Рекультивация нарушенных земель
Введение
Большая часть населения земного шара уже в настоящее время живет в окружении техногенных ландшафтов, они же энергично используются для нужд рекреации и массового кратковременного туризма — так называемые пригородные зоны. Свойственные им измененные биотические системы и сложные инженерно-технические структуры создают постоянную среду жизни людей. Но большинство техногенных ландшафтов в теперешнем их состоянии явно неблагоприятны и даже опасны для здоровья человека. Кроме того, все техногенные ландшафты из-за низкой биологической продуктивности и специфических биофизических и биохимических свойств образуют своеобразные провалы и барьеры на путях планетарной миграции веществ и энергии. Они искажают нормальный ход таких фундаментальных процессов, протекающих в биосфере, как биологический круговорот азота, газовый режим атмосферы и т. п., снижают их интенсивность (3).
Характерной чертой их является нарушение целостности и сплошности «пленки жизни» в биосфере, вплоть до полного уничтожения почвенного и растительного покровов в результате деятельности человека, сравнимой по значимости с геологическими процессами. Среди техногенных ландшафтов особое место по своему отрицательному воздействию на естественные природные комплексы (да и на здоровье человека) занимают так называемые промышленные отвалы. Они концентрируются в окрестностях большинства населенных пунктов и всех крупных городов (4).
Основная задача исследовательских, опытно-производственных и производственных работ по рекультивации — устранить вредоносное, загрязняющее воздействие этих земель на прилегающие территории, вернуть им биологическую и социально-экономическую ценность.
Таким образом, под рекультивацией земель понимается комплекс работ, направленных на восстановление биологической продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей природной среды (3).
Целью данной работы является описание биологического метода рекультивации нарушенных земель.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Раскрыть сущность процесса рекультивации земель и требования к нему;
2. Рассмотреть порядок проведения биологического этапа рекультивации земель, нарушенных при капитальном и аварийном ремонте нефтепроводов;
3. Дать описание технологии биологической рекультивации нарушенных земель по четырем объединенным зонам: в полярно-тундровой зоне; в лесотундровой северотаежной и среднетаежной зонах; в южно-таежно-лесной и лесостепной зонах; в степной и сухостепной зонах.
4. Провести сравнение известных методов рекультивации и описать канадский метод биологической рекультивации нефтезагрязненных земель.
Глава 1 Рекультивация нарушенных земель и требования к ней
1.1 Сущность процесса рекультивации земель
Рекультивация земель — это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель, а также на улучшение условий окружающей среды (1).
Рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий, а также прилегающие земельные участки, полностью или частично утратившие продуктивность в результате отрицательного воздействия нарушенных земель.
Рекультивация земель является составной частью технологических процессов, связанных с нарушением земель и должна проводиться с учетом местных почвенно-климатических условий, степени повреждения и загрязнения, ландшафтно-геохимической характеристики нарушенных земель, конкретного участка, требований инструкции.
Рекультивируемые земли и прилегающая к ним территория после завершения всего комплекса работ должны представлять собой оптимально организованный и экологически сбалансированный устойчивый ландшафт (1).
В проведении исследований по проблеме биологической рекультивации ясно выделяются несколько этапов. На первом этапе (с 1959 до конца 1970-х годов) по хозяйственным договорам с промышленными предприятиями разрабатывались способы биологической рекультивации нарушенных промышленностью земель. Результатом исследований были рекомендации, которые использовались при составлении проектов и практическом проведении биологической рекультивации. Как правило, учет конкретных экологических условий позволял значительно удешевить проектные и практические работы по биологической рекультивации изученных техногенных образований и даже выделить группу площадей, не требующих биологической рекультивации. Это старые отвалы с хорошим восстановлением растительного и почвенного покровов (3).
При проведении биологического этапа рекультивации должны быть учтены требования к рекультивации земель по направлениям их использования.
Земельные участки в период осуществления биологической рекультивации в сельскохозяйственных и лесохозяйственных целях должны проходить стадию мелиоративной подготовки, т.е. биологический этап должен осуществляться после полного завершения технического этапа.
Для успешного проведения биологической рекультивации важное значение имеют исследования флористического состава формирующихся сообществ, процессов восстановления фиторазнообразия на нарушенных промышленностью землях, когда катастрофически уничтожены почвенный и растительный покровы.
Важным направлением исследований на нарушенных промышленностью землях является изучение динамики ценопопуляций культурных видов в фитоценозах, созданных при биологической рекультивации, и видов – доминантов растительных сообществ, возникших в процессе самозарастания.
Исследования авторов показали, что на формирование сообществ идет по типу первичных сукцессий на открытом, практически безжизненном пространстве, часто в экстремальных эдафических (своеобразных по химическим и физическим свойствам) и микроклиматических условиях. На первых этапах формирования осуществляется жесткий экотопический отбор и интенсивная элиминация растений, особенно в фазе проростков и всходов. Виды, имеющие преимущества по любому из жизненных параметров, обладают более высоким потенциалом для выживания и формирования жизнеспособной ценопопуляции. В этих условиях определяющее значение в формировании растительных сообществ играет процесс дифференциации ниш (4).
1.2 Требования к рекультивации земель при различных направлениях использования
Требования к рекультивации земель при сельскохозяйственном направлении должны включать:
— формирование участков нарушенных земель, удобных для использования по рельефу, размерам и форме, поверхностный слой которых должен быть сложен породами, пригодными для биологической рекультивации;
— планировку участков нарушенных земель, обеспечивающую производительное использование современной техники для сельскохозяйственных работ и исключающую развитие эрозионных процессов и оползней почвы;
— нанесение плодородного слоя почвы на малопригодные породы при подготовке земель под пашню;
— использование потенциально плодородных пород с проведением специальных агротехнических мероприятий при отсутствии или недостатке плодородного слоя почвы;
— выполнение ремонта рекультивируемых участков;
— проведение интенсивного мелиоративного воздействия с выращиванием однолетних, многолетних злаковых и бобовых культур для восстановления и формирования корнеобитаемого слоя и его обогащения органическими веществами при применении специальных агрохимических, агротехнических, агролесомелиоративных, инженерных и противоэрозионных мероприятий;
— получение заключения агрохимической и санитарно-эпидемиологической служб об отсутствии опасности выноса растениями веществ, токсичных для человека и животных (1).
Требования к рекультивации земель при лесохозяйственном направлении должны включать:
— создание насаждений эксплуатационного назначения, а при необходимости, лесов защитного, водорегулирующего и рекреационного назначения;
— создание рекультивационного слоя на поверхности откосов и берм отвалов из мелкоземистого нетоксичного материала, благоприятного для выращивания леса;
— определение мощности и структуры рекультивационного слоя в зависимости от свойств горных пород, характера водного режима и типа лесонасаждений;
— планировку участков, не допускающую развитие эрозионных процессов и обеспечивающую безопасное применение почвообрабатывающих, лесопосадочных машин и машин по уходу за посадками;
— создание в неблагоприятных почвенно-грунтовых условиях лесонасаждений, выполняющих мелиоративные функции;
— подбор древесных и кустарниковых растений в соответствии с классификацией горных пород, характером гидрогеологического режима и других экологических факторов;
— организация противопожарных мероприятий (1).
Требования к рекультивации земель при водохозяйственном направлении должны включать:
— создание водоемов различного назначения в карьерных выемках, траншеях, деформированных участках шахтных полей;
— строительство соответствующих гидротехнических сооружений, необходимых для затопления карьерных выемок и поддержания в них расчетного уровня воды;
— мероприятия по предотвращению оползней и размыва откосов водоемов;
— экранирование токсичных пород, ложа и бортов водоемов и пластов, склонных к самовозгоранию, в зоне переменного уровня и выше уровня воды;
— защиту дна и берегов от возможной фильтрации;
— мероприятия по предотвращению попадания в водоемы кислых или щелочных подземных вод и поддержанию благоприятного режима и состава воды в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами;
— мероприятия по благоустройству территории и озеленению откосов (1).
mirznanii.com
Биологическая рекультивация
Рекультивация земель – это довольно длительный процесс восстановления плодородности почвы после загрязнения ее нефтепродуктами или химическими веществами. Технический и биологический этапы рекультивации включают целый набор серьезных работ, которые могут осуществляться не один год – все зависит от состояния конкретного участка. Возрождение природы, пострадавшей от факторов человеческой жизнедеятельности, — очень тяжелый и кропотливый труд, требующий и знаний, и настойчивости, и больших материальных затрат.
Особенно важным считается этап, когда осуществляется биологическая рекультивация, – ведь необходимо не только очистить загрязненный участок от нефти, но и восстановить баланс микробной флоры с помощью микробиологической обработки и провести особый процесс фитомелиорации, когда посев растений, обладающих устойчивостью к нефтезагрязнениям. Только при правильной организации всех составляющих биологического этапа и временного контроля над качеством выполнения работ можно получить хороший результат – относительно законченное восстановление участка после его загрязнения нефтью или нефтеотходами.
Россия относится к мировым лидерам по добыче и экспорту углеводородного сырья. По различным оценкам экспертов мировые потери нефти при добыче и транспортировке составляют 3-7 % от общего объема добываемой нефти. Львиная доля потерь происходит из-за аварийных разливов углеводородов. Они возможны на всех этапах освоения нефтяного месторождения. Для сохранения биологического разнообразия Земли все последствия аварийных разливов ликвидируются.
Рекультивация нефтезагрязненных земель – комплекс природовосстановительных работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности территорий, нарушенных в ходе добычи, транспортировки, переработки нефтепродуктов.
Биологический
этап
рекультивации
— этап
рекультивации
земель,
включающий
мероприятия
по
восстановлению
их
плодородия,
осуществляемые
после
технической
рекультивации.
К нему
относится
комплекс
агротехнических
и
фитомелиоративных
мероприятий,
направленных
на
возобновление
флоры и фауны.
Особую
ценность
имеют работы
по
биологической
рекультивации
в тех случаях,
когда
нарушенными
оказываются
бывшие
сельскохозяйственные
угодья.
Наметившиеся
тенденции к
сокращению
площади
пашни,
приходящейся
на душу
населения
при
одновременном
увеличении
его
численности,
ставит
проблему
сохранения и
восстановления
земель для
сельскохозяйственных
нужд в число
первоочередных.
Далеко не все виды высших растений могут нормально расти и развиваться в условиях специфической среды субстратов промышленных отвалов. Так, для установления ассортимента видов, пригодных для фитомелиорациизоло отвалов, было испытано более 230 видов, а засоленных красных шламов — 160 видов, из которых признано пригодными для указанной цели соответственно 30 и 8. Столь же специфичны по экологическим условиям и отвалы, возникающие при открытой добыче полезных ископаемых.
Для
облесения
отвалов
целесообразно
использовать
олиготрофные
виды, т. е. виды
малотребовательные
к плодородию
почвы (например,
сосна
обыкновенная,
береза
бородавчатая
и др.). Наличие
симбиотических
отношений
между
древесными
растениями (сосна,
лиственница,
березы) и
микоризообразующими
грибами или
между
бобовыми
травянистыми
видами (клевером,
люцерной,
донником и др.)
и
клубеньковыми
бактериями
способствует
улучшению
роста
растений в
неблагоприятных
условиях
среды.
Олиготрофность
видов, а также
их
засухоустойчивость
и
солеустойчивость
являются
важными
характеристиками
при выборе
ассортимента
видов как для
лесной, так и
для
сельскохозяйственной
рекультивации.
Надо учитывать и дополнительный экологический фактор — такой, как загрязнение атмосферы промышленными выбросами. У растений отсутствуют какие-либо специальные механизмы приспособления к таким факторам среды, они эволюционно не выработаны, так как бурный рост видов загрязнения и их интенсивности наблюдается во второй половине XX в.Как правило, растения, устойчивые к действию одного загрязнителя, поражаются другими ингредиентами промышленных выбросов. Отсутствие растений, комплексно устойчивых к загрязненной атмосфере, заставляет индивидуально подходить к подбору ассортимента видов для данных условий.
Наибольший эффект биологической рекультивации может быть получен при использовании видов широкой экологической амплитуды, способных в короткий срок сформировать высокопродуктивное растительное сообщество.
Суть выполняемых работ по биологической рекультивации состоит в ускорении процессов естественного самоочищения почв, максимальной мобилизации внутренних ресурсов биогеоценозов на восстановление своих первоначальных функций, при которых возможно развитие, рост и размножение основных компонентов почвенных и наземных биоценозов, и формирование на нарушенной поверхности стабильного густого растительного покрова.
biofile.ru
Биологическая рекультивация нарушенных земель на Ямале.
Посев семян многолетних трав
Природно-климатические условия района площади характеризуются достаточно низкими температурами воздуха, повышенной влажностью, а также коротким вегетационным периодом. Таким образом, для проведения работ по биологической рекультивации на нарушенной территории необходимо использовать растения устойчивые к низким температурам воздуха и переувлажнению почвы, с хорошо развитой корневой системой, способные достаточно быстро и эффективно произрастать на обедненном минеральными веществами субстрате.
Травосмеси для посева составляются из видов многолетних злаковых трав, способных создавать прочную дернину и хорошую зеленую массу, размножающихся вегетативно и семенами, зимостойких, растущих на бедных почвах с повышенной кислотностью.
В действующих нормативных документах содержится ряд предложений по составу травосмесей, пригодных для создания растительного покрова в тундровой зоне на торфяно-песчаном субстрате.
В соответствии с «Биологическая рекультивация нарушенных земель на Ямале. Рекомендации. РАСН Сибирское отделение, НПО «Северное Зауралье», Ямальская сельскохозяйственная опытная станция. Новосибирск, 1994» на оторфованных участках ровных, или расположенных на небольших склонах рекомендуются следующие травосмеси:
Для посева рекомендуется использовать местные злаки, но можно высевать и инорайонные: мятлик луговой и овсяницу красную.
«Технологическая карта по биологической рекультивации нарушенных земель (лесотундровая зона)» в качестве основного состава травосмесей на ровных поверхностях с небольшими склонами рекомендует следующие:
Травосмеси можно дополнять ромашкой, мятликом альпийским, полевицей белой, щучкой дернистой. Виды трав в травосмесях также взаимозаменяемы; травосмеси возможны из 2 или 4 видов многолетних трав.
В соответствии с РД 39-00147105-06-97 (п. 4.12) [16] расчет необходимого количества семян, входящих в травосмесь для рекультивации, производится по формуле:
X = H x П / D (кг/га), где:
X — норма посева семян, входящих в травосмесь, кг/га;
H — процент содержания данного вида в смеси, %;
П — расчетная норма высева кондиционных семян в чистом виде, кг/га;
D — хозяйственная годность семян, %.
Технология биологической рекультивации в полярно-тундровой зоне норма высева семян составляет 50-60 кг/га (п.4.20) [16]. С учетом смыва и неблагоприятных условий для прорастания норма высева семян должна быть повышена на 20% (п.4.25) [16]. Расчет количества семян для примерного состава травосмеси приведен в таблице 4.2.
Таблица 4.2
Расчет количества семян, входящих в травосмесь для рекультивации:
Показатель | Обозначение | Ед.изм. | Бекмания обыкновенная | Овсяница красная | Мятлик луговой | |
| Процент содержания данного вида в смеси | H | % | 33,33 | 33,33 | 33,33 | |
| Расчетная норма высева кондиционных семян в чистом виде | П | кг/га | 60 | 60 | 60 | |
| Хозяйственная годность семян | D | % | 80 | 80 | 80 | |
| Норма посева семян | X | кг/га | 24 | 24 | 24 | |
| Коэффициент учета смыва и неблагоприятных условий для прорастания | — | % | 20 | 20 | 20 | |
| Итого расход семян | — | кг/га | 28,8 | 28,8 | 28,8 | |
Норма высева семян составляет 86,4 кг/га (в расчете на 80 %-ную всхожесть семян). При пониженной всхожести товарных семян производится соответствующая корректировка нормы высева.
При необходимости недостаточно влажные почвы перед посевом следует увлажнить на глубину 10 см. Для полива можно использовать привозную воду, либо воду, откачанную из обводненного амбара.
Посев следует проводить в безветренную погоду сеялками.
Для сокращения количества проходов техники по рекультивируемому участку, а также наилучшего проникновения семян в грунт и уплотнения поверхности, повышения производительности труда и затрат времени на производство работ (при наличии технической возможности) рекомендуется применение технологии гидропосева.
В другом проекте указаны следующие пропорции:
| Посев семян | м3 | 10000 | |
| — расход травосмеси, всего 128 кг/га | кг | 128 | |
| — антропохорная группа (рожь посевная, капуста, рапс, фацелия пижмолистная, Полынь Сиверса, ромашка Хуккера), 70% от общего количества семян | кг | 88 | |
| — апофитная группа (овсяница красная, пырей позучий, мятлик болотный, лисохвост тростниковидный, бекмания обыкновенная, полевица гиганская), 28 % от общего количества семян | кг | 37 | |
| — климаксовая группа (арктофила рыжая, луговик дернолистый, вейник Хольма, вейник наземный), 2% от общего количества семян | кг | 3 |
2. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА РАБОТ
Согласно физико-географическому районированию территории Восточно-и НовоУренгойского ЛУ занимают граничное положение между Северо-Надымско-Пуровской и Южно-Надымско-Пуровской ландшафтными провинциями . В административном отношении данные лицензионные участки находятся в пределах Пуровского района Ямало-Ненецкого автономного округа, Тюменской области.
2.1. Климатическая характеристика
Особенности климата рассматриваемого региона обусловлены ее северным положением (66-67 градусов с.ш.) и связанным с этим незначительным притоком солнечной радиации, а также повышенной циклонической деятельностью и равнинным характером подстилающей поверхности. Влияют на формирование климата многолетняя мерзлота, близость холодного Карского моря, обилие болот, озер и рек. Значительное воздействие оказывает континент, что проявляется в хорошо выраженных зимне-летних особенностях трансформации воздушных масс и континентальности климата.
Ближайшей метеостанцией, по данным которой приводится климатическая характеристика территории, является метеостанция п. Уренгой.
Среднегодовая температура воздуха отрицательная минус 7,8ºС. Средняя температура самого холодного месяца (января) минус 25,7 ºС, а самого жаркого (июля) плюс 14,5 ºС. Абсолютный минимум температуры приходится на декабрь минус 63 ºС, абсолютный максимум на июль плюс 34 ºС. Продолжительность безморозного периода 88 дней, устойчивых морозов — 201 день. Средняя многолетняя дата первого осеннего заморозка 2 сентября, последнего весеннего – 14 июня.
Среднегодовое количество выпадающих в данном районе осадков составляет 413 мм. При этом на долю теплого периода года (с апреля по октябрь) приходится до 68 % от общего объема осадков. Испарение во все месяцы меньше выпадающих осадков, и относительная влажность держится на высоком уровне, изменяясь от 56 до 78 %.
Устойчивый снежный покров образуется в среднем 12 октября, сход снега происходит 26 мая. Число дней со снежным покровом составляет порядка 230 дней. Из-за малой облесенности территории и сильных ветров мощность снежного покрова распределена по территории крайне неравномерно. С возвышенных участков снег сдувается и накапливается в понижениях рельефа в долинах рек и ручьев. Здесь он отлагается в виде мощных сугробов, мощностью до 1,5-2 м. Толщина снежного покрова на залесенных участках составляет около 70-90 см.
Преобладающее направление ветров юго-западное. В январе преобладают ветры юго-западного, в июле – северного направления. Средняя годовая скорость ветра составляет 3,6 м/с.
Согласно агроклиматическому районированию территория проведения работ расположена в субарктическом поясе лесотундровой полосы и относится к Уренгойско-Красноселькупской зоне [2]. Данный агроклиматический район очень холодный (средняя температура февраля -25 – 27 ºС). Период со среднесуточной температурой воздуха выше 10 ºС составляет 65 дней, сумма температур за этот период достигает 800-1000ºС.
В целом агроклиматические ресурсы территории обеспечивают созревание мало требовательных к теплу овощных культур в защищенном грунте, полузащищенном и открытом грунте при специальной агротехнике.
В целом агроклиматические ресурсы территории обеспечивают созревание мало требовательных к теплу овощных культур в защищенном грунте, полузащищенном и открытом грунте при специальной агротехнике.
Неблагоприятным для земледелия в субарктическом поясе является небольшое количество осадков во время роста растений и избыток их во время созревания. Кроме того, преобладающие северные ветры летом охлаждают почву. Все сельскохозяйственные угодья находятся в зоне рискованного земледелия и являются низкопродуктивными.
2.2. Геоморфологический облик территории
В соответствии с морфоструктурным районированием Западно-Сибирской равнины рассматриваемая территория приурочена к Пурской низменности и представляет плоско-волнистую озерно-аллювиальную равнину. Район работ приурочен к третьей надпойменной террасе с относительной высотой 30-40 м. Рельеф территории имеет сильное расчленение озерами – расстояние между соседними понижениями рельефа составляют 1,2 — 0,6 км, изрезанность долинами рек и овражно-балочной сетью характеризуется средними значениями (2,4 — 1,8 км). Глубина расчленения рельефа, т.е. максимальное превышение водоразделов над урезами рек, незначительна – не превышает величины 10 м.
Территория характеризуется равнинностью, преобладанием слабо дренированных участков, сложена глинистыми грунтами, которые при преобладающих процессах аккумуляции с многолетней мерзлотой создают благоприятные условия для развития множества озер и крупных озерных массивов.
На озерах наблюдается интенсивное разрушение берегов и оползание талых грунтов по склонам. Когда озера попадают в состав речной сети и вода из них сбрасывается речками, то возникают осушенные заболоченные котловины (хасыреи). Местами на их дне расположены более мелкие озера серпообразной или кольцевой формы, возникшие вследствие пучения и термокарста.
Характерны пучинные формы рельефа, образующиеся путем миграции воды из неглубоко залегающих водоносных горизонтов. Многие бугры пучения приурочены к безлесным участкам надпойменных террас. Склоны выражены отчетливо и покрыты зарослями ивы и карликовой березы.
Абсолютные отметки поверхности варьируют от 0 до 100 м, понижение происходит в восточном направлении, в сторону р.Пур.
2.3. Геокриологические условия
По геокриологическим условиям территория находится в северной части Пуровской области, и в целом несет в себе основные черты, присущие зоне [13].
Область характеризуется прерывистым по площади и в разрезе распространением многолетнемерзлых пород. Острова мерзлых пород приурочены в основном к массивам торфяников, развитых как в поймах рек, так и на террасах. Массивно-островные ММП отсутствуют (или залегают на глубине до 20 м) на придолинных дренированных участках речных террас и гривистой пойме, под руслами рек и днищами озер.
Температуры мерзлых пород изменяются от 0 до -40С. Залесенные участки поймы характеризуются tср 0 — 10С. Наиболее низкие tср типичны для низких и бугристых торфяников надпойменных террас -2 — 30С, для пойменных торфяников характерны tср 0¸0,50С.
В области распространены почти все типы разрезов мерзлых толщ. Сплошные по вертикали мощностью около 200 метров редки для II надпойменной террасы – их мощность не превышает 150 метров. Двухслойные толщи развиты достаточно широко. Они отмечаются на пойме, I и II террасах и изменяются в соответствии с широтной зональностью и достигают до 60-100 на пойме; до 80-120 м на надпойменных террасах. Кровля второго слоя залегает на глубинах от 100 до 200 м, а в пределах террас – менее 100 метров. Мощность глубокозалегающих толщ изменяется от 100-200 метров на террасах до менее 100 метров – на пойме.
В пределах области происходило протаивание в голоценовый оптимум, поэтому широко распространены эпигенетические толщи. Маломощные (2-3 м) сингенетические отложения развиты на участках современной аккумуляции на высокой пойме р.Пур и его притоков и на всех надпойменных террасах, где развиты обширные массивы торфяников. На севере области ледяные линзы мощностью 1-3 метра встречаются в основании полигональных торфяников на I террасе. Небольшое распространение на севере области имеют ПЖЛ мощностью 2-2,5 м.
На рассматриваемой территории представлен довольно широкий спектр экзогенных (включающих криогенные) процессов. В ненарушенных природных условиях в настоящее время почти все экзогенные процессы характеризуются довольно низкими скоростями своего развития.
Криогенные процессы (льдообразование, пучение, морозобойное растрескивание грунтов, термокарст, термоабразия, солифлюкция, термосуффозия, сезонное и многолетнее новообразование мерзлых и талых пород) соседствуют с такими характерными для более умеренных широт экзогенными процессами как: склоновая, русловая и овражная эрозия грунтов, склоновые перемещения грунтов, дефляция, суффозия, заболачивание и торфообразование. Криогенные процессы формируют специфические формы мерзлотного мезо- и микрорельефа, которые в пределах территории ЛУ представлены следующими основными типами: солифлюкционно-оползневой, мелко- и крупнобугристый, термокарстовый и мезорельеф площадей или бугров пучения грунтов.
На склонах, сложенных льдистыми суглинисто-супесчаными грунтами, развиты солифлюкционно-оползневые процессы. Полигональные формы микро- и мезорельефа обусловлены криогенным растрескиванием сезонно-промерзающих грунтов, температурным расширением мерзлых пород при нагревании в летнее время, приводящим к деформациям поверхности, которая приобретает мелко-, средне- и крупнобугристый вид.
Термокарст и сопутствующие озерному термокарсту термоабразионные процессы из-за слабого развития на территории района сильнольдистых грунтов и крупных форм подземного льда протекают крайне медленно. Термоэрозионные процессы на территории слабо развиты.
2.4. Почвенно-растительный покров
Почвенная характеристика
Согласно почвенно-географическому районированию площадки скважин на Восточно- и Ново-Уренгойском ЛУ расположены в северной части Западно-Сибирской провинции глеево-слабоподзолистых и подзолистых иллювиально-гумусовых почв центральной области бореального (умеренно-холодного) пояса.
В формировании основных свойств почв участвуют 3 главных группы процессов:
- криогенез с комплексом разнообразных криогидрогенных преобразований минералов, динамических напряжений и деформаций с коагуляцией и аккумуляцией химических соединений и т.д.;
- оглеение с комплексом окислительно-восстановительных явлений и цветовых деформаций почвенной массы и т.д.;
- накопление и трансформация органического вещества с комплексом процессов торфонакопления, специфического гумусообразования, миграции и закрепления гумусовых веществ и т.д.
Своеобразие геохимических процессов гумусообразования, глееболотных процессов в условиях криогенеза почв и пород на рассматриваемой территории определяют и специфику условий миграции и аккумуляции, возникающих в почвах: затрудненный отток вещества, накопление недоокисленных продуктов, надмерзлотную ретинизацию.
В почвенном покрове наибольшие площади (до 50 %) занимают болотные торфяно-глеевые и торфяные почвы. Наряду с современными болотными почвами достаточно широко распространены торфяные почвы реликтовых торфяников, находящихся в настоящее время в стадии деградации.
В почвах деградирующих торфяников может наблюдаться растрескивание поверхностных горизонтов, отсутствие сплошного растительного покрова (пятнообразование на торфяном субстрате), иссушение и минерализация органического вещества.
Наибольшее распространение в лесотундре Западной Сибири имеют тундровые глеевые почвы, которые встречаются чаще всего на суглинках и приурочены к краевым частям слабодренированных водоразделов и образуют комплексы с собственно торфяными почвами.
Наиболее часто на территории участков встречаются: тундрово-глеевые, элювиально-глеевые, тундровые глеевые оподзоленные, тундровые поверхностно-глеевые и другие почвы.
Характеристика растительного покрова
Согласно геоботаническому районированию Западно-Сибирской равнины, Восточно- и Ново-Уренгойское ЛУ относятся к бореальной зоне северотаежной подзоны [9]. Однако по особенностям почвенно-растительного покрова его скорее можно назвать переходной полосой между подзоной северных редколесий или, по другим источникам, зоной лесотундры и подзоной северной тайги, условной границей которых является река Евояха.
Состав флоры территории ЛУ подтверждает ее промежуточное положение. Здесь встречаются типичные виды, как для северной тайги, так и для лесотундры. Наибольшее видовое разнообразие присуще пойменным сообществам (99 видов или 65% объема флоры), где широко представлены бореальные (в т.ч. и среднетаежные) виды.
Особенности растительного покрова определяются граничным положением рассматриваемых ЛУ между северной тайгой и лесотундрой. В результате этого, растительный покров представляет собой сложное сочетание кустарниковых тундр, лиственничных редколесий и болот. Редколесья приурочены в основном к долинам рек, приречным озерно-аллювиальным равнинам, участкам междуречий и окраинам болот. Редколесья состоят преимущественно из лиственницы, реже из ели сибирской и березы извилистой. Распространены заросли ив, ольховника, кустарникового ерника. Напочвенный покров чаще всего представлен кустарничками, мхами и лишайниками. В связи с большой изменчивостью литологического состава поверхностных отложений, форм мезо- и микрорельефа и условий увлажнения грунтов характерна пестрота и неоднородность растительного покрова, частая смена почвенных разностей и растительных сообществ.
2.5. Поверхностные воды
Специфические природно-климатические условия территории: недостаточная теплообеспеченность и избыточное увлажнение, затрудненный дренаж из-за многолетнемерзлых пород, равнинный рельеф с большим количеством западин – способствуют развитию мощной гидрографической сети, которая представлена реками, озерами.
Речная сеть рассматриваемых участков принадлежит бассейну р.Пур (образуется слиянием рек Пякупур и Айваседапур, впадает в Тазовскую губу, общая протяженность 389 км, площадь бассейна 112 тыс. км2) и представлена левыми притоками – р. Евояха (длина 201 км, площадь бассейна 3,97 тыс. км2), р. Ямсовей (образуется слиянием рек Мал. Ямсовей и Бол. Ямсовей, общая протяженность 247 км, площадь бассейна 4,03 тыс. км2) и другими многочисленными реками и ручьями [12].
Питание рек осуществляется водами снегового и дождевого происхождения. Основным источником питания является талый снег – 60%, именно эти осадки формируют сток. Грунтовое питание весьма незначительно вследствие наличия на водосборной площади многолетнемерзлых пород. В летний меженный период доля дождевого и подземного стока примерно равны.
По характеру водного режима водотоки относятся к рекам с весенне-летним половодьем и дождевыми паводками в теплое время года. На малых реках в холодный период (с ноября по май) ежегодно имеет место полное прекращение стока вследствие перемерзания рек. Такое явление связано с тем, что глубины на реках почти повсеместно меньше глубины промерзания ледяного покрова.
Половодье характеризуется высокими уровнями, быстрым подъемом и медленным спадом, вследствие недостаточно быстрого снеготаяния, низкой зимней водности водотоков из-за истощения грунтового питания на участках многолетнемерзлых пород.
Весенний подъем уровней начинается в середине мая. Пик половодья наступает в конце второй – начале третьей декады мая. Продолжительность стояния наивысших уровней может достигать 2-4 суток. Высота весеннего подъема колеблется от 1,0 до 3,0 м. Продолжительность половодья 30-40 дней.
Летне-осенняя межень продолжается с конца июня до конца сентября – начала октября. Зимняя межень является наиболее продолжительным периодом в гидрологическом режиме рек рассматриваемой территории. Средняя дата установления ледостава 12-15 октября. Средняя продолжительность устойчивого ледостава около 220 дней.
Кроме водотоков на данной территории присутствует сеть небольших озер. Водный режим озер тесно связан с общими природно-климатическими условиями территории и повсеместным распространением многолетнемерзлых пород. Большинство озер территории термокарстового происхождения. Основным источником питания озер являются талые и дождевые воды. Питание грунтовыми водами возможно лишь в теплый период года.
Озера пресноводные, большая часть из них имеет постоянное или временное сообщение с речной сетью.
2.6. Животный мир
Рассматриваемая территория Восточно-Уренгойского и Ново-Уренгойского ЛУ относится к Надым-Пуровскому северотаежному биоэкономическому району. Географическое положение определяет одновременное присутствие на рассматриваемой территории представителей двух фаунистических комплексов – северотаежного и лесотундрового, при доминирующем положении первых.
Животный мир региона не отличается богатством видового состава и представлен 30-35 видами млекопитающих, 130-150 видами птиц, 2 видами пресмыкающихся и 3 видами земноводных. Это обусловлено геологической молодостью территории, суровыми природно-климатическими условиями и невысоким разнообразием природных комплексов при доминировании заболоченных пространств.
Из охотничье-промысловых животных наибольшее распространение имеют: заяц-беляк, лось, белка, ондатра, водоплавающие и боровые птицы, в меньшей степени встречаются дикий северный олень, песец, колонок, соболь, норка, волк.
Характерной чертой пространственного размещения животных является приуроченность к лесным местообитаниям. Наиболее продуктивными угодьями территории являются хвойные зеленомошные леса, благодаря хорошим кормовым и защитным свойствам. Угодья этого типа можно охарактеризовать, как биотопы многочисленной белки, обычного глухаря, рябчика, зайца, соболя. Березовые, лиственничные леса, при наличии подроста, служат основными стациями лося, зайца-беляка, тетерева. Пойменные сообщества с участием ельников играют очень важную роль в жизненном цикле белки, рябчика, соболя, горностая. Эти угодья являются репродуктивной стацией тетеревиных.
Размещение внутри лесных биотопов по их общей продуктивности, в порядке убывания, выглядит следующим образом: ельники пойменные, кедровники зеленомошные, сосняки мохово-лишайниковые, березовые мшистые и сфагновые леса, лиственничники.
Сфагново-сосновые насаждения, характерные для болотных массивов, относятся к одному из самых малонаселенных местообитаний животных. Более-менее регулярно здесь встречаются боровые птицы, эпизодически угодья используются лосем, белой куропаткой. Пространства тундры служат биотопами песца, дикого северного оленя, белой куропатки.
Из водно-болотных угодий наибольшей ценностью обладают старичные водоемы, где происходит массовое гнездование водоплавающих, а также массовая концентрация ондатры.
Из редких и особо охраняемых видов возможна встреча скопы и орлана — белохвоста, ареал распространения которых включает и рассматриваемый регион. Местообитания указанных пернатых связаны с околоводными пространствами — как правило, гнезда птиц размещаются вблизи русла рек и хорошо заметны, благодаря значительным размерам. В период весенне-осенних миграций водоплавающих птиц возможна также встреча краснозобой казарки, хотя хороших условий для задержки птиц на отдых территория не представляет.
Рассматриваемая площадь имеет определенное значение, как транзитная территория при совершении животными регулярных миграций. Наиболее выраженными являются весенне-осенние миграционные потоки водоплавающих птиц.
Местная ихтиофауна представлена следующими видами: язь, плотва, елец, щука, окунь, ерш.
В озерах, имеющих связь с реками, состав ихтиофауны практически соответствует описанному выше. Бессточные озера, как правило, безрыбны.
Сезонное распределение рыбы, в главном, зависит от двух факторов — уровень воды и содержание в воде кислорода. Именно эти обстоятельства определяют факт наличия кормовых, нерестовых и зимовальных миграций рыбы.
2.7. Социальная среда
В административном отношении рассматриваемая территория находится в Пуровском районе Ямало-Ненецкого автономного округа. Расстояние до районного центра – р.п.Тарко-Сале – от южных границ Восточно-Уренгойского и Ново-Уренгойского лицензионных участков составляет ~130 км и ~100 км соответственно. Ближайший населенный пункт – г. Н.Уренгой – расположен в ~50 км от района расположения рассматриваемых скважин на Восточно- и Ново-Уренгойском ЛУ.
Территория проведения намечаемых работ характеризуется незначительной удаленностью от транспортной инфраструктуры. Ближайшие дороги с твердым покрытием расположены в ~30 км к востоку от скважин Восточно-Уренгойского ЛУ и в ~40 км к северо-востоку от скважин Ново-Уренгойского ЛУ. В 30-40 км к востоку от участков проходит железная дорога, ближайший аэропорт функционирует в г.Новый Уренгой.
На рассматриваемой территории особо охраняемых территорий нет. Государственный заказник федерального значения “Надымский” расположен в юго-западном направлении в ~75 км от лицензионных участков.
На территории рассматриваемых лицензионных участков стационарных пунктов проживания коренных народностей нет.
Территория предполагаемой деятельности на Восточно-Уренгойском месторождении полностью входит в контур земель закрепленных в пользование за ОАО «Совхоз Пуровский», на Ново-Уренгойском месторождении – входит в состав госземзапаса.
Спектр деятельности общины ОАО «Совхоз Пуровский» включает традиционные виды хозяйствования: оленеводство, как основной вид деятельности, рыболовство и охотничий промысел, как вспомогательные. Полученная продукция используется для собственных нужд и для реализации.
Сбор дикорастущих осуществляется повсеместно, где заняты коренные жители, как попутный промысел наряду с основными видами деятельности (оленеводством, охотничьим и рыбным промыслами). Дикоросы используются, в основном, для личного потребления, объемы товарной продукции невелики. Отчасти, это связано с относительно низкими закупочными ценами, сложностью сохранения и транспортировки готовой продукции, отсутствием перерабатывающей базы. Основные виды заготовляемых дикоросов – ягоды (главным образом, клюква, брусника) и грибы. Заготовка лекарственно-технического сырья в районе товарного значения не имеет.
3.1. Описание объектов геологоразведочных работ
Геологоразведочные работы по поиску, разведке и оценке запасов углеводородного сырья проводятся с целью геологического изучения недр и включают комплекс работ: строительство одиночных поисковых, разведочных и оценочных скважин, их испытание. По завершению испытаний скважина консервируется или ликвидируется. Расконсервация ранее пробуренных скважин проводится с целью определения технического состояния эксплуатационной колонны, освоения и проведения исследований, а также возможности дальнейшего использования скважины в рамках пробной, опытно-промышленной и промышленной эксплуатации.
По завершении технологического цикла работ по строительству, консервации, расконсервации, эксплуатации или ликвидации скважины, на площадке, используемой для размещения бурового оборудования, проводится рекультивация нарушенных земель.
На территории Восточно-Уренгойского и Ново-Уренгойского ЛУ в рамках проведения геологоразведочных работ по поиску и разведке углеводородного сырья строительство поисково-разведочных скважин проводится с 1987 г. по настоящее время. Сведения о фонде геологоразведочных скважин на лицензионных участках ЗАО «Роспан Интернешнл» представлены в табл. 3.1.
Работы по строительству скважины предполагают размещение ряда объектов основного и вспомогательного назначения: буровая площадка, на которой производится размещение бурового оборудования, обустраиваются земляные амбары для сбора отходов бурения (амбар-шламонакопитель) и испытания (отжига) скважины (амбар ГФУ). Продолжительность строительных работ, включая подготовительные работы, составляет, как правило, не более 1 года.
Инженерная подготовка площадок под строительство геологоразведочных скважин производится путем создания термоизолирующей насыпи, устраиваемой из привозного минерального грунта с укреплением откосов. Строительство насыпного основания в данной климатической подзоне ведется по 1 принципу при обязательном сохранении грунтов основания насыпи. Дальнейшее обустройство площадки состоит в планировке территории, устройстве амбара ГФУ и шламового амбара в теле насыпи, обваловании особо опасных отходов бурения
Рекомендации. РАСН Сибирское отделение, НПО «Северное Зауралье», Ямальская сельскохозяйственная опытная станция. Новосибирск, 1994
vitusltd.ru
Биологический этап рекультивации — Промышленная экология
Основные задачи биологической рекультивации – возобновление процесса почвообразования, повышение самоочищающей способности почвы и воспроизводство биоценозов. С помощью биологической рекультивации удается ликвидировать ущерб, нанесенный ландшафту, или предотвратить его; создать условия для поддержания экологической устойчивости ландшафта. Биологическая рекультивация проводят специализированные фирмы и те предприятия, которым возвращают земли согласно принятому направлению использования нарушенных земель. Организационно биологическая рекультивация осуществляют в два этапа. На первом этапе выращивают пионерные (предварительные, авангардные) культуры, умеющие адаптироваться в существующих условиях и обладающие высокой восстановительной способностью. На втором переходят к целевому использованию. Земли, загрязненные тяжелыми металлами, органическими веществами или продуктами промышленной переработки, на первом этапе очищают с помощью сорбентов, растений или микроорганизмов (биодеструкторов), а затем включают в хозяйственное использование под наблюдением агрохимических и санитарно — эпидемиологических служб. Формирование растительного покрова идет очень медленно из-за сложного изменяющегося во времени рельефа поверхности отвала, бедности горных пород питательными веществами, неустойчивости водного и теплового режимов В сложных условиях сроки формирования растительного покрова значительно увеличиваются. На торфяных карьерах при достаточном количестве влаги и питательных веществ растительность появляется уже в первый год Скорость почвообразования зависят от свойств почвообразующих пород, их водного и теплового режимов, рельефа, природно-климатических условий данного района . Интенсивное накопление гумуса на нарушенных землях наблюдается в период от 5 до 20 лет, далее скорость почвообразования снижается. Поэтому на нарушенных землях, особенно в тех местах, где целевое использование затруднено в силу организационных, технологических, социальных и природно-климатических условий, необходимо стремиться прежде всего к стимулированию образования растительного Для создания растительного покрова на землях, загрязненных химическими веществами, необходимо учитывать видовой состав растений, приуроченный к таким землям| Наименование элемента | Видовой состав растений |
| Медь, железо Медь Цинк Цинк, свинец, кадмий Свинец, хром Цинк, кадмий Кобальт Никель Мышьяк | Шиповник Качим (растение семейства гвоздичных) Фиалка, ярутка Горец большой Горчица индийская Альпийский хеллеркраут Греческий ибискус Гречиха Шиповник |
ekologyprom.ru
Биологическая рекультивация и ремедиация техногенно нарушенных земель
Чекасина Е.В., Егоров И.В.
В России, из хозяйственного оборота ежегодно выпадает тысячи и тысячи гектар плодородной земли. Виной тому – отходы после сжигания углей в топках ТЭЦ и ГРЭС, шламоотвалы и хвостохранилища предприятий горнорудной и угольной промышленности, черной и цветной металлургии. В перспективе, проблема может усугубиться переходом выработки электроэнергии с газа на уголь с высокой зольностью. Как это не прискорбно, но большая часть площадей интенсивнее всего отчуждается в центре и на юге европейской части, а также на юге Западной Сибири. То есть там, где природой созданы наиболее благоприятные условия для сельскохозяйственного производства и проживания человека. Ухудшение экологических условий имеет особенно глубокий резонанс из-за высокой плотности населения. К сожалению, видимого прогресса по решению проблем рекультивации и ремедиации нарушенных земель за последние годы наблюдать не приходится. К тому же, все эти техногенные и антропогенные нарушения изменяют санитарное состояние в месте их образования. Ухудшают условия жизнеобитания людей, подчас вызывая аллергии или респираторные заболевания.
Так, зола после сжигания каменных углей в топках ГРЭС и ТЭЦ, представляет собой бесструктурную, однородную тёмно-серую, рассыпчатую, сильно пылящую массу, Она является причиной пыльных бурь в районах размещения зольников. Плотность твёрдой фазы золы 1,80 г/см3, объёмная масса 0,68 г/см3. По химическому составу – это сложное вещество, содержащее оксиды кремния, алюминия, железа, тяжелые металлы. Было установлено, что почвенная микрофлора в субстратах загрязнителях насчитывает, не более нескольких тысяч КОЕ на 100 граммов субстрата. Данные микробиологического анализа также показывают, что почвенная микрофлора золоотвала представлена аммонифицирующими, денитрофицирующими, масляно-кислыми бактериями. В образцах обнаружено малое количество олигонитрофильных нитрифицирующих, а также бактерий, разлагающих клетчатку, грибов и актиномицетов. Содержание подвижного калия (К2О) –7,0 мг на 100 г субстрата, нитратного азота менее 1,7 мг на 100 г субстрата, рНсол 9,3. Самозаростание отвалов идет крайне медленно. Это связано с небольшим содержанием азота в субстрате и неустойчивостью водного режима. Поэтому, применительно к каждому субстрату загрязнителю была разработана композиция биопрепаратов на основе бактерий — диазотрофов фосфат растворяющих бактерий Azotobacter chroococcum, Bacillus mucilaginosus, а также консорциумов микроорганизмов, продуцирующих фитогормоны и регуляторы роста. Такой способ рекультивации оказался очень эффективным. Его можно рассматривать как интродукцию комплекса отселектированных почвенных микроорганизмов в субстрат, которые приживаются в почвогрунте уже через 2-3 месяца.
Способ биологической рекультивации, разработанный и запатентованный нами, в течение нескольких лет применялся на зольниках ТЭЦ в Павлодарской области (Северный Казахстан), на хвостохранилищах и шламоотвалах Качканарского горно-обогатительного комбината, угольных отвалах Приморского края. Он включал: 1.Отбор проб субстрата для микробиологического и химического анализа. 2. Составление технологической карты рекультивации (рекомендуемый набор биопрепаратов и минеральных добавок, норма расхода и последовательность их применения, способы высева семян и обработок биопрепаратами и т. д.). 3. Обработка рекультивируемой площади биопрепаратами в соответствии с технологической картой. 4. Обработка растений биопрепаратами. 5. Фенологические наблюдения и почвенные анализы. 6.Оценка эффективности обработки. 7. Отбор пробы растений для анализа на вынос вредных веществ и тяжелых металлов. Чтобы воссоздать плодородие почв рекультивируемого грунта, вначале высевают травы, которые не предъявляют высоких требований к почвенным условиям. По мере восстановления плодородия на рекультивируемых землях возделываются более ценные с/х культуры.
На рекультивируемую площадь вносились минеральные удобрения (нитроаммофос), а непосредственно перед посевом семян – активатор почвенной микрофлоры. Предпосевную обработку, семян многолетних трав эндемиков (люцерна, эспарцет, житняк, волосенец, донник белый и желтый, эспарцет), проводили активатором прорастания семян, азотовитом, ризоком-плексом и бактофосфином. Через месяц после появления всходов посевы обрабатывали активатором фотосинтеза. Визуальная оценка рекультиви-руемой площадки на второй год рекультивации выявила 80-85% зелёного покрова от проектного. Высота травостоя в среднем составляла 50-70 см. Кроме того, появились дикорастущие травы, семена которых были занесены ветром. Определён их ботанический состав – это полынь горькая, вейник, пырей ползучий, бескильница, кохия и др. С помощью трав происходит также очищение рекультивируемого грунта от тяжелых металлов, которые через корневую систему попадают в листья и стебли. После скашивания трава сжигается в герметичных печах, а из золы выделяются металлы. Данные выноса тяжелых металлов представлены в таблице.
Вынос растениями тяжелых металлов из рекультивируемого грунта
1-й год рекультивации
Микробиологический анализ проб почвогрунта к концу вегетационного периода (осенью) подтвердил начало процесса активного развития почвенной микрофлоры. Проведено определение состава микробиоценоза золоотвала в первый и второй годы рекультивации.
Состав микробиоценоза золоотвала Ермаковской ГРЭС
Данные представлены в таблице показали, что биопрепараты, внесённые в золоотвал, значительно активизировали в нём процессы почвообразования и биологическую активность. Так, например, численность актиномицетов и олигонитрофилов повысилась на три порядка, численность бактерий, разлагающих клетчатку – на несколько порядков, рН достигало 7,5 – 7,6 по сравнению с 9,3 начальным значением. Отмечено начало накопления органического вещества. Обработка почвы биопрепаратами проводилась на протяжении трех лет, и к концу этого периода сформировались основные группы почвенной микрофлоры. Каталазная активность составляла 5-7,5 мл О2, в то время как в начальной пробе, до начала обработки биопрепаратами, определить величину каталазной активности не удавалось. Содержание гумуса составляло 0,15-0,2% ,что свидетельствовало о протекании активного процесса почвообразования.
Отличие разработанной нами технологии рекультивации нарушенных земель от известных, заключается в том, что в момент высева семян эндемиков в рекультивируемый грунт, каждый проросток получает достаточное количество питательных веществ и микроорганизмов. При этом, углерод и азот растения получают из воздуха, за счёт фотосинтеза и азотфиксирующих бактерий. Фосфор и калий выщелачиваются из алюмосиликатов и рекультивируемого субстрата. Благодаря этому при прорастании семян вокруг корешка формируется свой микроагроценоз. Предварительные и последующие внесения агрополезных микроорганизмов способствует объединению между собой множества отдельных агробиоценозов развивающихся растений в сплошной тонкий слой гумуса, с которого и начинается восстановление нормального плодородного слоя.
Предлагаемый способ биологической рекультивации имеет высокую экологическую и социальную значимость так как направлен на решение таких проблем как:
Восстановление плодородия пахотных земель без нанесения плодородного слоя.
Ликвидация операций по технической рекультивации.
Возвращение в землепользование техногенно и антропогенно нарушенных земель, использование их под кормовые угодия.
Ликвидация пыльных бурь.
Оздоровление санитарной и экологической обстановки в районе его применения.
Полная механизация процесса.
Использование комплекса экологически чистых биопрепаратов.
Увеличение занятости населения.
Биопрепараты обеспечивают ускоренный рост и развитие растений благодаря активации почвенной микрофлоры, улучшению азотного и фосфорного питания. Это приводит к образованию дернины до глубины 18-20 см. Активный травостой, высокая приживаемость микроорганизмов уже в первый год позволяет снизить затраты в 5-8 раз по сравнению с известными. Применение данного способа рекультивации не только ускоряет процесс почвообразования, но и улучшает экологические условия в районе применения. Способствует созданию зеленого ландшафта, оздоровлению воздушной среды и возврату нарушенных земель в землепользование в течение 3-4 лет.
mirznanii.com
Рекультивация нарушенных земель
Введение
Большая часть населения земного шара уже в настоящее время живет в окружении техногенных ландшафтов, они же энергично используются для нужд рекреации и массового кратковременного туризма — так называемые пригородные зоны. Свойственные им измененные биотические системы и сложные инженерно-технические структуры создают постоянную среду жизни людей. Но большинство техногенных ландшафтов в теперешнем их состоянии явно неблагоприятны и даже опасны для здоровья человека. Кроме того, все техногенные ландшафты из-за низкой биологической продуктивности и специфических биофизических и биохимических свойств образуют своеобразные провалы и барьеры на путях планетарной миграции веществ и энергии. Они искажают нормальный ход таких фундаментальных процессов, протекающих в биосфере, как биологический круговорот азота, газовый режим атмосферы и т. п., снижают их интенсивность (3).
Характерной чертой их является нарушение целостности и сплошности «пленки жизни» в биосфере, вплоть до полного уничтожения почвенного и растительного покровов в результате деятельности человека, сравнимой по значимости с геологическими процессами. Среди техногенных ландшафтов особое место по своему отрицательному воздействию на естественные природные комплексы (да и на здоровье человека) занимают так называемые промышленные отвалы. Они концентрируются в окрестностях большинства населенных пунктов и всех крупных городов (4).
Основная задача исследовательских, опытно-производственных и производственных работ по рекультивации — устранить вредоносное, загрязняющее воздействие этих земель на прилегающие территории, вернуть им биологическую и социально-экономическую ценность.
Таким образом, под рекультивацией земель понимается комплекс работ, направленных на восстановление биологической продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей природной среды (3).
Целью данной работы является описание биологического метода рекультивации нарушенных земель.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Раскрыть сущность процесса рекультивации земель и требования к нему;
2. Рассмотреть порядок проведения биологического этапа рекультивации земель, нарушенных при капитальном и аварийном ремонте нефтепроводов;
3. Дать описание технологии биологической рекультивации нарушенных земель по четырем объединенным зонам: в полярно-тундровой зоне; в лесотундровой северотаежной и среднетаежной зонах; в южно-таежно-лесной и лесостепной зонах; в степной и сухостепной зонах.
4. Провести сравнение известных методов рекультивации и описать канадский метод биологической рекультивации нефтезагрязненных земель.
Глава 1 Рекультивация нарушенных земель и требования к ней
1.1 Сущность процесса рекультивации земель
Рекультивация земель — это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель, а также на улучшение условий окружающей среды (1).
Рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий, а также прилегающие земельные участки, полностью или частично утратившие продуктивность в результате отрицательного воздействия нарушенных земель.
Рекультивация земель является составной частью технологических процессов, связанных с нарушением земель и должна проводиться с учетом местных почвенно-климатических условий, степени повреждения и загрязнения, ландшафтно-геохимической характеристики нарушенных земель, конкретного участка, требований инструкции.
Рекультивируемые земли и прилегающая к ним территория после завершения всего комплекса работ должны представлять собой оптимально организованный и экологически сбалансированный устойчивый ландшафт (1).
В проведении исследований по проблеме биологической рекультивации ясно выделяются несколько этапов. На первом этапе (с 1959 до конца 1970-х годов) по хозяйственным договорам с промышленными предприятиями разрабатывались способы биологической рекультивации нарушенных промышленностью земель. Результатом исследований были рекомендации, которые использовались при составлении проектов и практическом проведении биологической рекультивации. Как правило, учет конкретных экологических условий позволял значительно удешевить проектные и практические работы по биологической рекультивации изученных техногенных образований и даже выделить группу площадей, не требующих биологической рекультивации. Это старые отвалы с хорошим восстановлением растительного и почвенного покровов (3).
При проведении биологического этапа рекультивации должны быть учтены требования к рекультивации земель по направлениям их использования.
Земельные участки в период осуществления биологической рекультивации в сельскохозяйственных и лесохозяйственных целях должны проходить стадию мелиоративной подготовки, т.е. биологический этап должен осуществляться после полного завершения технического этапа.
Для успешного проведения биологической рекультивации важное значение имеют исследования флористического состава формирующихся сообществ, процессов восстановления фиторазнообразия на нарушенных промышленностью землях, когда катастрофически уничтожены почвенный и растительный покровы.
Важным направлением исследований на нарушенных промышленностью землях является изучение динамики ценопопуляций культурных видов в фитоценозах, созданных при биологической рекультивации, и видов – доминантов растительных сообществ, возникших в процессе самозарастания.
Исследования авторов показали, что на формирование сообществ идет по типу первичных сукцессий на открытом, практически безжизненном пространстве, часто в экстремальных эдафических (своеобразных по химическим и физическим свойствам) и микроклиматических условиях. На первых этапах формирования осуществляется жесткий экотопический отбор и интенсивная элиминация растений, особенно в фазе проростков и всходов. Виды, имеющие преимущества по любому из жизненных параметров, обладают более высоким потенциалом для выживания и формирования жизнеспособной ценопопуляции. В этих условиях определяющее значение в формировании растительных сообществ играет процесс дифференциации ниш (4).
1.2 Требования к рекультивации земель при различных направлениях использования
Требования к рекультивации земель при сельскохозяйственном направлении должны включать:
— формирование участков нарушенных земель, удобных для использования по рельефу, размерам и форме, поверхностный слой которых должен быть сложен породами, пригодными для биологической рекультивации;
— планировку участков нарушенных земель, обеспечивающую производительное использование современной техники для сельскохозяйственных работ и исключающую развитие эрозионных процессов и оползней почвы;
— нанесение плодородного слоя почвы на малопригодные породы при подготовке земель под пашню;
— использование потенциально плодородных пород с проведением специальных агротехнических мероприятий при отсутствии или недостатке плодородного слоя почвы;
— выполнение ремонта рекультивируемых участков;
— проведение интенсивного мелиоративного воздействия с выращиванием однолетних, многолетних злаковых и бобовых культур для восстановления и формирования корнеобитаемого слоя и его обогащения органическими веществами при применении специальных агрохимических, агротехнических, агролесомелиоративных, инженерных и противоэрозионных мероприятий;
— получение заключения агрохимической и санитарно-эпидемиологической служб об отсутствии опасности выноса растениями веществ, токсичных для человека и животных (1).
Требования к рекультивации земель при лесохозяйственном направлении должны включать:
— создание насаждений эксплуатационного назначения, а при необходимости, лесов защитного, водорегулирующего и рекреационного назначения;
— создание рекультивационного слоя на поверхности откосов и берм отвалов из мелкоземистого нетоксичного материала, благоприятного для выращивания леса;
— определение мощности и структуры рекультивационного слоя в зависимости от свойств горных пород, характера водного режима и типа лесонасаждений;
— планировку участков, не допускающую развитие эрозионных процессов и обеспечивающую безопасное применение почвообрабатывающих, лесопосадочных машин и машин по уходу за посадками;
— создание в неблагоприятных почвенно-грунтовых условиях лесонасаждений, выполняющих мелиоративные функции;
— подбор древесных и кустарниковых растений в соответствии с классификацией горных пород, характером гидрогеологического режима и других экологических факторов;
— организация противопожарных мероприятий (1).
Требования к рекультивации земель при водохозяйственном направлении должны включать:
— создание водоемов различного назначения в карьерных выемках, траншеях, деформированных участках шахтных полей;
— комплексное использование водоемов преимущественно для водоснабжения, рыбоводческих и рекреационных целей, орошения;
— строительство соответствующих гидротехнических сооружений, необходимых для затопления карьерных выемок и поддержания в них расчетного уровня воды;
— мероприятия по предотвращению оползней и размыва откосов водоемов;
— экранирование токсичных пород, ложа и бортов водоемов и пластов, склонных к самовозгоранию, в зоне переменного уровня и выше уровня воды;
— защиту дна и берегов от возможной фильтрации;
— мероприятия по предотвращению попадания в водоемы кислых или щелочных подземных вод и поддержанию благоприятного режима и состава воды в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами;
— мероприятия по благоустройству территории и озеленению откосов (1).
Требования к рекультивации земель при санитарно-гигиеническом направлении должны включать:
coolreferat.com