья и их ризосфера использовались более 
или менее сознательно для получения и очистки этих потоков. 

Сточные воды, как правило, сбрасы
вают либо в водоемы, либо, прямо или 
косвенно, в ландшафтные низины. Если 

Естественные науки и лес

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

12
Лесотехнический журнал 3/2015

водно-болотных угодий там нет, сброс вод 
очень быстро приводит к их образованию.  
Даже сегодня сточные воды от многих частных домов и хозяйств в сельской местности отводятся в низины или иные инфильтрационные системы, расположенные 
поблизости, часто придавая этим местам 
облик маленьких болот. Термин «constructed wetlands» – изобретение относительно молодое, но в его основе лежит 
многовековой опыт. В старом Китае, Египте и Месопотамии разные культуры использовали водно-болотные угодья для отведения сточных вод. 

Первое формальное упоминание о 

«constructed wetlands» было сделано Nemo
в 1904 году в письме начальнику австралийского Hornsby Literary Institute (информация от Brian Mackney, – цит. по Brix [1]).

Значительно позже первые научные 

эксперименты по использованию ризосферных систем1 для очистки загрязнённых вод были проведены в начале 1950-х 
годов доктором Kathe Seidel в Германии 
[2]. Она изучала пути очистки поверхностных вод, которые были насыщены чрезмерным количеством удобрений, илом и 
иными загрязнителями сточных вод. В 
экспериментах К. Сайдл использовались 
определённые виды растений, в том числе 
Phragmites
australis
и 
Schoenoplectus

lacustris. В этот период приемы очистки 
сточных вод были ограничены, в основ
1Эти системы более известны как Constructed Wetlands (или Treatment Wetlands, Reed Bed Systems, 
Helophyte Filters, Planted Soil Filters). В данной статье их назовем «ризосферные системы» (РС). Первым автором статьи предложено вместе с Щегольковой и Криксуновым название «фито-очистные 
системы» (ФОС) 

ном, физическими и химическими методами (а также чисто бактериальными, нашедшими отражение в использовании «активного ила»). Контролируемое использование ризосферы для очистки стоков не 
рассматривалось. Считалось, что большинство водных растений не могут поддерживать нормальный рост в загрязнённой среде, а способность РС удалять токсичные вещества из воды не была признана [3].

Несмотря на трудности К. Сайдл,  

продолжала упорно работать и с 1952 по 
1956 годы и провела множество экспериментов по использованию растений для очистки различных типов сточных вод, включая 
фенольные, сточные воды молочных ферм и 
животноводческих хозяйств [3].

Пионерская работа К. Сайдл привела к 

созданию системы, которая стала известна 
под названием Max-Planck-Institute-Process
или Krefeld System. Эта система получила 
дальнейшее развитие благодаря усилиям ряда исследователей и эко-дизайнеров. Например, в Голландии в 1967 г., в одном из 
кемпинг-парков была внедрена относительно крупная крэфельд-система площадью 1 га 
при средней глубине 0,4 м. 

В начале шестидесятых годов нача
лось сотрудничество К. Сайдлс с Р. Кикутом (Reinhold Kickuth) из университета 
Гёттингена (Gottingen). Их результатом 
явилось создание системы rootzone (Wurzelraumentsorgung) [4]. 

Эта система представляет собой од
ноуровневые бассейны, загруженные субстратом, в котором присутствует некоторое количество глинистой почвы с добавками солей калия, железа и алюминия для 

Естественные науки и лес

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Лесотехнический журнал 3/2015
13

удаления фосфорных соединений. Верхний ярус системы сформулирован растениями вида Phragmites аustralis. Первая 
действующая ризоферная система, типа 
rootzone, была введена в эксплуатацию в 
1974 году в Othfresen в Германии.

В дальнейшем, между К. Сайдли и 

Р. Кикутом возникли противоречия, они 
стали работать отдельно, но созданные 
ими технологии продолжали развиваться.

В США развитие РС шло двумя путя
ми: один из них – внедрение относительно 
больших систем со свободной водной поверхностью, free water systems (FWS), которые рассчитаны на высокую степень предварительной обработки сточных вод; другой основан на применении относительно 
небольших систем с горизонтальным подповерхностным потоком, horizontal subsurface systems (HSSF), которые чистят потоки, 
выходящие из септических емкостей или 
им подобных устройств первичной очистки. Северная Америка приняла позднее 
технологии подповерхностного типа.  

Системы со свободной водной по
верхностью привлекли внимание исследователей и проектировщиков США. Европейские страны шли по пути создания относительно небольших ризосферных систем для вторичной (или биологической) 
обработки сточных вод. Американские 
проекты были ориентированы на создание 
крупных, полноцикловых систем, использующих передовые методы очистки.

В 1973-1976 годы были построены 

первые РС вблизи г. Brookhaven, НьюЙорк. Примерно в тоже время, Ф. Спанглер провел экспериментальные исследования по очистке бытовых стоков в соору
жении типа HSSF. В 1975 году начала работу система с потоком мощностью 360 
м3/сут 
возле 
торфяников 
сообщества 

Houghton Lake с интенсивными исследованиями и мониторингом. 

Во внедрении этой технологии в 

США важную роль сыграл В. С. Волвертон 
[5]. Активное участие в этом принимало 
федеральное американское ведомство по 
охране окружающей среды – EPA [6].

Число РС в Северной Америке зна
чительно увеличивалось за последние 35 
лет. Двадцать лет назад в базе данных 
(NADB) было 127 ризосферных систем с 
потоком, превышающим 380 м3/сут. Пять 
лет спустя (с учетом версии 2.0 NADB) их 
число увеличивалось в 2,9 раза, достигнув 
367 действующих объектов. K этому числу 
нужно добавить несколько сотен РС для 
очистки кислых сточных вод шахт и несколько тысяч мелкомасштабных систем 
(<380 м3/сут, типа HSSF). 

Лишь в штате Кентукки число РС от
дельных сообществах составило к концу 
90-х годов прошлого века более 4000. По 
данным Vymazal и Kröpfelová в 2008 году 
общее число ризосферных систем в США 
составляло уже более 8000 [7].

РС технологии активно развиваются 

во многих странах [8]. Кроме США, наибольшее количество этих систем построено в Германии, Англии, Франции, Австралии, Дании, Нидерландах, Чешской Республике, Италии и Португалии. В настоящее время в Европе действует свыше 60 
тысяч РС (больше всего в Германии).  

В последние годы РС успешно вне
дряются в Китае, где первая система была 
построена в 1987 г., а к настоящему време

Естественные науки и лес

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

14
Лесотехнический журнал 3/2015

ни там уже существуют около 500 систем.  

В России имеется некоторый опыт 

использования РС в виде систем с открытой водной поверхностью. Это так называемые пруды доочистки, биоплато или 
габионные очистные фильтрующие сооружения (ГОФС), предназначенные для 
обработки ливневых стоков или третичной 
очистки для сооружений с активным илом.

В качестве примеров приведем десят
ки ГОФС в Москве и ближайших к ней областях. Они используются для очистки ливневых стоков с транспортных магистралей, с 
полей для гольфа или других стоков с диффузной природой загрязнения. Кроме того, 
действуют экспериментальные РС. Например, в рамках международного проекта 
(Россия, Финляндия, Швеция и Нидерланды) в пос. Шонгуй Мурманской области было создано единственное в мире биоплато 
для очистки сточных вод за Полярным кругом [9]. В условиях еще более низких среднегодовых температур (–1,5 ºС) и морозных 
зим (до –53 ºС) эксплуатируется несколько 
систем подповерхностного и поверхностного стоков в Томской области [10]. 

По внедрению полноценных РС Рос
сия делает сейчас первые шаги [11].  

Типы ризосферных систем
Существующие типы РС (рис. 1) мож
но классифицировать по различным критериям. Анализ публикаций позволяет использовать для этого следующие признаки:

вовлеченность естественных водных 

объектов в качестве блоков РС;

местоположение 
гидравлической 

проектной линии;

направление потока воды;

тип фильтрующего и загрузочного 

материала;

использование техногенных блоков, 

встроенных в систему;

тип искусственного растительного 

сообщества, присутствие или отсутствие 
открытой водной поверхности, виды растений и др.

Как было указано выше, системы с 

поверхностным потоком принимаются, в 
основном, в США, а с подповерхностным 
потоком – в Европе и других континентах. 
Следует указать, что в последнее время 
есть тенденция к некоторому сближению 
этих позиций. 

В системах с подповерхностным по
током преобладает тип с горизонтальным 
потоком. Исключением из этого правила 
являются так называемые французские 
системы (French system) с вертикальным 
типом потока. Как следует из названия, 
такие системы доминирует во Франции.

Гибридные подходы к технологии, а 

также и системы без субстрата (floating 
treatment wetlands), пока распространены в 
меньшем масштабе. 

В последнем десятилетии стали рас
пространятся так называемые «инженерные» 
системы, использующие принудительную 
аэрацию и особые реактивные субстраты. 

На рис. 2 изображена схема с гори
зонтальным подповерхностным потоком и 
на рис. 3 ‒ схема с вертикальным потоком.

Принципы удаления загрязнителей.

При удалении загрязнителей из сточных 
вод соединения не исчезают и не формируются вновь. Происходят лишь процессы 
переноса, превращения и преобразования