CC BY
55
УДК 622.333 Н.С. Щелканов N. Shchelkanov
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ ГОРНОТЕХНИЧЕСКОГО ЭТАПА РЕКУЛЬТИВАЦИИ НА РАЗРЕЗЕ «ВОСТОЧНЫЙ»
FERTILE SOILS RESEARCH AFTER MINE TECHNICAL STAGE OF REVEGETATION IN GEOLOGICAL CROSS-SECTION «VOSTOCHNY»
Рассмотрены способы восстановления The article considers main means of resoiling
плодородия почвы при рекультивации террито- during mine reclamation.
рии горнодобывающего производства. Studies of resoiled lands concerning the content
Исследования по содержанию в отрекуль- of potassium, phosphorus, nitrogen and humus found тивированных почвах калия, фосфора, азота и that these soils could be put into agricultural operation гумуса показали, что данные почвы можно включать в сельскохозяйственный оборот
Рекультивация нарушенных земель является неотъемлемой частью технологии ведения открытых горных работ по добыче угля.
В районах Читинской области около 60 % воздействий на литосферу приходится на долю горнодобывающего производства. Особенностью горнодобывающего производства является непосредственное воздействие на природную среду в процессе извлечения полезного ископаемого, причем происходящие изменения природных компонентов часто становятся наглядными и видимыми. Основными направлениями негативного воздействия являются:
- нарушение земель и изъятие их из землепользованиия;
- истощение водных ресурсов и нарушение гидрологического режима грунтовых и по-
верхностных вод;
- загрязнение воздушного бассейна твердыми и вредными газообразными веществами при применении существующих технологических процессов добычи, переработки и сжигания твердого топлива;
- загрязнение земной поверхности отходами добычи.
Негативное воздействие на литосферу оказывают отходы, которые образуются в ходе технологических процессов на объектах производства. К ним относятся отходы при добыче угля, золошлаковые отходы от сжигания углей, нефтешлам от очистки емкостей ГСМ и др. В результате открытых разработок нарушаются сложившиеся биогеоценотические связи, полностью уничтожается почвенный и растительный покров, выводятся из строя и теряются
для сельскохозяйственного производства значительные площади угодий, восстановление которых является важнейшей задачей.
Для предотвращения или уменьшения негативного воздействия горнодобывающей промышленности на окружающую среду следует сформировать систему экологического мониторинга, основной задачей которого является информационное обеспечение и поддержка процедур принятия решений в области природоохранной деятельности и экологической безопасности. Необходимо осуществлять наблюдения за объектами экологической опасности по состоянию атмосферного воздуха, почвы, грунтовых и подземных вод, природной среды в целом, принимать решения по своевременному предупреждению от загрязнения и давать прогноз оценки возможных последствий. С целью сохранения земельных ресурсов страны, компенсации ущерба, наносимого природному комплексу, сельскому, лесному и иным хозяйствам, исключения вредного воздействия на окружающую среду, горные предприятия обязаны проводить рекультивацию территорий, нарушенных в процессе добычи полезного ископаемого.
Рекультивация - комплекс горных, мелиоративных, сельскохозяйственных и гидротехнических работ по восстановлению продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель определенной целевой направленности, а также улучшение условий окружающей среды.
Рекультивация выполняется в два этапа. Первый этап - горнотехнический (технический). Второй этап - биологический.
Основными направлениями использования восстановленных земель являются:
- сельскохозяйственное;
- лесохозяйственное (почвозащитные,
ланд-шафтнодекоративные, промышленные
насаждения);
- рекреационные - сооружение на нарушенных землях зон отдыха.
В зависимости от направления последующего использования земель к их рекультивации предъявляются различные требования. Земельные участки, предназначенные после их восстановления для использования, должны быть спланированы, покрыты плодородным почвенным слоем, оборудованы в необходимых случаях дорогами, дренажем и другими коммуникациями и сооружениями. Эти участки должны быть удобными для выполнения сельскохозяйственных работ с применением современных машин, иметь уровень грунтовых вод, обеспечивающий оптимальные условия для произрастания растений. Слой почвы необходимо наносить на устоявшуюся, не подверженную просадкам поверхность отвалов. Мощность наносимого плодородного слоя почв должна быть не менее 10...15 см.
Таким образом, почва является относительно возобновляемым ресурсом в условиях нарастающего прогресса и развития горной промышленности.
Разрез Восточный, как и каждое горнодобывающее предприятие, осуществляющее открытую разработку месторождения полезных ископаемых, оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Специфическим, неблагоприятным воздействием разреза на среду является изменение ландшафта, изъятие земель для ведения открытых горных работ, нарушение гидрогеологического режима. Горные работы предусматривается осуществлять с размещением всего объема вскрышных пород на внутренних отвалах, что позволит существенно сократить количество изымаемых земель. На разрезе Восточный на 01.01.2003 г. нарушено 622,8 га, в том числе по пласту 1.151 га, по пласту II - 210,3 га, по
пласту III - 261,5 га. Дополнительно при отра- нижений.
ботке пласта 1 до 2014 г. будет нарушено 97,6 Агрохимическое обследование почв по-
га, в том числе луговой растительности с ред- казало, что в данной подзоне большой удель-колесьем 72,1 га и залежи 25,5 га. ный вес занимают почвы средней и высокой
Почвы Улетовского района, подвержен- обеспеченности подвижными формами фос-
ные техногенному воздействию разреза Вос- фора. Кроме того, основные почвы этих рай-
точный, относят к Ингодинско-Читинской лесо- онов холодные (за исключением черноземов),
степной подзоне. В данную подзону отнесены в них замедлена активность процессов нитри-
районы, расположенные в среднем и нижнем фикации, что ведет к дефициту доступных со-
течении р. Ингоды и в низовьях р. Читинки. единений азота в почве.
Читинский и Улетовский районы в основном Проведенные нами исследования (мето-
занимают обширную межгорную котловину дом Чирикова) по определению содержания в
протяженностью около 250 км и шириной отрекультивированных почвах основных хими-
20.40 км. Для данной подзоны характерно ческих элементов (рис. 1.4): калия, фосфора,
распространение двух типов черноземов: бес- азота и гумуса позволяют утверждать, что
карбонатных, занимающих степные участки данные почвы можно включать в сельскохо-
широких котловин, и темно-серых лесных почв, зяйственный оборот после проведения опре-
которые характерны для небольших котловин деленных мероприятий, позволяющих поднять
и окраинных частей обширных межгорных по- уровень плодородия на данных почвах.
Содержание К2О (мг в 100 г)
Ей
№ 1 Чо 1! Низ 1* 1 НКЦ М| з |чвд № 10 № 11 МП' 12 1* 13 ■> м М1 13 Ни 1^ К» 17 и 1-е Ни 19 и»»
1 «иь ел ЕЛ 5* «Л Е1Ь ** ап м с.* ГО 50
учашм аЛ ‘Я 15 • И 15 БД Ч.П
1 111- "Г *$ + 0 ¿2 ч *0 1р 43 *3 4* 4,3 и *4 ^5 «г
■1 гч*г1». 2 *част» 3 цчкгак
Рис. 1 . Содержание калия в почвах разреза Восточный после горнотехнического
этапа рекультивации
Содержание N03 (мг в 100 г)
ОД-
3 а I <М / ®л/ хм /
0,3 ■ т 1 14«! **3 МЫ Ш5 ЧЕ 1*7 «ИВ *9 № 1П №11 № 12 № 13 1* 14 «115 » 1Б № 17 Ж 1 и № 19 41
— 1 цгЧ*ГРш 05 □3 ОД см ач П.В □ 5 0.4 □ 4 0.5 аь 05 05 05 05 из 05
■ - т’<ас17*. 04 о.* 0.4 04 0> ЕМ 04 ЧЛ 0* 0.Л 04 а 4 04 М 04 V 04 04 ОЛ 04
Зучаспк 04 о,* 05 04 □> О.* о.4 а.| 05 05 ел О.* ЧЛ 04 0.4 0.4 ■ ¡.4 из 05
И '<11
‘I у^игКк
■3 учагГт
^^—"3 учета»
Рис. 2. Содержание нитратного азота в почвах разреза Восточный после горнотехнического этапа рекультивации
Содержание Р2О5 (мг в 100 г)
Рис. 3. Содержание фосфора в почвах разреза Восточный после горнотехнического этапа рекультивации
Содержание ГУМУС (%)
1DJJU 9ДО - _ _ еда ъм ш я ■'НЭб або Aim Bffi вф з iu в» eai кто &№ ерз в' -■ nm dtfj -d £ ® ^ о ¿¿a IJ m 0,4l
7Я> ■ Ї * брп ■ ■
4£Ю
Ц їїj Jj * J £. 3 - jjn 1 11 i* > : j.'h l ~i -j 2і 'J' J»
ЗДО ■
т і *t •*3 45 і ttrfi № 7 № H №3 * IQ і* її № 1Ї №13 № :■* 4j i4 № hi № IT № ' tl № 15 *30
1 тпзсгеш J.LB 3,3 D 3j® JHH JJB iJJb 3,10 JJ) 3Lli 171 л,ю Jjte 3 73 3ja J.U Ї.» J,»
Iі ^чкгок ВЗН а.Ы вы В.Ы1 ВІ6 B*fi BJ6B tj,BQ В.Л) 0,75 B£B или 0JW 0.4 НШ B.№ в» a.-aj s.?u
Э |-чйсічііг ЯТІ ЙЕЛ ¡5 ГЛ H.iit Н.ТІ1 BSP R VI ВЛ1 fiff] гцг flfll ■П Hf! паї bfr UtL bUJ В.ЧІ biJJ bjti
цпіп-p
‘—~1)4С1П ---}|ЧК|« —*3уукш
Рис. 4. Содержание гумуса в почвах разреза Восточный после горнотехнического этапа рекультивации
На приведенных на рис. 1.4 графиках видно, что содержание калия в данных почвах составило 4.5,8 мг в 100 г почвы при норме 5.8 мг достаточное для возделывания сельскохозяйственных культур. Содержание нитратного азота 0,5.0,4 мг в 100 г при норме 0,4, т.е. недостаточное для воздействия сельхоз культур.
Содержание фосфора 2,45.5 мг в 100 г при норме 5.7 мг от низкого до среднего.
Содержание гумуса составило 3,09.8,84 % при норме 6 %. Высокое содержание гумуса связывается либо с тем, что в почвы было внесено определенное количество торфа, либо методической погрешностью исследования, когда при сжигании пробы выделилось большое количество углерода, который и показал данный уровень содержания.
Весьма перспективным приемом рекультивации отвальных грунтов следует считать посевы многолетних трав, что влечет повышение содержания гумуса (за счет создания аг-
роценозов однолетниками и многолетними травами). Донник, кострец безостый, пырейник сибирский особенно при минеральной подкормке значительно улучшают физико-
химические свойства почв и способствуют получению высоких урожаев сена. Под воздействием многолетних трав с течением времени на отвалах образуется небольшой аккумулятивный слой в 3.4 см с содержанием гумуса 4.6 % при исходном содержании в отвалах 0,2.0,3 % и увеличивается количество питательных элементов.
Одним из надежных показателей эффективности мероприятий по восстановлению нарушенных земель и образования условий для произрастания культурных растений на отвалах является активность микробиологических и биохимических процессов.
Показателем улучшения свойств отвальных грунтов служит также ферментативная активность, которая значительно возрастает при посеве многолетних трав. Эти изме-
нения в микробиологической и ферментативной активности грунтов под влиянием рекультивации могут, наряду с другими показателями, служить признаком формирования здесь среды, пригодной для использования под сельскохозяйственные культуры.
При проведении опытных работ на отвалах угольных разрезов выявлено, что отдельные виды растений очень хорошо размножаются естественным путем - семенами или корневыми отпрысками. Это положительное свойство растений целесообразно использовать при биологической рекультивации отвалов, сложенных из горных пород легкого механического состава. На них рекомендуется производить посадку биогруппами облепихи, акации белой или посев люцерны синегибридной, эспарцета песчаного, донника белого. Такие биогруппы - семенники обеспечивают в дальнейшем распространение растений естественным путем на всей прилегающей площади отвалов.
Таким образом, почвы, образованные предложенным способом, можно использовать не только под естественные зарастания, но и
Коротко об авторе_______________________________
Щелканов Николай Сергеевич, преподаватель Забайкальского аграрного института филиала ИГСХА, аспирант, Читинский государственный университет (ЧитГУ)
Научные интересы: исследование рекультивации нарушенных земель открытыми горными работами, возможность использования вскрышных отвалов на угольных разрезах для различных направлений сельскохозяйственного и лесохозяйственного направлений
сдавать АПК в виде сенокосов и пастбищ при условии применения азотофосфорных минеральных удобрений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Беккер А.А. Охрана и контроль загрязнения природной среды / А.А. Беккер, Т.Б. Агаев. -СПб.: Гидрометеоиздат. - 1989. - 286 с.
2. Бутин Г.П. Агропроизводственная характеристика почв Читинской области / Г.П. Бутин, А.В. Вазингер. - Иркутск - Чита, 1965. -143 с.
3. Назаров В.В. Влияние технологии разработки россыпей драгами на показатели рекультивации нарушенных земель / В.В. Назаров, Ю.М. Овешников // Комплексные исследования физических свойств горных пород и процессов: тез. докл. VII Всесоюзной научной конференции вузов СССр с участием НИИ. - М., 1981. - С. 83.
4. Природные ресурсы Забайкалья и проблемы природопользования: Материалы научной конференции, 10-15 сентября 2001г. - Чита: издание ЧИПР СО РАН , 2001. -531.
5. Токмаков П.И. Экология и охрана природы при открытых горных работах / П.И. Токмаков, В.С. Коваленко, А.М. Михайлов, А.Т. Калашников. - М.: МГУ, 1994. - 418 с.
___________________________Briefly about author
Shchelkanov Nickolay, lecturer of Trans-baikal Agrarian Institute of ISAA (Irkutsk State Agricultural Academy) branch, graduate, Chita State University (ChSU)
Scientific interests: research of open cast mining revegetation, possibility of using stripping bank in open cast collieries for different agricultural and forestry trends
