Лекции для студентов

Основы природообустройства

Технический этап рекультивации

Технические мероприятия по рекультивации нарушенных земель подразделяются на следующие виды:

проектные — создание новых проектных поверхностей и форм рельефа: профилирование, террасирование, вертикальная планировка, удаление ненужной древесно-кустарниковой растительности, пней, камней, разделка кочек;

структурные: изменение состава и структуры рекультивационного слоя (землевание, торфование, создание экранов);

химические: известкование, гипсование, кислование, внесение сорбентов, органических и минеральных удобрений;

водные  (гидротехнические): осушение, орошение, регулирование сроков затопления поверхностными водами;

теплотехнические: мульчирование, грядование, обогрев, применение утеплителей.

На нарушенных землях практически всегда необходимо проводит планировку и землевание. Планировку в зависимости от направления рекультивации, объемов и расстояния транспортировки почвенного слоя проводят по всей территории (сплошная) или по отдельным участкам (частичная), ее включают в состав работ по террасированию и выполаживанию откосов отвалов, карьерных выемок, кавальеров и насыпей.

Сплошную планировку (разравнивание) выполняют при подготовке земель к сельскохозяйственному использованию и созданию лесных массивов, частичную — при подготовке земель к озеленению, созданию защитных или лесных водоохранных полос, при благоустройстве территорий для целей рекреации или для придания нарушенным землям эстетичного вида с многообразием форм микрорельефа.

Планировка насыпей проводится в два этапа: предварительная и окончательная через 2…3 года с обязательным засевом поверхности насыпи бобово-злаковыми травами в промежутках между этапами.

Землевание — это нанесение почвенного слоя на спланированную поверхность или внесение почвы (потенциально плодородных пород) в другую почву для улучшения водно-физических, агрохимических и тепловых свойств. Содержание гумуса в почве, наносимой на спланированную поверхность, должно быть не менее 2 %.

 Землевание особенно необходимо при создании рекультивационного слоя на землях, непригодных для проведения биологической рекультивации по физическим или химическим свойствам. Мощность рекультивационного слоя на потенциально плодородных породах определяется направлением использования нарушенных земель

В зависимости от площади и состояния нарушенных земель техническая рекультивация может ограничиваться двумя рассмотренными способами или созданием крупных инженерных систем с необходимым набором элементов управления потоками вещества: для загрязненных земель — инженерно-экологические системы. Эффективность таких систем зависит от уровня инженерного исполнения и технологии управления движением минеральных и органических веществ в компонентах природы.

Биологический этап рекультивации

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

 

С помощью растений можно определить наличие металлов в почве.  Это свойство растений для целей горного дела начали специально изучать еще в XVI веке. В 1763г. М.В. Ломоносов отмечал, что «на горах, в которых руда и другие минералы родятся, растущие деревья бывают обыкновенно нездоровы, т. е. листья их бледны, а сами низки, кривлеваты и до совершенной старости своей подсыхают, а трава, под жилами растущая, бывает обыкновенно мельче и бледнее».

Рекультивация лесохозяйственного назначения проводится для создания на нарушенных землях лесных насаждений промышленного, защитного, водорегулирующего, водо-охранного и рекреационного назначений.

На землях, загрязненных техногенными продуктами, главной задачей биологической рекультивации является повышение самоочищающей способности почвы. Решение этой задачи возможно с помощью совместного функционирования технических и биологических систем, оперирующих широким набором мероприятий, в том числе с использованием специально выращенных  микроорганизмов.

Рекультивация (очистка) почв от техногенных продуктов с помощью микроорганизмов основана на деструктировании (разложении) этих продуктов в течение регламентированного времени. На практике этот способ применяют для очистки почв, загрязненных нефтью, нефтепродуктами и пестицидами. Технология биодеструктирования включает создание благоприятных водно-воздушных, тепловых и питательных условий микроорганизмам и регулярного контроля численности применяемой популяции. Поэтому эффективность такого вида рекультивации зависит от управляемости регулирующих факторов и качества штаммов.