Инновации в рекультивации земель

Биологическая рекультивация проводится по двум вариантам: с нанесением гумусированного поверхностного слоя на тщательно спланированную поверхность земель; без нанесения почвенного слоя. В последнем случае предусматривается создание сельскохозяйственных угодий непосредственно на вскрышных породах, относимых к группе потенциально плодородных.

Наиболее распространен первый вариант, используемый для восстановления земель под пашню. В этом случае на спланированную поверхность нарушенной территории наносят гумусированный почвенный слой мощностью 30-50 см. Лучшими подстилающими породами являются лессы и лессовидные суглинки. В первые годы освоения обычно выращивают многолетние бобовые травы (люцерну, донник, люпин, красный клевер). Они дают высокий урожай и способствуют относительно быстрому восстановлению плодородия почвы. После трав выращивают зерновые и кормовые культуры, наиболее продуктивные в данной местности. Достигаемые при этом урожаи близки к собираемым на старопахотных землях или превышают их, особенно при мощных насыпных слоях (до 80-90 см) [Т.С. Чибрик, 2002]..

Одной из важных задач биологической рекультивации является восстановление структуры, физических, агрохимических, физико-химических и других свойств нанесенной почвы, ее гомогенности. Последнюю создают, применяя орудия роторного типа (плуги, фрезы, комбинированные), глубокую обработку земли с последующим дискованием и культивацией. В некоторых странах после дискования и культивации мульчируют поверхностный слой соломой, корой, золой, хворостом. Также благоприятно влияет на восстановление свойств почвы орошении [Э.А. Арустамов, 2000].

Мощный фактор повышения плодородия восстанавливаемых земель с нанесением почвенного слоя - использование удобрений, особенно в первые годы освоения. Их дозы, а также нормы высева семян увеличиваются при этом на 30-50% против обычных [Т.С. Чибрик, 2002].

В остальном возделывание сельскохозяйственных культур на восстанавливаемых территориях существенно не отличается от принятого на старопахотных участках, однако большее внимание уделяется обработке почвы в начальный период освоения (на техническом этапе рекультивации она сильно уплотняется) [Загрязнение и …, http://revolution.allbest.ru].

 

2.2 Направления рекультивации  земель

 

Основные направления использования восстановленных земель - сельскохозяйственное и лесохозяйственное. Преимущественное развитие того или иного из них зависит от типа нарушенных земель, природных условий, экономической целесообразности и ожидаемого социального эффекта. Однако при прочих равных условиях приоритет имеет сельскохозяйственное применение, в первую очередь создание пашни, поскольку в данном качестве полнее реализуется ценность земли как средства производства [В.А. Ковда, 1982].

Лесохозяйственная рекультивация приоритетна на отвалах с почвенно-грунтовыми условиями, неблагоприятными для выращивания сельскохозяйственных культур, или требующих существенных затрат на почвозащитные, водоохранные и природоохранные мероприятия. В различных зонах и на других типах месторождений в настоящее время установлена приемлемость вскрышных и вмещающих отвальных пород для выращивания древесно-кустарниковых насаждений определенного ассортимента. Выявлены также оптимальные параметры посадочного материала, схемы посадки, приемы выращивания лесонасаждений на отвалах различного типа.

Наряду с сельскохозяйственным и лесохозяйственным в ряде случаев эффективны другие виды использования восстановленных земель: водохозяйственное - сооружение различных водоемов для хозяйственных, питьевых, коммунально-бытовых нужд; рыбохозяйственное - создание на базе карьеров водоемов для разведения рыб; рекреационное и охотничье - устройство баз отдыха и спорта, парков, зеленых и туристических зон, архитектурно-ландшафтных комплексов и т.д.; природоохранное и санитарно-гигиеническое - противоэрозионные лесонасаждения, сооружение водоемов для животных подводного мира и пернатых; строительство - во всех его видах [Г.В. Мотузова, 2007].

 

3. Инновации в рекультивации  земель

 

Компанией ООО НПО «ЭкоИнновация» была предложена инновационная технология по рекультивации земель с применением гуминовых препаратов.

Краткая характеристика инновационной технологии.

1. Представляемая технология рекультивации нефтезагрязненных, нарушенных и деградированных земель с применением гуминовых препаратов является инновационной разработкой, которая применима в условиях природно-антропогенных ландшафтов, представляющих собой комплексы, которые раз возникнув под влиянием человеческой деятельности, в дальнейшем, развиваются самостоятельно.

2. Представляемая технология  органически сочетает задачи  технической и биологической  рекультивации.

3. В представляемой технологии  используется обычная коммунальная  и сельхозтехника. Из соотношения  цена – качество полученного  результата разработанная технология  является наиболее оптимальной  из представленных в открытой  печати технологий.

Краткая характеристика применяемых гуминовых препаратов.

Структурная группа     Тип взаимодействия

COOH      ионный обмен

CAr-OH      комплексообразование

   C=O      окисление-восстановление

C6H6      донорно-акцепторные

- CHn      гидрофобные взаимодействия

Приведенные типы взаимодействия гуминовых кислот, а также их направленная модификация определяет их широкий спектр применения: связывание тяжелых металлов, сорбция и ускоренное разложение органических экотоксикантов, детоксикация промышленных и бытовых шламов, детоксикация нефтезагрязненных почв и грунтов, восстановление свойств и плодородия деградированных почв.

В представленной технологии использовался модифицированный препарат «Гумакс», а в некоторых случаях его аналоги [Инновационные технологии, http://tatcsm.ru:81].

 

Компания Stalford Technology предлагает потребителям мобильную установку для рекультивации БР - М 200,  с помощью которой можно получить свежеприготовленный биопрепарат из микроорганизмов.

Плюсы. Большая эффективность при рекультивации, при меньшем расходе микроорганизмов на ликвидацию загрязнения (в отличии от высушенных или законсервированных культур);

Обеспечивают лучшее качество рекультивации;

Разработаны с помощью инноваций в области биотехнологий;

Методы с использованием свежевыросших культур просты, эргономичны и экономичны;

Установка повышает контроль рекультивированных работ и служит долгое время.

В отличие от высушенных (законсервированных) биопрепаратов, свежеприготовленные имеют меньший процент мертвых микробных клеток. Расход и цена меньше до 4-х раз [Т.Н. Боковикова, 2010].

Мобильные установки для рекультивации

1. Необходимо подбирать наиболее подходящую установку, например для загрязнений больших площадей большей производительности, а для маленьких – меньшего.

2. Мобильные установки помогают снизить стоимость рекультивации и наращивать живые активные микроорганизмы для более быстрой утилизации нефтяных розливов.

3. Свежеприготовленные суспензии микроорганизмов в отличие от активированных высушенных или консервированных, более экономично расходуются, содержат больше жизнеспособных бактерий для более быстрого восстановления плодородности почв.

4. Если Вы много расходуете на закупку биопрепаратов для рекультивации, выбирайте оборудование, которое создано специально для упрощения и удешевления технологических операций.

5 Современные средства  для рекультивации решают сразу  несколько задач. Например мобильная  установка БР – М200, одновременно  создает оптимальные условия  для роста микроорганизмов, контролирует  технологический процесс и производит  высокоактивные микробные клетки.

Мобильная установка позволяет выращивать микроорганизмы, как на ходу, так и на месте аварии. Помимо этого для обслуживания установки и проведения биологического этапа рекультивации требуется всего 1 человек. Система просто настраивается с помощью интуитивно понятного программного обеспечения. Необходимо только в самом начале внести в установку необходимый штамм микроорганизмов и питательную среду, настроить необходимые параметры культивирования и дождаться полного приготовления, после чего внести в нефтезагрязненные участки почвы. Также установку можно использовать в экспресс-рекультивации за счет одновременного использования штаммовых и препаративных методов [Stalford Technology, http://cs2.a5.ru]. 
Выводы

 

Почва занимает особое положение и в природных ландшафтах, и в жизни человека, она является важнейшим блоком экосистем, выступает как фактор плодородия для растений и как самая насыщенная организмами среда жизни. Однако в последнее время в стране возникли и неуклонно нарастают проблемы сохранения земельно-ресурсного потенциала, вызванные масштабным нарушением земель, загрязнением и деградацией почв, потерей почвенного плодородия.

Деградация почв различных видов достигла огромных масштабов, последствия ее за последние 20 лет ощущают по крайней мере 1/3 территории планеты. Миллионы тонн земли не возобновляемого природного ресурса ежегодно исключаются из сельскохозяйственного пользования.

Рекультивация нарушенных земель, как и любой другой сложный процесс, должно вестись поэтапно. Исходя из направлений рекультивации и сложности, этапное проведение работ следует установить для каждого случая отдельно, исходя из конкретно сложившихся условий и принятых решений по рекультивации.

Для более продуктивного проведения рекультивации земель необходимо использовать современные разработки, инновации, по восстановлению почвы.

Подготовительный период заключается в обследовании территории. Первый этап - проведение исследований по разработке рациональных способов восстановления плодородия земель и составления проектно-сметной документации. Второй этап - производство работ, которое должно выполняться строительными организациями специализирующиеся по производству мелиоративных земляных сооружений, укомплектованные специалистами в этой отрасли и соответствующей техникой. Существующие машины, использованные в горнодобывающих организациях, не всегда удовлетворяют требования технологии производства работ по рекультивации земель, особенно в отношении сохранения растительного грунта и восстановления плодородного слоя. Рекультивация, - один из действенных методов предотвращения и защиты земельных ресурсов от происходящих негативных процессов. 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.

 

Список использованных источников

 

1. Андерсон Р. К. Экологические последствия  загрязнения нефтью / Р. К. Андерсон, А. Х. Мукатанов, Т. Ф. Бойко. Экология, 1980. №6. С. 21 - 25.

2. Боковикова Т.Н. Использование нефтешламмов при строительстве дорог / Т.Н. Боковикова, Д.Р. Шпербер, Е.Р. Шпербер.  Экология и промышленность России, 2010. №4. С. 34.

3. Ганеев И.Г. Ремедиация  и рекультивация техногенно деградированных  земель / И.Г. Ганеев, А.А, Кулагин. Вестник  ОГУ, 2009. №6(100). С. 554-557.

4. Деградация и охрана почв / Отв. Ред. Г.В. Добровольский. М., 2002. 651 с.

5. Добровольский Г. В. К истории первоначальных знаний о почвах / Г.В. Добровольский. Век глобализации, 2008. Вып. №2.

6. Заславский М.Н. Эрозиоведение / М.Н. Заславский. М.: Высш. Школа, 1983. 320 с.

7. Ковда В.А. Почвенный покров, его улучшение, использование и охрана / В.А. Ковда. М., 1982. 181с.

8. Кузнецов М.С. Эрозия и охрана почв / М.С. Кузнецов. М., 1996. 333с.

9. Мотузова Г.В. Экологический мониторинг почв: учебник / Г.В. Мотузова, О.С. Безуглова. М., 2007. 237с.

10. Природопользование: Учебник / Под ред. проф. Э.А. Арустамова. М., 2000. 284 с.

11. Реймерс Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник / Н.Ф. Реймерс. М.: Мысль, 1990.  638с.

12. Романова Э. П. Природные ресурсы мира / Э.П. Романова, Л.И. Куракова, Ю.Г. Ермаков. М.: Изд-во МГУ, 1993. С. 57.

13. Чибрик Т.С. Основы биологической рекультивации: Учеб. Пособие / Т.С. Чибрик. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2002. 172 с

14. Экономика природопользования: Учебник / Под ред. Т.С. Хачатурова. М.: Изд-во МГУ, 1991. 271 с.

15. Экология. Цифры и факты // Луч, 1998. N 7-8. С. 8-23.

Ссылки

16. Stalford Technology: [Электронный ресурс] / Инновации. URL http://cs2.a5.ru. (20.03.2015).

17. База знаний: [Электронный ресурс] / Рекультивация земель. URL http://www.cawater-info.net. (20.03.2015).

18. Биофайл. Научно – информационный журнал: [Электронный ресурс] / Виды деградации почвы. URL http://biofile.ru. (20.03.2015).

19. Сельское хозяйство: [Электронный ресурс] / Загрязнение и деградация почв, способы рекультивации. URL http://revolution.allbest.ru. (20.03.2015).

20. Техническая библиотека: [Электронный ресурс] / Экология, пожарная безопасность, техника безопасности. Рекультивация загрязненных земель. URL http://neftegaz.ru. (20.03.2015).

22. ЭкоИнновация: [Электронный ресурс] / Инновационные технологии. URL http://tatcsm.ru:81/webtrans/files/8-muustinov.pdf. (20.03.2015).

23. Экология и охрана природы: [Электронный ресурс] / Рекультивация земельных ресурсов. URL http://www.refsru.com. (20.03.2015).