Libmonster ID: UA-2173

Share this article with friends
Заглавие статьи БИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ: УРАЛЬСКИЙ ВАРИАНТ
Автор(ы) БОЛЬШАКОВ В., ЧИБРИК Т.
Источник Наука в России,  № 3, 2007, C. 106-112

Академик Владимир БОЛЬШАКОВ, кандидат биологических наук Тамара ЧИБРИК, Уральский государственный университет им. А. М. Горького

Нарушенные промышленностью земли - "индустриальные пустыни" - по бесплодности и формам поверхности иногда сравнивают с "лунным ландшафтом". На Урале их площади составляют свыше 100 тыс. га, причем расположены они в непосредственной близости от городов и населенных пунктов, чем создают неблагоприятные условия для жизни населения. Нивелируют ситуацию методами биологической рекультивации. Технология ее разработана и реализована на золоотвалах тепловых электростанций, угольных и рудных месторождениях региона.

Большинство промышленных предприятий Урала - градообразующие. Возникнув на окраине городов и рабочих поселков, в дальнейшем при разрастании они оказались непосредственно на их территории со всеми вытекающими отсюда неблагоприятными последствиями для людей. Это характерно прежде всего для тепловых электростанций, работающих на высокозольных углях, в результате чего образуются золоотвалы или золошлакоотвалы, при каждом соответствующем предприятии занимающие несколько сотен гектаров. Так происходит, например, в Свердловской области на Богословской ТЭЦ (город Краснотурьинск), Серовской ГРЭС (Серов), Нижнетуринской ГРЭС (Нижняя Тура), Верхнетагильской ГРЭС (Верхний Тагил), Красногорской ТЭЦ (Каменск-Уральский) и др. Влияние их на окружающую среду многопланово, но во всех случаях самыми значимыми являются "пыльные бури", вызванные подсыханием поверхности золы и сопровождающиеся непрерывным загрязнением окружающей территории золой и тяжелыми металлами.

Работы по биологической рекультивации на золоотвалах тепловых электростанций стали проводить в 60-х годах XX в. в Уральском государственном университете под руководством доктора биологических наук Виталия Тарчевского. Они обязательно включали экспериментальные посевы многолетних трав, посадки деревьев и кустарников для подбора необходимого ассортимента видов, консервации пострадавших земель и последующего их озеленения. Большое внимание уделяли способам улучшения свойств субстрата при минимальных экономических затратах с использованием имеющихся в распоряжении предприятий возможностей. Вскоре первые итоги изысканий с рядом конкретных рекомендаций были представлены для практического применения.

Затем в ходе длительных проверок наши специалисты доказали возможность улучшения свойств субстратов с помощью различных приемов. Ныне, исходя из особенностей расположения тех или иных отвалов тепловых электростанций, предложены три основных способа.

Прежде всего речь идет о "землевании", т.е. о нанесении на поверхность "индустриальных пустынь" почвы, торфа или потенциально плодородного грунта, толщина слоя которых колеблется от 2 - 4 (на золоотвалах) до 20 - 50 см и более (на вскрытых породах). При этом золоотвал можно покрывать как равномерно по всей площади, так и полосами, причем в последнем варианте каждая шириной 6 - 10 м чередуется с такой же по размеру, но

стр. 107


без покрытия, однако в любом случае их надо располагать поперек господствующего направления ветров. Добавим: полосы с покрытием засевают многолетними травами, практикуют посадки деревьев и кустарников, что дает экономию посевного и посадочного материала, способствует защите рекультивируемого участка.

Второй способ - ежегодное внесение полного минерального удобрения (NPK) с последующими подкормками растений, разумеется, с учетом содержания питательных веществ в субстрате, слагающем отвал. Причем операцию делят на два этапа: осенью используют фосфорные и калийные удобрения из расчета 30 - 60 кг действующего начала на 1 га, весной - азотные (30 - 45 кг/га), что способствует лучшему развитию культур и скорейшему задернению обрабатываемых участков.

И, наконец, полив поверхности отвалов сточными водами. Осуществляют это в течение всего вегетационного периода (с мая по сентябрь) по 200 - 500 м3 /га за один раз, согласуя его с фазами развития растений. Состав применяемых вод должен соответствовать нормам санитарно-эпидемиологической службы по содержанию вредных веществ.

При создании травяного покрова используют высокопродуктивные кормовые культуры: из злаков - кострец безостый, овсяницу луговую, житняк гребенчатый, регнерию волокнистую, ежу сборную, тимофеевку луговую; из бобовых - люцерну синегибридную, эспарцет песчаный, донник белый и желтый двухлетние, клевер белый и красный и др. Одновременно с ними проводят посадку деревьев и кустарников, формируя из них защитные полосы или небольшие "колки", что будет способствовать накоплению снега, уменьшению водной и ветровой эрозии. Для этого рекомендованы тополь бальзамический, яблоня мелкоплодная, осина, береза бородавчатая и пушистая, ива козья и пятитычинковая, сосна обыкновенная, карагана желтая, шиповник коричный, ракитник русский, малина лесная, облепиха, смородина золотистая, клен американский, лох узколистный и т.д. Их высаживают на отвалах, как правило, в ямки или траншеи с одновременным внесением почвы либо потенциально плодородного фунта.

Культурфитоценозы, формируемые на отвалах посевом многолетних трав, уже на третий год жизни дают прочную дернину, сомкнутый травостой, пригодны для сенокошения (урожайность злаковых - от 10,5 до 26, бобовых - от 20 до 45,5 ц/га).

Таким образом, на Урале в основном решена проблема биологической рекультивации (консервации, озеленения) золоотвалов тепловых электростанций, находящихся в городской черте. Аналогичные исследования

стр. 108


стр. 109


по разработке способов биологической рекультивации крупнейшего золоотвала Рефтинской ГРЭС (поселок городского типа Рефтинский Свердловской области) с практической реализацией проводят сотрудники Ботанического сада УрО РАН (Екатеринбург) под руководством доктора биологических наук Африкана Махнева.

Ну а что происходит тут с нарушенными землями горнодобывающих предприятий, занимающих тысячи гектаров, особенно при открытой добыче полезных ископаемых? В качестве примера приведем угледобывающие Богословский карьер (город Карпинск Свердловской области) и Коркинский карьер (Коркино Челябинской области), который входит в число самых крупных и глубоких на территории бывшего СССР. Его площадь - свыше 800 га, форма округлая, слегка вытянутая в широтном направлении, глубина - более 500 м. Углы наклона бортов достигают 10 - 25°, высота рабочих уступов 10 - 15 м. Добычу производят экскаваторами с предварительным рыхлением пород взрывами. Вскрышные породы вывозят на внешние отвалы, расположенные в 3 км к северо-западу от объекта, а отвальное хозяйство включает терриконы шахт, зоны обрушения, последние нередко заполнены поверхностными водами. Отвалы вместе с карьерами и терриконами в Коркино занимают 6700 га. Естественно, столь обширная зона разрушения характеризуется специфическими условиями, особенно внутрикарьерное пространство. В верхней части оно мало обводнено, обильные выходы грунтовых вод до глубины 100 м лишь единичны. На юго-западном борту встречаются переувлажненные заболоченные участки, происхождение которых связано с задержкой на водоупорном ложе углублений атмосферных осадков и талых вод; не исключен и выход грунтовых вод. Но полное затопление карьера невозможно ввиду отсутствия соответствующих источников, неустойчивости бортов, необходимости глубже изолировать расположенную шахту от проникновения в нее воды, что вполне реально лишь при напоре в карьере столба в несколько сот метров и т.д. Поэтому наиболее приемлемым видом рекультивации здесь является сухая консервация.

Как показало рекогносцировочное обследование, она совершенно необходима, прежде всего в целях улучшения техники безопасности. Дело в том, что борта карьера тут сложены рыхлыми или слабо цементирующимися, легко выветривающимися породами. Склоны и бермы верхних и средних давно сформировавшихся уступов подвержены сильнейшей водной и ветровой эрозии, в результате чего практически вымывается весь мелкозем. А вскрытые обломки твердых пород подвержены быстрому разрушению и интенсивно поставляют

стр. 110


стр. 111


эрозионно-подвижный материал. Это приводит к оползням, происходящим рядом с городскими строениями.

Вместе с тем при работе в Коркинском карьере различных машин и механизмов, а также за счет естественных процессов окисления, выветривания, самовозгорания пород и т.п. приземный воздух загрязняется рядом токсических газов и паров, радиоактивных и канцерогенных веществ, пылью. В основном речь идет об окислах азота, окиси углерода, сероводороде, сернистом газе и акролеинах, о радоне, тороне и актионе, альдегидах и канцерогенах. Например, в 1968 г. общая продолжительность загрязнения воздуха здесь составила 2228 ч, наиболее длительно наблюдавшаяся в осенние и зимние месяцы (концентрация окиси углерода тогда составляла 0,005 - 0,008% при допустимой 0,0016%). А ведь единственным поставщиком кислорода тут является растительность. И нарушение, уничтожение ее на площади свыше 6 тыс. га - серьезный фактор, ухудшающий состояние атмосферы.

Предложенная нами рекультивация предполагает не только увеличение площади сельскохозяйственных и лесных угодий за счет "индустриальных пустынь". Она включает и комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды, т.е. в настоящее время на первый план выступают экологические задачи. Для выполнения запрограммированных экспериментов в Коркинском карьере испытаны 13 видов многолетних трав и 20 - деревьев и кустарников. На основе исследований обоснованы и частично внедрены (преимущественно на верхних уступах) рекомендации по биологической рекультивации местности в режиме сухой консервации.

При классификации пород угольных месторождений Урала по пригодности для биологической рекультивации они подразделены на три группы: I - пригодные, II - малопригодные (малоплодородные), III - непригодные. Применительно к ним можно охарактеризовать пять экологически устойчивых моделей соответствующих подходов.

Модель первая. Породы, слагающие поверхность нагроможденных отвалов, пригодные и малопригодные для биологической рекультивации. Схема формирования: первичная планировка; фитомелиоративный период на время стабилизации поверхности (2 - 3 года); повторная планировка; посев многолетних трав для создания сенокосно-пастбищных угодий, лесопосадки, использование комплекса органических и минеральных удобрений.

Модель вторая. Отвалы возрастом свыше 5 - 10 лет, образованные пригодными и малопригодными породами, на которых интенсивно идет процесс самозарастания. Необходима частичная планировка поверхности в виде упорядочивания рельефа. Здесь возможно выделение площадей, не требующих биологической рекультивации при подсадке в формирующиеся лесные фитоценозы саженцев сосны из расчета 2 - 3 тыс. шт./га.

Модель третья. При выносе на поверхность отвалов пород из группы непригодных по химическим свойствам - пиритсодержащих, сильно засоленных и др. - осуществляют мелиоративные мероприятия с последующим посевом многолетних трав. Для чего поверхность участка планируют и затем на 2 - 3 года оставляют в таком состоянии. Потом укладывают изоляционный слой из щебня или тяжелых глин, сверху наносят породы I и II групп мощностью 40 - 50 см (на щебень), 20 - 30 см (на глину). Наконец, настает очередь биологического этапа рекультивации - посев многолетних трав для создания сенокосно-пастбищных угодий или с санитарно-гигиенической целью.

Модель четвертая. От предыдущей отличается тем, что отвалы представляют собой каменистые породы, а они непригодны для биологической рекультивации по физическим свойствам. Поэтому после выполнения двух первых работ, упомянутых в предыдущем разделе, следует повторить планировку и лишь потом наносить породу слоем 40 - 50 см. Завершающий этап - посев многолетних трав и посадка деревьев и кустарников, ассортимент которых соответствует санитарно-озеленительным, рекреационным целям.

Модель пятая. На отвалах находятся породы, непригодные по физическим или химическим свойствам, хотя они смешаны с малопригодными. В данном случае все начинается с подлинного переконструирования рельефа, чтобы предельно его выравнять (упорядочить). После этого готовят посадочные ямы (для деревьев) и траншеи (для кустарников), вносят в них грунтосмеси I и II групп пригодности, затем сажают растения специально подобранного ассортимента для создания благоприятных санитарно-гигиенических условий.

Первые две из рассмотренных моделей ныне осуществлены в производственных масштабах на отвалах Богословского и Веселовского месторождений угля, где занимают свыше 2 тыс. га. Остальные опробованы.

Таким образом, в Уральском регионе накоплен большой научный и практический потенциал, использование которого может способствовать оздоровлению окружающей среды в промышленных городах. Основное внимание наши специалисты обращали на разработку экологических основ биологической рекультивации разнотипных отвалов - "искусственных пустынь", в том числе возникших в результате деятельности предприятий горно-добывающей (отвалы, образованные при добыче железной и медной руды, угля) и перерабатывающей промышленности (шламохранилища после обогащения железной руды и руд цветных металлов, отходы литейного производства), золоотвалы тепловых электростанций, работающих на высокозольных углях.

Были изучены их характеристики, дан прогноз естественного восстановления почвенного и растительного покрова, рекомендованы способы биологической рекультивации и ее возможные направления, определено содержание тяжелых металлов в системе "субстрат-растение". Всего обследовано 35 тыс. га нарушенных промышленностью земель разных типов, часть из них, как уже сказано, предприятия восстановили с учетом рекомендаций ученых Уральского государственного университета им. А. М. Горького.


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/БИОЛОГИЧЕСКАЯ-РЕКУЛЬТИВАЦИЯ-УРАЛЬСКИЙ-ВАРИАНТ

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Иван МилютинContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/SkyJack

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ: УРАЛЬСКИЙ ВАРИАНТ // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 05.07.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/БИОЛОГИЧЕСКАЯ-РЕКУЛЬТИВАЦИЯ-УРАЛЬСКИЙ-ВАРИАНТ (date of access: 28.07.2021).


Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Иван Милютин
Харьков, Ukraine
1677 views rating
05.07.2014 (2580 days ago)
0 subscribers
Rating
0 votes
Related Articles
Превращаясь в пыль, литий неизбежно поднимается в воздух и отравляет все живое вокруг. Самое меньшее, чем грозит литиевая пыль – это слепота. Погибает рыба, питьевая вода становится непригодной для употребления. Кроме того вода является главным ресурсом для добычи лития. Ее катастрофические сокращение отмечают местные жители всех разрабатываемых месторождений.
Catalog: Экология 
22 hours ago · From Naina Kravetz
БОЛГАРСКИЕ СЛУШАТЕЛИ АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ОФИЦЕРСКОГО КЛАССА (1901-1914 годы)
Catalog: История 
Yesterday · From Україна Онлайн
ДИНАСТИЧЕСКАЯ ДИПЛОМАТИЯ В РОССИЙСКО-ФРАНЦУЗСКИХ ОТНОШЕНИЯХ 1856-1870 годов
Catalog: Право 
Yesterday · From Україна Онлайн
ФРАНЦИЯ И РАСШИРЕНИЕ ЕВРОПЕЙСКОГО СОЮЗА НА ВОСТОК
Yesterday · From Україна Онлайн
ЗАРУБЕЖНАЯ ИСТОРИОГРАФИЯ ВНЕШНЕЙ ПОЛИТИКИ ПРАВИТЕЛЬСТВ М. ТЭТЧЕР И ДЖ. МЭЙДЖОРА (1980 - 1990-Е ГОДЫ)
Catalog: История 
2 days ago · From Україна Онлайн
ЛОРД ПАЛЬМЕРСТОН В ЕВРОПЕЙСКОЙ ДИПЛОМАТИИ
Catalog: История 
2 days ago · From Україна Онлайн
ОБЩЕЕ СОБРАНИЕ ОТДЕЛЕНИЯ ИСТОРИКО-ФИЛОЛОГИЧЕСКИХ НАУК РАН
Catalog: История 
2 days ago · From Україна Онлайн
ВАЖНЫЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ ИСТОРИИ США XIX ВЕКА
Catalog: История 
2 days ago · From Україна Онлайн
ИМПЕРАТОР БОКАССА I И ВЛАСТЬ В ПОСТКОЛОНИАЛЬНОЙ АФРИКЕ
Catalog: История 
5 days ago · From Україна Онлайн
СРАЖЕНИЕ ЗА КРИТ В МАЕ 1941 ГОДА
Catalog: История 
5 days ago · From Україна Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

ELIBRARY.COM.UA is an Ukrainian library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ: УРАЛЬСКИЙ ВАРИАНТ
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Ukraine Library ® All rights reserved.
2009-2021, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones