Рекультивація порушених земель

Введення

Велика частина населення земної кулі вже в даний час живе в оточенні техногенних ландшафтів, вони ж енергійно використовуються для потреб рекреації і масового короткочасного туризму - так звані приміські зони. Властиві їм змінені біотичні системи та складні інженерно-технічні структури створюють постійну середовище життя людей. Але більшість техногенних ландшафтів у теперішньому їх стані явно несприятливі і навіть небезпечні для здоров'я людини. Крім того, усі техногенні ландшафти через низьку біологічної продуктивності і специфічних біофізичних і біохімічних властивостей утворюють своєрідні провали і бар'єри на шляхах планетарної міграції речовин і енергії. Вони спотворюють нормальний перебіг таких фундаментальних процесів, що протікають у біосфері, як біологічний кругообіг азоту, газовий режим атмосфери і т. п., знижують їх інтенсивність (3).

Характерною рисою їх є порушення цілісності та суцільності «плівки життя» в біосфері, аж до повного знищення грунтового та рослинного покривів у результаті діяльності людини, порівнянної за значимістю з геологічними процесами. Серед техногенних ландшафтів особливе місце по своєму негативному впливу на природні природні комплекси (та й на здоров'я людини) займають так звані промислові відвали. Вони концентруються в околицях більшості населених пунктів і всіх великих міст (4).

Основне завдання дослідних, дослідно-виробничих і виробничих робіт з рекультивації - усунути шкідливе, забруднююча вплив цих земель на прилеглі території, повернути їм біологічну і соціально-економічну цінність.

Таким чином, під рекультивацією земель розуміється комплекс робіт, спрямованих на відновлення біологічної продуктивності та господарської цінності порушених земель, а також на поліпшення умов навколишнього природного середовища (3).

Метою даної роботи є опис біологічного методу рекультивації порушених земель.

Для досягнення мети були поставлені наступні завдання:

1. Розкрити сутність процесу рекультивації земель і вимоги до нього;

2. Розглянути порядок проведення біологічного етапу рекультивації земель, порушених при капітальному і аварійному ремонті нафтопроводів;

3. Дати опис технології біологічної рекультивації порушених земель за чотирма об'єднаним зонах: в полярно-тундрової зоні; в лісотундрової северотаежной і среднетаежной зонах; в південно-тайгово-лісової і лісостеповій зонах; в степовій зонах.

4. Провести порівняння відомих методів рекультивації і описати канадський метод біологічної рекультивації нафтозабруднених земель.

Глава 1 Рекультивація порушених земель і вимоги до неї

1.1 Сутність процесу рекультивації земель

Рекультивація земель - це комплекс робіт, спрямованих на відновлення продуктивності та народногосподарської цінності порушених і забруднених земель, а також на поліпшення умов навколишнього середовища (1).

Рекультивації підлягають порушені землі всіх категорій, а також прилеглі земельні ділянки, повністю або частково втратили продуктивність в результаті негативного впливу порушених земель.

Рекультивація земель є складовою частиною технологічних процесів, пов'язаних з порушенням земель і повинна проводитися з урахуванням місцевих грунтово-кліматичних умов, ступеня пошкодження і забруднення, ландшафтно-геохімічної характеристики порушених земель, конкретної ділянки, вимог інструкції.

Рекультивуються землі та прилегла до них територія після завершення всього комплексу робіт повинні представляти собою оптимально організований і екологічно збалансований стійкий ландшафт (1).

У проведенні досліджень з проблеми біологічної рекультивації ясно виділяються кілька етапів. На першому етапі (з 1959 до кінця 1970-х років) за господарськими договорами з промисловими підприємствами розроблялися способи біологічної рекультивації порушених промисловістю земель. Результатом досліджень були рекомендації, які використовувалися при складанні проектів та практичному проведенні біологічної рекультивації. Як правило, врахування конкретних екологічних умов дозволяв значно здешевити проектні та практичні роботи з біологічної рекультивації вивчених техногенних утворень і навіть виділити групу площ, що не вимагають біологічної рекультивації. Це старі відвали з гарним відновленням рослинного та грунтового покривів (3).

При проведенні біологічного етапу рекультивації повинні бути враховані вимоги до рекультивації земель за напрямами їх використання.

Земельні ділянки в період здійснення біологічної рекультивації у сільськогосподарських та лісогосподарських цілях повинні проходити стадію меліоративної підготовки, тобто біологічний етап повинен здійснюватися після повного завершення технічного етапу.

Для успішного проведення біологічної рекультивації важливе значення мають дослідження флористичного складу формуються спільнот, процесів відновлення фіторізноманіття на порушених промисловістю землях, коли катастрофічно знищені грунтовий та рослинний покриви.

Важливим напрямом досліджень на порушених промисловістю землях є вивчення динаміки ценопопуляцій культурних видів у фітоценозах, створених при біологічної рекультивації, та видів - домінантів рослинних угруповань, що виникли в процесі самозарастанія.

Дослідження авторів показали, що на формування спільнот йде за типом первинних сукцесій на відкритому, практично неживому просторі, часто в екстремальних едафіческіх (своєрідних за хімічними та фізичними властивостями) і мікрокліматичних умовах. На перших етапах формування здійснюється жорсткий екотопічна відбір та інтенсивна елімінація рослин, особливо у фазі проростків і сходів. Види, що мають переваги за допомогою одного з життєвих параметрів, мають більш високий потенціал для виживання і формування життєздатної ценопопуляції. У цих умовах визначальне значення у формуванні рослинних угруповань відіграє процес диференціації ніш (4).

1.2 Вимоги до рекультивації земель при різних напрямках використання

Вимоги до рекультивації земель при сільськогосподарському напрямі повинні включати:

- Формування ділянок порушених земель, зручних для використання по рельєфу, розмірами і формою, поверхневий шар яких повинен бути складений породами, придатними для біологічної рекультивації;

- Планування ділянок порушених земель, що забезпечує продуктивне використання сучасної техніки для сільськогосподарських робіт і виключає розвиток ерозійних процесів та зсувів грунту;

- Нанесення родючого шару грунту на малопридатні породи при підготовці земель під ріллю;

- Використання потенційно родючих порід з проведенням спеціальних агротехнічних заходів при відсутності або недоліку родючого шару грунту;

- Виконання ремонту рекультивуються ділянок;

- Проведення інтенсивного меліоративного впливу з вирощуванням однорічних, багаторічних злакових і бобових культур для відновлення і формування кореневого шару та його збагачення органічними речовинами при застосуванні спеціальних агрохімічних, агротехнічних, агролісомеліоративних, інженерних і протиерозійних заходів;

- Отримання висновку агрохімічної та санітарно-епідеміологічної служб про відсутність небезпеки виносу рослинами речовин, токсичних для людини і тварин (1).

Вимоги до рекультивації земель при лісогосподарському напрямку повинні включати:

- Створення насаджень експлуатаційного призначення, а при необхідності, лісів захисного, водорегулирующего та рекреаційного призначення;

- Створення рекультиваційного шару на поверхні укосів і берм відвалів з мелкоземістого нетоксичного матеріалу, сприятливого для вирощування лісу;

- Визначення потужності і структури рекультиваційного шару в залежності від властивостей гірських порід, характеру водного режиму та типу лісонасаджень;

- Планування ділянок, не допускає розвиток ерозійних процесів і забезпечує безпечне застосування грунтообробних, лісосадивних машин і машин з догляду за посадками;

- Створення в несприятливих грунтово-грунтових умовах лісонасаджень, виконують меліоративні функції;

- Підбір деревних і чагарникових рослин відповідно до класифікації гірських порід, характером гідрогеологічного режиму та інших екологічних чинників;

- Організація протипожежних заходів (1).

Вимоги до рекультивації земель при водогосподарському напрямку повинні включати:

- Створення водойм різного призначення в кар'єрних виїмках, траншеях, деформованих ділянках шахтних полів;

- Комплексне використання водойм переважно для водопостачання, рибницьких та рекреаційних цілей, зрошення;

- Будівництво відповідних гідротехнічних споруд, необхідних для затоплення кар'єрних виїмок і підтримання в них розрахункового рівня води;

- Заходи щодо запобігання зсувів і розмиву відкосів водойм;

- Екранування токсичних порід, ложа і бортів водойм і пластів, схильних до самозаймання, в зоні змінного рівня і вище рівня води;

- Захист дна і берегів від можливої фільтрації;

- Заходи із запобігання потрапляння у водойми кислих або лужних підземних вод і підтримання сприятливого режиму і складу води відповідно до санітарно-гігієнічними нормами;

- Заходи з благоустрою території та озеленення укосів (1).

Вимоги до рекультивації земель при санітарно-гігієнічному напрямку повинні включати:

- Вибір засобів консервації порушених земель в залежності від стану, складу та властивостей доданків порід, природно-кліматичних умов, техніко-економічних показників;

- Узгодження всіх заходів з технічної та біологічної рекультивації при консервації порушених земель з органами санітарно-епідеміологічної служби;

- Застосування в'яжучих матеріалів для закріплення поверхні порушених земель, що не роблять негативного впливу на навколишнє середовище і володіють достатньою водопрочной і стійкістю до температурних коливань;

- Нанесення екрануючого шару грунту з потенційно родючих порід на поверхню промислових відвалів, складених непридатним для біологічної рекультивації субстратом;

- Виконання меліоративних робіт;

- Консервацію шламовідстійників, хвостосховищ, золовідвалів та інших промислових відвалів, що містять токсичні речовини, з дотриманням санітарно-гігієнічних норм;

- Закріплення промислових відвалів технічними, біологічними чи хімічними способами (1).

Вимоги до рекультивації земель при рекреаційному напрямку повинні включати:

- Вертикальне планування території з мінімальним обсягом земляних робіт, збереження існуючих або утворених в результаті виконання робіт форм рельєфу на стадії технічного етапу;

- Забезпечення стабільності грунтів при будівництві споруд для відпочинку і занять спортом;

- Проектування, будівництво та експлуатація зон рекреації водних об'єктів для організованого масового відпочинку і купання повинні проводитися відповідно до вимог ГОСТ 17.1.5.02-80 і з урахуванням вимог стандарту (1).

Глава 2 Біологічна рекультивації земель, порушених при капітальному і аварійному ремонті нафтопроводів

2.1 Біологічна рекультивації земель, порушених при капітальному ремонті нафтопроводів

До загальних вимог до рекультивації земель, порушених при капітальному ремонті нафтопроводів відносяться наступні:

При капітальному ремонті нафтопроводів рекультивація для сільськогосподарських, лісогосподарських та інших цілей, що потребують відновлення родючості грунтів, здійснюється послідовно в два етапи: технічний і, при необхідності, біологічний.

Технічний етап передбачає планування, формування укосів, знімання і нанесення родючого шару грунту, пристрій гідротехнічних і меліоративних споруд, а також проведення інших робіт, які створюють необхідні умови для подальшого використання рекультивованих земель за цільовим призначенням або для проведення заходів з відновлення родючості грунтів (біологічний етап) .

Норми зняття родючого шару грунту, потенційно родючих шарів і порід (лес, лесовидні і покривні суглинки та ін) встановлюються при проектуванні в залежності від рівня родючості грунтів порушуваних з урахуванням заявок та відповідних гарантій з боку споживачів на використання потенційно родючих шарів і порід. Знятий верхній родючий шар грунту використовується для рекультивації порушених земель або поліпшення малопродуктивних угідь.

Біологічний етап включає комплекс агротехнічних і фітомеліоративні заходів, спрямованих на поліпшення агрофізичних, агрохімічних, біохімічних та інших властивостей грунту. Біологічний етап виконується після завершення технічного етапу і полягає у підготовці грунту, внесення добрив, підборі трав і травосумішей, сівбі, догляді за посівами.

Біологічний етап спрямований на закріплення поверхневого шару грунту кореневою системою рослин, створення замкненого травостою і запобігання розвитку водної та вітрової ерозії грунтів на порушених землях.

З метою конкретизації прийомів рекультивації нарушенность грунтово-рослинного покриву згруповано у п'ять ступенів:

1-а - рослинний і грунтовий покриви знищені повністю;

2-я - рослинний покрив знищений повністю, а грунтовий шар збережений на 50% площі;

3-я - рослинність знищена на 50 - 80% площі, грунтовий покрив збережений;

4-я - рослинність знищена на 20 - 50% площі, грунтовий покрив збережений;

5-а - рослинний покрив знищений на площі менше 20%, грунтовий покрив збережений (2).

На рекультивуються ділянках трас зазвичай присутні одночасно 3 - 4 типи нарушенности і ця обставина необхідно враховувати при виборі способів виконання почвовосстановітельних робіт.

Види трав посіву та їх можливий сполучення повинні відповідати рекомендованим зональної системою землеробства суб'єктів Російської Федерації. Трави місцевого походження більш пристосовані до місцевих грунтово-кліматичних умов, тому більш стійкі до несприятливих впливів. Висіваємі трави повинні мати здатність швидко створювати зімкнутий травостій і міцну дернину, стійку до змиву і випасу худоби, швидко відростати після скошування. Насіння трав, призначені для посіву, повинні відповідати вимогам стандарту та за посівними якостями бути не нижче II класу. Насіння бобових трав слід по можливості скаріфіціровать. Перед посівом насіння бобових бажано піддати інокуляції, обробці бактеріальними добривами (нітрагін) (2).

Злежалі мінеральні добрива перед внесенням у грунт необхідно подрібнити і просіяти через сито. У разі припосівного внесення добрив змішування їх з насінням проводиться безпосередньо перед посівом. Сульфат амонію, аміачну селітру не можна змішувати, розсіювати і закладати в грунт одночасно з вапном. Суперфосфат і калійні добрива доцільно вносити разом з вапном.

Перед проведенням биорекультивация порушених земель на кислих грунтах попередньо проводять меліоративні заходи, в тому числі вапнування грунтів. Дози вапна встановлюються за довідковими та нормативним документам, що діють в конкретній грунтово-кліматичній зоні. У залежності від дози вапна визначають спосіб її закладення в грунт. При внесенні вапна необхідно рівномірно розподілити її по полю, краще перемішати з усім орним шаром грунту. Це може бути досягнуто при закладенні вапна під культивацію. При поверхневому внесенні вапна дози повинні бути зменшені до 1 / 2 - 1 / 5 від повної дози. Малі дози вапна діють на процес нормалізації кислотності грунту більш ефективно в перший рік після внесення. Для вапнування грунтів рекомендується застосовувати мелений вапняк (вапняна мука), вапняний туф (ключова вапно), торфотуф.

У місцях переходу нафтопроводів через струмки та яри найбільш прийнятним є вирівнювання поверхні бульдозером слідом за укладанням нафтопроводу або зарівнювання утворилися нерівностей. Процес вирівнювання повинен поєднуватися з формуванням водовідвідних земляних валів і створенням бетонованих водовідводів або канав з поступовим ухилом і зміцненням дерниною та іншими засобами, особливо на схилах з ухилом більше 3 град. Після вирівнювання ділянки бульдозером створюються умови, цілком достатні для проведення передпосівної обробки земель, внесення добрив і меліорантів.

На крутих схилах і важкодоступних ділянках найбільш прийнятним є Гідропосів. При відсутності гідросеялкі її може замінити автомобіль-всюдихід для пожежогасіння водою. У цьому випадку суміш води з насінням необхідно регулярно перемішувати (2).

Розрахунок необхідного кількостей насіння, що входять до травосуміш для рекультивації, здійснюється за формулою:

X = H x П / D (кг / га), (1)

де:

X - норма посіву насіння, що входять до травосуміш, кг / га;

H - відсоток вмісту даного виду в суміші,%;

П - розрахункова норма висіву кондиційного насіння в чистому вигляді, кг / га;

D - господарська придатність насіння,% (2).

2.2 Рекультивація земель, порушених і забруднених при аварійному ремонті нафтопроводів

Процес рекультивації земель, порушених і забруднених при аваріях на нафтопроводах, включає: видалення зі складу грунту нафти; рекультивацію земель (технічний і біологічний етап).

Рекультивація забруднених нафтою земель проводиться в кілька стадій, терміни проведення яких повинні бути вказані в проекті. Терміни та стадії рекультивації намічаються у відповідності з рівнем забруднення, кліматичними умовами даної природної зони і станом біогеоценозу (2).

Виділяються два рівні забруднення:

помірне забруднення, яке може бути ліквідовано шляхом активізації процесів самоочищення агротехнічними прийомами (внесенням добрив, поверхневою обробкою і глибоким розпушуванням і т.д.);

сильне забруднення, яке може бути ліквідовано шляхом проведення спеціальних заходів, які сприяють створенню аеробних умов та активізації углеводородоокісляющіх процесів.

На сильно забруднених нафтою ділянках для прискорення процесу біодеградації нафти можуть вноситися біологічні препарати, які мають дозвіл державних служб до застосування. Застосовувати препарати слід відповідно до інструкції щодо їх застосування та за технологією, узгодженою з місцевими органами Держкомзему.

На технічному етапі відбувається вивітрювання нафти, випаровування і часткове руйнування легких фракцій, фотоокислення нафтових компонентів на поверхні грунту, відновлення мікробіологічних спільнот, розвиток нафтоокислюючих мікроорганізмів, часткове відновлення спільноти грунтових тварин. Частина компонентів перетворюється на тверді продукти, що покращує водно-повітряний режим грунту. Аерація і зволоження грунту в значній мірі сприяють інтенсифікації цих процесів, зниження концентрації нафти й більш рівномірному її розсіюванню (2).

Біологічний етап включає 2 стадії - пробний посів трав і фітомеліоративні з внесенням мінеральних добрив і посівом стійких до забруднення багаторічних трав. При помірному забрудненні досить проводити тільки технічний етап рекультивації у розрахунку на самоочищення грунту. У південно-тайгово-лісової і лісостеповій зонах з важкими суглинними грунтами, для яких небезпека вітрової ерозії невелика, необхідно провести розпушування, переважно отвальную обробіток на глибину до 20 см. Ці ділянки залишаються протягом технічного етапу рекультивації у вигляді пари (орний ділянку без посіву ). Там, де розпушування може призвести до появи ерозії, на забруднених нафтою ділянках проводиться поверхнева обробка на глибину 8 - 10 см із залишенням необроблених смуг шириною 2 - 3 м впоперек схилів або напрямків панівних вітрів.

Протягом технічного етапу необхідно періодично проводити зволоження забруднених ділянок. Це, в першу чергу, стосується природних зон - степовій. У зимовий період у цих зонах необхідно проводити снігозатримання. Час закінчення технічного етапу залежить від ступеня забруднення і кліматичних умов

На біологічному етапі рекультивації спочатку проводиться пробний посів трав. Мета цього заходу - оцінити залишкову фітотоксичність грунту, інтенсифікувати процеси біодеградації нафти і поліпшення агрофізичних властивостей грунту, уточнити терміни переходу до заключної стадії рекультивації. Перед пробним посівом трав проводиться оранка (на глибину забруднення), розпушування та дискування. У підготовлений грунт висіваються бобові культури, що вирощуються в даній зоні (горох, люпин, буркун, сераделлу та ін.) Посів і догляд за посівами здійснюються за технологією, прийнятою для даної грунтово-кліматичної зони.

На другій стадії біологічного етапу через 1,5 - 2,5 року після забруднення проводиться посів багаторічних трав. Він починається, якщо пробний посів трав дав сходи не менш ніж на 75% площі. Перед посівом багаторічних трав проводиться боронування, внесення мінеральних добрив, культивація грунту. Внесення добрив проводиться з метою інтенсифікації життєдіяльності мікробних співтовариств у грунті та збільшення біомаси рослин, що, у свою чергу, сприяє посиленню процесів відновлення родючості земель.

На грунтах з підвищеною кислотністю природної (pH <6) після завершення технічного етапу рекультивації слід провести вапнування. Необхідно враховувати, що органічні речовини і мікроелементи, що містяться у складі нафти, при певній трансформації і зниженні концентрації до 300 мг нафти на 1 кг грунту можуть бути стимуляторами росту рослин і харчовими компонентами для грунтового біогеноценоза.

На підготовлених ділянках проводиться посів багаторічних трав. Вибір видів трав проводиться виходячи з місцевих грунтово-кліматичних умов і рекомендацій зональної системи землеробства суб'єктів Російської Федерації.

Для контролю за відновленням земель і якістю вирощеної біомаси одночасно проводиться посів тих самих культур за аналогічною технологією на контрольному (незабрудненій) ділянці в буферній зоні між зоною забруднення і землями, що використовуються для господарських цілей. Якщо заростання на забрудненій ділянці становить не менше 75% площі земель порівняно з заростанням на контрольній ділянці, то рекультиваційні роботи вважаються завершеними і ділянку слід передати землевласникові. Зелену масу оброблюваних трав після закінчення рекультивації використовувати в кормових цілях не рекомендується. Її залишають на рекультивується, і використовують як сидерального добрива (після обробки дисковими лощільщікамі зелену масу заорюють) (2).

Розглянемо опис технології біологічної рекультивації порушених земель за чотирма об'єднаним зонах: в полярно-тундрової зоні; в лісотундрової северотаежной і среднетаежной зонах; в південно-тайгово-лісової і лісостеповій зонах; в степовій зонах.

2.3 Технологія біологічної рекультивації у полярно-тундрової зоні

Якщо нарушенность грунтово-рослинного покриву відповідає 1 або 2 ступеня, планування поверхні можна проводити бульдозером методом зрізання. Для засипки великих термокарстових утворень та інших знижених ділянок траси використовується привізною мелкодісперсний грунт. Потім ділянку готується для майбутньої засипки родючим шаром грунтів або торф'яний крихтою. Для цього необхідно ділянку переорати на глибину 20 - 30 см і закоткувати катками вагою 150 - 200 кг. На підготовлений таким чином ділянку наноситься родючий шар грунту або торф'яно-піщана суміш рівномірним шаром не менше 10 см. торф'яну крихту доцільно спочатку компостувати з вапном, а потім готувати торф'яно-піщану суміш (2).

Оранка і подальша обробка грунту проводяться за допомогою малогабаритних тракторів, використовуючи Зубово-дискові борони, культиватори та зубові борони типу "Зіг-заг". У верхньому шарі грунту повинна бути подрібнена до гранул (грудок) розмірів не більше кукурудзяного зерна, що досягається перехресної обробкою легкими боронами і коткуванням котками вагою 75 - 100 кг.

При порушеннях грунтово-рослинного покриву 3 ступеня планування методом зрізання проводити можна, щоб уникнути знищення залишився грунтового шару. Спочатку проводиться підготовка ділянки для нанесення родючого шару грунту (торф'яно-піщаної суміші) і виконуються роботи, рекомендовані при рекультивації ділянок з 1 і 2 ступенями нарушенности.

При проведенні рекультиваційних робіт на території з 4 та 5 ступенями нарушенности планування проводиться тільки підсипанням родючого шару або торф'яно-піщаної суміші. Передпосівна обробка в цьому випадку зводиться до розбирання знову внесеної грунту і сівалки катками (75 - 100 кг). Після передпосівної підготовки ділянки з різним ступенем порушеності практично виявляються в однакових умовах, і подальші роботи проводяться за єдиним принципом.

Посів або підсів найкраще проводити восени, у вересні (предснежний). Рекомендовані рослини вказані в Додатку. Перед посівом недостатньо вологі грунту слід зволожити на глибину 10 см. Посів слід проводити в безвітряну погоду сівалками або вручну. На протяжних трасах і схилах можна рекомендувати Гідропосів або посів з використанням авіації. При посіві сівалками насіння дрібніше 1 мм повинні висівати в суміші з сухим піском в співвідношенні 1:1 за об'ємом. Насіння закладаються на глибину 0,5 - 1,0 см. Після посіву грунт накочується катками вагою 75 - 100 кг. На грунтах, що утворюють кірку, коткування не проводиться. Норма висіву насіння - 50 - 60 кг / га. На ділянках з 4 і 5 типами нарушенности необхідно проводити підсів насіння з нормою висіву від 20 до 50% від повної норми. У разі изреживания рослинності на рекультивуються дільницях проводиться додатковий підсів.

Після сходу снігу необхідно по мірі висихання засіяної грунту виробляти регулярні поливи з зволоженням грунту на глибину до 20 см. В середньому витрата води 20 - 30 куб.м на 1 га. У жаркі сонячні дні полив проводять вранці (до 10 год) або ввечері (після 19 годин). Полив проводять з допомогою дощувальних установок (2).

2.4 Технологія біологічної рекультивації у лісотундрової северотаежной і среднетаежной зонах

Перед проведенням рекультивації порушених земель в цих зонах проводять меліоративні заходи: відведення поверхневих вод, планування поверхні і, при необхідності, вапнування (pH <6).

Порядок підготовки ділянки до посіву визначається його розмірами, конфігурацією і крутизною схилу. Планування проводиться бульдозером. Після планування створюються умови, достатні для передпосівної підготовки грунту та проведення посівів. У цих випадках найбільш прийнятним є Гідропосів, який передбачає підбір таких обов'язкових компонентів, як добрива, мульчуючі і стабілізуючі речовини, що дозволяє отримати травостій високих протиерозійних якостей в сезон посіву без попереднього нанесення родючого шару. Посів може виконуватися і сівалками різних модифікацій для посіву трав. Посів проводиться рано навесні, влітку або восени під зиму.

Для зазначених зон рекомендуються підвищені дози органічних 50 - 60 т / га і мінеральних добрив 60 - 80 кг / га (азоту, фосфору і калію).

При посіві на рекультивуються ділянках і особливо на схилах з урахуванням змиву і несприятливих умов для проростання норма висіву насіння повинна бути підвищена на 20%.

Посів сівалкою проводиться вздовж ділянки, починаючи з краю або середини. Перший прохід для дотримання прямолінійності рядків слід здійснювати за провешенной лінії. Гідропосів трав здійснюється гідросеялкой. Як мульчирующего і стабілізуючого матеріалу можуть використовуватися відходи целюлозно-паперового виробництва: скопа і шламова маса (2).

2.5 Технологія біологічної рекультивації у південно-тайгово-лісової і лісостеповій зонах

Меліоративні заходи в цих зонах зводяться до культурно-технічним: прибирання сміття, каміння, усунення просадних тріщин і замкнутих знижень, виположування нерівностей і т.д.

Вапнування або гіпсування грунтів проводиться на невеликих площах при pH <6. Підготовка ділянки до посіву зводиться до ретельній обробці грунту. При можливості обробляють її за типом напівпару, щоб викликати масове проростання бур'янів з тим, щоб знищити їх при наступних обробках. Після планування порушених земель на ділянках проводять, у міру необхідності, боронування, дискування, культивацію, прикочування і посів. Перед передпосівної обробкою вносять добрива в наступних дозах: органічних 20 - 30 т / га, мінеральних 50 - 60 кг / га (азоту, фосфору, калію).

Норми висіву насіння трав на порушених землях збільшують у півтора рази в порівнянні зі звичайними. У двухвідових сумішах компоненти травосуміші беруться в рівних співвідношеннях, а норма висіву кожного компонента зменшується на 20 - 25% в порівнянні з одновидових. У трехвідових сумішах бобові компоненти займають 30 - 40% від загальної ваги, злакові - 70 - 60%. У разі гідропосіву і посіву на схилах норма висіву насіння з гідросумішей підвищується ще в 1,5 рази. Основний спосіб сівби - посів зернотравянимі сівалками рядовим способом. На крутих схилах і важкодоступних ділянках необхідно застосовувати Гідропосів (2).

2.6 Технологія біологічної рекультивації у степовій зоні

Відмінною особливістю степової зон є недостатня зволоженість території і високородючих грунтах. Обидві зони добре забезпечені теплом. У цих зонах поширені солончаковий грунту, що вимагають гіпсування (для нейтралізації лужності і надлишку натрію). Підвищена лужна реакція грунтового розчину і надлишок натрію викликають утворення грунтової кірки, знижують продуктивність грунтів. Тому надлишкову лужність необхідно нейтралізувати гіпсування, тобто хімічною меліорацією, при якій лужні солі усуваються з грунту. Дози гіпсу визначаються за довідковою та нормативної документації, що діє на даній території.

При підготовці грунту для посіву трав особлива увага повинна бути звернена на збереження вологи в грунті, надання поверхневому шару мелкокомковато складання, вирівнювання поверхні. Це досягається плануванням, обробкою дисковими знаряддями, боронуванням і коткуванням.

Ефективність органічних і мінеральних добрив у зазначених посушливих зонах знижується через низьку зволоженості грунту, а підвищені дози можуть надати навіть негативний ефект на продуктивність грунтів. Тому в цих зонах рекомендуються такі дози органічних 30 - 40 т / га і мінеральних 40 - 60 кг / га добрив.

Норма висіву насіння аналогічна нормам висіву в лісостеповій зоні. Посів багаторічних трав у даному регіоні - переважно зернотравяной сівалкою. Лише на крутих схилах (більше 10 град.) Необхідно застосовувати Гідропосів (2).

Таким чином, технологічна схема (карта) робіт з біологічної рекультивації порушених і забруднених нафтою земель включає:

планування поверхні;
внесення хімічного меліоранту, органічних і мінеральних добрив, бактеріального препарату;
отвальную або безвідвальну оранку, плоскорезную обробку;
лущення дисковою бороною або дисковим лущильником;
кротованіе, щілювання з кротованіем;
лункованіе, переривчасте борознування;
снігозатримання і затримання талих вод;
передпосівну підготовку грунту;
буртування сильнозагрязненная грунту з пристроєм воздухоотводов;
розподіл грунту з горбів по поверхні ділянки;
посів насіння фітомеліоративні рослин;
догляд за посівами;
контроль за ходом рекультивації (2).

Глава 3 Канадський метод біологічної рекультивації нафтозабруднених земель

Застосовувані в Росії методи технічної та біологічної рекультивації земель мають недоліки, які роблять їх або неефективними або дорогими.

На практиці найбільш часто використовуються наступні методи:

Технічна рекультивація з засипкою грунтом і висіванням трав - спосіб дає косметичний ефект, оскільки нафта залишається в грунті. Крім того, необхідний великий обсяг земляних робіт.
Технічна рекультивація з вивезенням нафтозабруднених грунту на полігони відходів. Спосіб практично нереальний з економічної точки зору, так як великі обсяги нафтозабруднених грунту і висока вартість транспортування і розміщення відходів можуть багаторазово перекрити прибутку компанії.
Засипка сорбентом (торфом) з подальшою вивезенням на полігони відходів. Недоліки ті ж, що і в попередньому методі.
Використання нефтеекстрагірующіх установок імпортного виробництва. Продуктивність цих установок 2-6 м3 на добу, що при вартості установки в 150000 $ і персоналі 3 людини роблять її вкрай неефективною. Зарубіжні компанії вже не використовують такі установки і намагаються продати їх у Росії, видаючи за останнє слово науки і техніки.
Використання мікробіологічних препаратів типу «путідойл» і їм подібних. Препарати активні тільки на поверхні, оскільки необхідний контакт з повітрям, і у вологому середовищі при відносно високій температурі. Дуже добре себе зарекомендував при рекультивації влітку морських узбереж Кувейту, забруднених під час військових дій. У Сибіру популярний за рахунок легкості і дешевизни застосування. Дуже хороший для звітності, коли немає перевірки результату на місці (5).

Авторами рекомендується канадський спосіб рекультивації грунту, який не капризний до температури, не вимагає транспортування грунту і полігонів відходів, не вимагає інвестицій у спеціальну техніку і постійного технічного персоналу. Спосіб дуже гнучкий, дозволяє модифікувати, використовуючи різні матеріали, мікробіологічні препарати, добрива (5).

Умовне назвали методу - «парникова гряда», тому що в основі методу лежить мікробіологічне окислення з природним підвищенням температури - як «горить» гнойова купа. Пристрій гряди представлено на рис.1.

На грунтову подушку шириною 3 метри укладаються змійкою перфоровані пластикові труби, які потім засипаються шаром гравію, щебеню або керамзиту, або матеріалу типу «Дорньє». На цю пористу подушку сендвічем укладаються чергуються шари нафтозабруднених грунту і добрив. У якості останнього використовується гній, торф, опил, солома та мінеральні добрива, можна додавати мікробіологічні препарати. Гряда вкривається поліетиленовою плівкою, в труби подається повітря від компресора відповідної потужності. Компресор може працювати або на паливі, або на електриці - якщо є підключення. Повітря розпорошується в пористому подушці і сприяє швидкому окисленню. Труби можна використовувати багато разів. Плівка запобігає охолодження; якщо подавати нагріте повітря і додатково утеплити гряду торфом або «дорнітом», то спосіб буде ефективний і взимку. Нафта окислюється практично повністю за 2 тижні, залишок нетоксичний і на ньому чудово ростуть рослини. Ефективно, економно, продуктивно (5).

Рис. 1. Схема рекультивації нафтозабруднених земель

Висновки

Біологічний етап рекультивації нафтозабруднених земель включає комплекс агротехнічних і фітомеліоративні заходів, спрямованих на поліпшення агрофізичних, агрохімічних, біохімічних та інших властивостей грунту. Біологічний етап полягає в підготовці грунту, внесення добрив, підборі трав і травосумішей, сівбі, догляді за посівами. Він спрямований на закріплення поверхневого шару грунту кореневою системою рослин, створення замкненого травостою і запобігання розвитку водної та вітрової ерозії грунтів на порушених землях.

планування поверхні;
внесення хімічного меліоранту, органічних і мінеральних добрив, бактеріального препарату;
отвальную або безвідвальну оранку, плоскорезную обробку;
лущення дисковою бороною або дисковим лущильником;
кротованіе, щілювання з кротованіем;
лункованіе, переривчасте борознування;
снігозатримання і затримання талих вод;
передпосівну підготовку грунту;
буртування сильнозагрязненная грунту з пристроєм воздухоотводов;
розподіл грунту з горбів по поверхні ділянки;
посів насіння фітомеліоративні рослин;
догляд за посівами;
контроль за ходом рекультивації.

Рекомендується канадський спосіб рекультивації грунту, який не капризний до температури, не вимагає транспортування грунту і полігонів відходів, не вимагає інвестицій у спеціальну техніку і постійного технічного персоналу. Спосіб дуже гнучкий, дозволяє модифікувати, використовуючи різні матеріали, мікробіологічні препарати, добрива. Умовне назвали методу - «парникова гряда», тому що в основі методу лежить мікробіологічне окислення з природним підвищенням температури.

Список використаної літератури

1.ГОСТ 17.5.3.04-83. Охорона природи. Землі. Загальні вимоги до рекультивації земель.

2. Інструкція з рекультивації земель, порушених і забруднених при аварійному та капітальному ремонті нафтопроводів від 6 лютого 1997 р. N РД 39-00147105-006-97.

3. Чибрик Т.С. Основи біологічної рекультивації: Учеб. посібник. Єкатеринбург: Изд-во Урал. ун-ту, 2002. 172 с.

4. Чибрик Т.С., Лукіна Н.В., Глазиріна М.А. Характеристика флори порушених промисловістю земель Уралу: Учеб. посібник. - К.: Вид-во Урал. ун-ту, 2004. 160 с.

5. Інтернет-ресурс: www.oilnews.ru

Додаток 1

Рекомендовані види рослин по зонах:

1. Полярно-тундрова, лісотундрова, северотаежная, середньотайгові зона:

Злакові: щучка дернисто, северолюбка рудувата, дюпонція Фішера, куничник пурпурний, куничник наземний, вівсяниця червона, лістохвост альпійський, тонконіг живородящий, куничник Хольма.

Осокові: осока круглястий, пухівка узколистная, пухівка шейхцерія, пухівка рудувата, осока арктосібірская, осока прямостоячая.

Різнотрав'я: крестовник скупчені, щавель арктичний, ломикамінь поникла, жовтець Геперборейскій, ожика плутана, триреберник непахучий темноголовий, синюха північна, гвоздика повзуча, пижмо дваждиперістая, армерія морська, піщанка злаколістная, горець Лаксмана, ясколка лугова, котяча лапка верноносная.

2. Південно-тайгово-лісова і лісостепова зона

Травосуміші: вівсяниця лугова, тимофіївка лугова, конюшина червона; тимофіївка лугова, вівсяниця лугова, багаття безостий, конюшину червоний; їжака збірна, костриця лучна, конюшина червона; регнерія волокниста, люцерна сінегібрідная або буркун білий; тимофіївка лугова, лисохвіст луговий, люцерна сінегібрідная; багаття безостий, пирій сизий, люцерна сінегібрідная; багаття безостий, пирій бескорневіщний, еспарцет піщаний.

3. Степова і сухостепова зона

Різнотрав'я: житняк, багаття безостий, люцерна жовта і желтогібрідная, еспарцет, пирій бескорневіщний, волоснец сибірський, буркун, регнерія.

Травосуміші: житняк гребінчастий, еспарцет піщаний; багаття безостий, еспарцет піщаний або люцерна желтогібрідная.

Посилання (links):

http://www.oilnews.ru/