Ивлев А.М., Дербенцева А.М. Деградированные почвы и их рекультивация

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 28

Коэффициент (К

) для раcчета размеров ущерба в зависимости

от степени загрязнения земель химическими веществами

Уровень загрязнения Степень загрязнения

земли

1 Допустимая 0

2 Слабая 0,3

3 Средняя 0,6

4 Сильная 1,5

5 Очень сильная 2,0

– коэффициент экологической ситуации и экологической значимости

территории i–го экономического района, определяемый по таблице 29

В случаях оценки ущерба от деградации особо охраняемых территорий,

вводится повышающий коэффициент (Кг) к нормативам стоимости:

-на землях природно-заповедного фонда, К

= 3

-на землях природоохранного, оздоровительного и историко-культурного

назначения, К

= 2

-на землях рекреационного назначения, К

= 1,5

-на прочих землях, К

= 1,0

Таблица 29

– коэффициент экологической ситуации и

экологической значимости территории

Экономические районы Российской Федерации К

Северный 1,4

Северо-Западный 1,3

Центральный 1,6

Волго-Вятский 1,5

Центрально-Черноземный 2,0

Поволжский 1,9

Северо-Кавказский 1,9

Уральский 1,7

Западно-Сибирский 1,2

Восточно-Сибирский 1,1

Дальневосточный 1,1

6.2. Учет потери ежегодного дохода

Ежегодный доход (Дх) исчисляется по фактическим объемам

производства в натуральном выражении, в среднем за 5 лет, и по ценам,

действующим на момент определения размеров ущерба.

Размер ежегодного дохода рассчитывается с привлечением данных

налоговой инспекции.

6.3. Определение размеров ущерба в зависимости от изменения

степени деградации почв и земель (К

Для названных расчетов вводятся пересчетные коэффициенты (К

) по

таблице 30.

Таблица 30

Коэффициенты пересчета в зависимости от изменения

степени деградации почв (К

)

Степень деградации почв по данным контрольных

обследований

Степень деградации

по данным

предыдущих

обследований

0 1 2 3 4

0 0 0,2 0,5 0,8 1,0

1 - 0 0,3 0,6 0,8

2 - - 0 0,3 0,5

3 - - - 0 0,2

4 - - - - 0

Для отдельных случаев деградации почв применяется коэффициент (К

приведенный в таблице

Таблица 31

Коэффициенты пересчета для отдельных случаев

деградации почв и земель (К

)

Типы деградации почв Коэффициенты

пересчета

Образование солончаков 1,5

Поднятие уровня минерализованных (>3 г/л)

грунтовых вод выше 2 м

2,0

Образование оврагов и рост существующих 3,0

6.4. Сопоставление данных предыдущих

и новых обследований и съемок

Размер ущерба рассчитывается для каждого контура (на карте)

деградированных почв и земель по формуле (2):

–Н

х S х К

х К

·х К

+Д

х S х·К

(2)

Где:

– размер ущерба от деградации почв и земель, тыс. руб.

– нормативная стоимость , определенная согласно «Нормативам

стоимости освоения новых земель....., 1993;

– годовой доход с единицы площади (тыс.руб.) по фактическим объемам

производства за 5 лет;

S – площадь деградированных земель и почв, га;

– коэффициент экологической ситуации территории, по табл. 29;

– коэффициент пересчета, по табл. 27;

- коэффициент пересчета по табл. 30 или 31;

– коэффициент для особо охраняемых территорий

6.5. Размер ущерба от загрязнения земель

несанкционированными свалками отходов

Определяется по формуле (3):

П=∑(Н

п (i)

x M(i) x Kэ(i) x 25 x Kb) (3)

(i) – норматив платы за захламление земель 1 тонной (м

) отходов (табл. 32).

М(i ) – масса (объем) отхода i-го вида (т, куб.м.);

(i ) - коэффициент экологической ситуации экологической значимости

территории i-го вида экономического района, согласно таблицы 29;

25 – повышающий коэффициент за загрязнение земель отходами

несанкционированных свалок;

– то же, что в формуле (1).

Таблица 32

Плата за захламление земель несанкционированными свалками отходов (цены

на 1января 1993 г)

Виды отходов Единица

измерения

Нормативы

платы за

размещение

отходов (руб.)

Нетоксичные отходы:

-добывающей промышленности

2.5

- перерабатывающей промышленности Куб. м 115

- бытовые Куб. м 200

Токсичные отходы:

- 1 класс токсичности, чрезвычайно опасные

14000

- 2 класс токсичности, высоко опасные Т 6000

- 3 класс токсичности, умеренно опасные Т 4000

- 4 класс токсичности, мало опасные Т 2000

7. Техногенное разрушение почв и их воссоздание

Впервые внимание на проблему воздействия горнорудной промышленности

на почвы обратили ещё в ХVIII столетии. Рейнский буроугольный бассейн в

Германии стал отчуждать земли из сельскохозяйственного оборота под

предприятия горнорудной промышленности. Особенно заметно это стало в

странах, не обладающих значительными земельными ресурсами(Англия,

Чехословакия, Венгрия, Польша, Болгария). В этих странах начали

предпринимать попытки возвращения разрушенных земель в

сельскохозяйственных оборот. Мероприятия по восстановлению разрушенных

земель стали теоретически осмысливаться, и получили название

«рекультивация» земель.

В настоящее время термин «рекультивация» применяется при

восстановлении плодородия деградированных почв. Почвы же, разрушенные

при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, россыпи редких металлов),

не могут быть рекультивированы, так как они полностью потеряли свое

плодородие. Такие почвы должны воссоздаваться заново.

Сейчас уже накоплен большой научный материал о методах воссоздания

почв, разрушенных горнорудной промышленностью. К их числу относятся

работы о восстановлении (воссоздании) почв, проведенные в Эстонии (после

разработки сланцев), в Сибири и в Подмосковье (после разработки открытым

способом железной и марганцевой руд), на Урале и на Чукотке (разработка

редких металлов), в Хабаровском и Приморском краях ( разработка и добыча

бурых углей).

Первые теоретические положения по этой проблеме, были обобщены в 70-

ых годах прошлого столетия. Главным их выводом является то, что при добыче

полезных ископаемых открытым способом, почвы уничтожаются полностью.

На поверхности вскрытых (обнаженных) горных породах, процессы

почвообразования начинаются заново. Другими словами, начинается

«первичный» процесс почвообразования, процесс зарождения новой почвы. И

ее надо не рекультивировать, а воссоздавать заново. Но во всех этих

исследованиях, работы по воссозданию разрушенных почв назывались

"рекультивацией". На самом деле эти работы следует называть "воссозданием"

разрушенных почв.

Л.Т. Крупская (1989, 1992) указывает, что все изложенные в литературе

теоретические положения сводятся к одному выводу - к выводу о

необходимости создания плодородного слоя на поверхности обнаженных

горных пород. Осуществляться это должно в два этапа:

-первый этап - горнотехнический, направленный на планировку поверхности;

-второй этап – биологический, непосредственно связанный с созданием

плодородного гумусо-аккумулятивного горизонта.

Первый этап, горнотехнический, включает в себя такие виды работ:

1)создание оптимального гидрологического режима;

2) планировка территории;

3) возвращение на спланированную территорию гумусового горизонта.

Все эти работы обусловлены тем, что при добыче полезных ископаемых,

возникают новые формы нооландшафта. Это котлованы, карьеры, дражные

поля, терриконы, отвалы вскрышных пород и продуктов переработки

минерального сырья (рис. 9)

Рис. 9. Формы техногенных нооландшафтов

Регулирование гидрологического режима вызвано сильной

расчлененностью территории, вследствие образования котлованов, логов,

ложбин, на месте которых возникают водоемы.

Биологическое воздействие выражается в проведении залужения или

облесения территории. Они должны проводиться с учетом подбора видов трав

и деревьев, типичных для флоры в данном регионе.

Стимулирование процессов первичного почвообразование может решаться

двумя путями:

-биологическое воздействие на обнаженные горные породы, направленное

на усиление процессов выветривания, гумусообразования и

гумусонакоплния;

-создание смоделированных почвенных профилей, с заданным

гидрологическим, воздушным и пищевым режимами.

Первый путь, т.е. биологический, экономически относительно дешевый и,

относительно, более быстрый для развития первичного процесса

почвообразования. Но в этом случае рельеф, как правило, остается сложным,

расчлененным, что будет создавать неудобства для земледелия, и даже для

лесоводства.

Второй путь предусматривает не только селективное размещение

вскрышных пород на поверхности осваиваемой территории, но и ее

планировку. Однако, это мероприятие экономически довольно дорогое, и

технически более трудоемкое.

При моделировании воссоздаваемых почвенных профилей, необходимо

учитывать такие показатели:

-химический состав вскрышных пород, которые могут содержать большие

количества тяжелых металлов, включая сильные токсиканты;

-размерность обломков породы (гранулометрический состав);

-устойчивость горных пород к выветриванию, с выяснением скорости

высвобождения химических элементов из кристаллических решеток минералов;

-наличие мелкозема (менее 1мм) в составе вскрышных пород.

Воссоздание моделированных почвенных профилей предусматривает

планировку территории, заполнение котлованов вскрышными породами. Для

этого необходимо установить очередность селективного размещения горных

пород в заполняемом котловане (а затем и в почвенном профиле). Породы,

содержащие высокие концентрации тяжелых металлов (особенно токсикантов),

должны быть размещены в более глубокие слои.

При воссоздании разрушенных почв (на полигонах горнорудных

предприятий), особо следует учитывать расположение на полигоне отвалов

вскрышных пород, терриконов, дражных увалов, холмов. Все они могут быть

источниками вторичных геохимических, техногенных потоков. Эти потоки

могут растекаться вниз по склонам, и химически загрязнять почвы

прилегающих территорий.

Стекая по поверхности отвалов, и фильтруясь через них, геохимические

потоки обогащаются продуктами растворения, и переносят их на значительные

расстояния.

Исследования Л.Т. Крупской показали, что техногенные геохимические

потоки, по своему составу, представляют химически агрессивные растворы.

Реакция среды вод этих потоков изменяется в широких пределах - от кислой

(рН = 4-5) до щелочной (рН = 8).

Концентрация растворенных веществ в техногенных геохимических

потоках наибольшая бывает непосредственно вблизи отвалов. Уменьшается она

лишь на значительном удалении от них (3 км и более).

Наибольшее количество химических элементов оседает в осадок из раствора в истоке

потока, т. е. при его выходе из отвала горной породы. Здесь и накапливается в почвах

повышенное количество химических элементов, включая загрязнители. Оседают из раствора

наиболее активные химические элементы, быстро вступающие во взаимодействие между

собою. Наиболее высокие концентрации их отмечаются на расстоянии от 0,3 до 3 км от

отвала. С удалением от источника возникающего техногенного геохимического потока,

формируются зоны рассеяния химических элементов (рис.10).

I II III IV V

Условные обозначения:

I - отвал вскрышных пород

II, II, IV, V – зоны рассеяния химических элементов из техногенного

геохимического потока

Рис. 10. Зоны различных концентраций химических элементов в техногенном

ареале рассеяния.

Каждая зона рассеяния характеризуется своей величиной концентрации

привнесенных химических элементов. Эта величина внутри зоны также

изменяется, в зависимости от ширины потока, и от интенсивности его

проявления.

Наибольшие величины концентрации привнесенных химических элементов

отмечаются «в русле» потока, и наименьшие - по его «берегам».

Установлено, что именно в интервале 0,3-3 км от отвала, резко

увеличивается в почвах и грунтах содержание железа, марганца, меди, свинца и

других тяжелых металлов.

Особенно резко увеличивается содержание химических элементов

непосредственно под отвалом горных пород. Так, содержание железа в

техногенных наносах достигает 15-25%, а в погребенных под ними почвах оно

возрастает в 1,5-2,5 раза от исходного содержания.

Большую опасность для проявления химического загрязнения почв,

представляют хвостохранилища, образующиеся после переработки полезных

ископаемых. Они, как правило, сами содержат тяжелые металлы (включая

токсиканты), и дополнительно обогащаются ими из химических реагентов,

применяемых при переработки минерального сырья (табл.33)

Не мене опасной, особенно для растений, является и промышленная пыль.

Она может оседать в больших количествах на листву растений, ухудшая

процессы фотосинтеза, а, следовательно, и продуктивность растений.

Вопросы влияния горнорудной промышленности не только на почву, но и

на все компоненты экосистем изучены ещё не достаточно хорошо, и требуют

своего разрешения.

Второй этап, биологический, может решаться разными методами, в

зависимости от проектируемой задачи использования воссоздаваемой почвы.

Это так же зависит от климатических условий, и форм вновь возникшего

(воссозданного человеком) нооландшафта. Решаться эти задачи могут

несколькими путями:

-возвращение на поверхность нооландшафта ранее снятого (и хранимого в

буртах) гумусового горизонта, с последующими агротехническими

мероприятиями по его улучшению;

-активизирование возвращенного гумусового горизонта при помощи посева

трав и внесения органических удобрений.

И в том и в другом случаях, к создаваемому гумусовому горизонту

предъявляются следующие требования:

-он должен иметь реакцию среды, близкую к нейтральной;

-он не должен содержать тяжелые металлы и радионуклиды, а так же

не разложившиеся остатки пестицидов;

-он не должен содержать патогенных микроорганизмов;

-он не должен быть засорен отходами производства (строительный

мусор, бытовые отходы и т.п.).

Таблица 33

Состав хвостохранилища Нижне – Амурского ГОКа

(Ивлев, Крупская, Дербенцева, 1998)

Содержание Содержание (тонн)

Элементы

г/т % в объеме

хвостов

(67394т)

на

01.09.92г.

В годовом

объеме хвостов

(700тыс. т.) по

техническому

проекту

в объеме

хвостов за

период

отработки

месторождения

(15,8млн. т.)

Fe 3000 0,3 202,0 2100,0 47400,0

AI 4000 0,4 300,0 - -

Zn 100 0,01 6,7 70,0 1580,0

Ti 100 0,01 6,7 70,0 1580,0

Mn 100 0,01 6,7 70,0 1580,0

Pb 20 0,002 1,3 14,0 316,0

Ba 20 0,002 1,3 14,0 316,0

Y 10 0,001 0,7 7,0 158,0

Cu 10 0,001 0,7 7,0 158,0

Sr 10 0,001 0,7 7,0 158,0

Zr 4 0,0004 0,3 2,8 63,2

Cr 3 0,0003 0,2 2,1 47,4

Ag 2 0,0002 0,1 1,4 31,6

Se 8 0,0008 0,5 5,6 128,4

Te 40 0,004 2,7 28,0 632,0

As 10 0,001 0,7 7,0 158,0

Hg 10 0,001 0,7 7,0 158,0

Возвращение гумусового горизонта на поверхность техногенного

нооландшафта осуществляется в 2 этапа:

-первый этап состоит во внесении части возвращаемого гумусового

горизонта, мощностью 10-15 см, с последующим перемешиванием его с горной

породой;

-второй этап завершает окончательное внесение возвращаемого гумусового

горизонта, до проектной мощности (20-25 см), с последующей планировкой

территории.

При проведении этих работ, на поверхностях, с уклонами более 5

необходимо создавать противоэрозионную защиту. Она выражается в

террасировании территории, во вспашке поперек склона, в создании ловчих

борозд, канав (каналов) поперек склонов, в создании устойчивых водосливов,

водоприемников и т.д.

Воссоздание гумусового горизонта биологическим путем включает ряд

вопросов, которые обсуждаются на этапе проектирования, а реализуются на

этапе биологического воссоздания плодородия почв. К ним относятся такие

вопросы

1)выбор направления использования воссоздаваемых почв – а) под пашню,

б)под сенокос, в) под фруктово-ягодные насаждения, г) под парковые

рекреационные зоны, д) под лесные насаждения, е) под охранные

(противоэрозионные) защитные зоны.

2) выбор видов растительности, наиболее биологически продуктивной,

создающей большую биомассу, и обеспечивающую высокую скорость

биологического круговорота;

3) разработка архитектуры насаждений, с учетом биологических

особенностей растительности и ее эстетического воздействия на человека.

Наибольший и наиболее быстрый биологический эффект на горные

породы оказывают травы, особенно многолетние. Они ежегодно дают 200-300

ц/га биологической массы, более 50% которой отмирает, и затем вовлекается в

процессы гумусообразования.

При биологическом воссоздании плодородного гумусового горизонта,

лучше всего использовать набор рыхлокустовых злаковых и бобовых культур

Наиболее эффективными являются смеси в следующих соотношениях (кг/га):

1-клевер луговой –12, тимофеевка - 8, полевица белая - 6. Всего – 26.

2-клевер луговой - 6, тимофеевка - 6, костер безостый - 4. Всего 16.

3-овсяница – 8, лисохвост - 6, полевица белая - 4. Всего 18

При назначении восстанавливаемой территории под фруктово-ягодные

насаждения, подбирают местные, районированные сорта. Структура

насаждений, при этом, должна быть сложной по набору видов фруктовых

деревьев. Она ни в коем случае не должна быть монокультурой.

При создании парково-рекреационной зоны необходима разработка

архитектуры насаждений, с учетом биологических особенностей

высаживаемых растений, а главное, с учетом эстетического воздействия их на

человека.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Деградация почв в условиях ноосферы стала носить глобальный характер.

Вызвано это активной хозяйственной деятельностью человека. Формы

хозяйственной деятельности разнообразны, что и приводит к развитию в почвах

различных изменений. Каждый вид изменений получил название «форма

деградации почв». В настоящее время выделяется четыре формы:

биологическая, химическая, физическая, механическая.

Каждая из этих форм деградации почв, вызывает свои изменения. Поэтому

каждая форма деградации почв имеет и свои особенности.

Возникает каждая форма деградации почв под воздействием в основном

«своих» антропогенных факторов. Но она может проявляться и при совокупном

воздействии различных антропогенных факторов.

Обычно, в одной и той же почве, одновременно могут проявляться

несколько форм деградации почв. Это усложняет их диагностику, и,

следовательно, выбор методов рекультивации.

Чтобы хорошо понимать сущность явления «деградации почв»,

необходимо хорошо знать особенности каждой формы деградации, характер ее

проявлений, и возникающих в почвах от нее последствий.

В настоящее время в науке идет процесс теоретического осмысливания

процессов деградации почв, глобального явления. К сожалению, завершенной

теории проблемы деградации почв, как явления, присущего ноосфере, пока нет.

Проблема деградации почв поставила перед наукой почвоведение

несколько задач:

1. расшифровать механизмы проявления всех форм деградации почв и дать

количественную оценку степени их проявления;

2. выявить количественные зависимости между характером (типом)

антропогенных факторов и формами деградации почв;

3. установить количественные градации изменений (шкалу изменений),

происшедших в почвах под воздействием различных форм деградации;

4. установить количественные показатели темпов развития различных форм

деградации почв, в зависимости от силы нагрузок антропогенных факторов;

5. совершенствовать методологию этого направления, включая вопросы

номенклатуры и классификации деградированных почв.

Разработка теории о развитии процессов деградации почв имеет большое

теоретическое и, прежде всего, практическое значение. В педосфере произошли

значительные изменения, что требует и пересмотра наших научных понятий, а

также методов и принципов их изучения.

Познание процессов деградации почв является новым этапом в развитии

науки о почвах. Это связано с тем, что наряду с факторами почвообразования,

характерными для условий биосферы (климат, рельеф, растительность, горные

породы), появился новый, энергетически более мощный – антропогенный. Этот

фактор является одной из форм живого вещества. Но сила его воздействия

оказалась настолько мощной, что за относительно короткое геологическое

время, она преобразовала биосферу в новое состояние, называемое