К нетрадиционным удобрениям относятся сапропели, осадки сточных вод (ОСВ), древесная зола, костная мука, а также отходы некоторых производств (фосфат-шлаки, опилки, лигнин и т. д.) и компосты на их основе.
Наибольшее значение из нетрадиционных удобрений приобрели сапропели и осадки сточных вод.
Сапропель — это донные отложения пресноводных водоемов, состоящие из органо-минеральных веществ. Содержание основных элементов питания в расчете на сухое вещество варьирует в них в следующих пределах: N — 0,6—9,5 %; Р2O5 — 0,01—2,5 %; К2O — 0,1—9,8 %.
Донные отложения в водных экосистемах, так же как и почва в экосистемах наземных, играют роль депо для большей части загрязняющих веществ. Поэтому содержание тяжелых металлов, металлоидов, радионуклидов и некоторых стойких органических загрязняющих веществ в сапропелях может варьировать в широких пределах, в зависимости от антропогенной нагрузки на водоем, из которого идет добыча удобрения. Для предотвращения негативного воздействия сапропелей на агроэкосистемы и другие компоненты природной среды необходимо контролировать в удобрениях концентрацию загрязняющих веществ и ограничивать применение сапропелей с высоким содержанием металлов, радионуклидов и т. д.
Согласно ГОСТ Р 17.4.3.07-2001, ОСВ — это твердая фракция сточных вод, состоящая из органических и минеральных веществ, выделенных в процессе очистки сточных вод методом отстаивания (сырой осадок) и комплекса микроорганизмов, участвовавших в процессе биологической очистки сточных вод и выведенных из технологического процесса (активный ил). Осадки, применяемые в качестве удобрений, должны содержать в расчете на сухое вещество массовую долю органических веществ не менее 20 %, N — не менее 0,6 %; Р2O5 — не менее 1,5 %.
Содержание тяжелых металлов и мышьяка в ОСВ нормируется, ограничивая их сельскохозяйственное использование. Так, осадки группы II допустимо применять только под зерновые, зернобобовые, зернофуражные и технические культуры. Для осадков группы I круг сельскохозяйственного использования шире. Ограничения по их применению, согласно ГОСТу, связаны только с овощными и зеленными культурами, грибами и земляникой.
Но даже при соблюдении норм и правил применения ОС В нагрузка тяжелых металлов (регламентируемых) на агроэкосистемы и городские ландшафты (ОСВ и компосты на их основе часто применяют в декоративном цветоводстве, зеленом строительстве и т. д.) значительно возрастает. В этом случае изменение погодных условий, замена сельскохозяйственной культуры, агротехники, системы удобрения и т. д. могут существенно увеличить подвижность тяжелых металлов в почве и накопление их растениями, вплоть до превышения предельно допустимого уровня.
Не учитываются экологические последствия от других (ненормируемых) загрязняющих веществ в ОСВ. Ведь промышленные и коммунально-бытовые стоки редко разделяют. В составе коммунальных стоков могут присутствовать практически все химические элементы таблицы Менделеева (это зависит от структуры и специфики городской промышленности). Иллюстрацией к сказанному могут служить данные о составе ОСВ Ангарской нефтехимической компании, приведенные в работе Г. Е. Мерзлой (2005).
В качестве источника микроэлементов, особенно при отсутствии или высокой стоимости микроудобрений, сельскохозяйственное применение иногда находят отходы некоторых производств (пиритные огарки, отходы электроламповой промышленности, различные шлаки и т. д.). Однако с ними, как правило, в агроэкосистемы поступает и значительное количество тяжелых металлов, металлоидов и редкоземельных элементов.
Так, в пиритных огарках, которые используют в качестве медных микроудобрений, может содержаться порядка 4500 мг/кг Pb, 10 000 мг/кг Zn, 1500 мг/кг As и только около 4000 мг/кг собственно Cu. В золе углей в среднем содержится 16 мг/кг Cd, 320 мг/кг Ni, 103 мг/кг Hg и 880 мг/кг As (Минеев, Болышева, 2005).