CC BY
21
УДК 57.033
DOI: 10.24412/1728-323X-2021-5-100-103
О ПРОБЛЕМАХ РЕКУЛЬТИВАЦИИ В ПОСТТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ АЛМАЗОДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА ЗАПАДНОЙ ЯКУТИИ
П. П. Данилов, кандидат биологических наук,
Научно-исследовательский институт
прикладной экологии Севера
им. проф. Д. Д. Саввинова
Северо-Восточного федерального университета
им. М. К. Аммосова (НИИПЭС СВФУ),
DanPP@mail.ru Якутск, Россия,
Г. Н. Саввинов, доктор биологических наук,
Научно-исследовательский институт
прикладной экологии Севера
им. проф. Д. Д. Саввинова Северо-Восточного
федерального университета им. М. К. Аммосова
(НИИПЭС СВФУ), Якутск, Россия,
А. И. Дмитриев, кандидат биологических наук,
Научно-исследовательский институт
прикладной экологии Севера
им. проф. Д. Д. Саввинова Северо-Восточного
федерального университета им. М. К. Аммосова
(НИИПЭС СВФУ), Якутск, Россия
Исследованы техногенные поверхностные образования и антропогенно-преобразованные почвы нарушенных территорий алмазодобывающего комплекса в Западной Якутии. Изучены их свойства и составы для оценки экологического состояния района исследования и эффективности ранее проведенных рекультивационных работ. Выявлены основные проблемы при проведении рекультивационных мероприятий в мерзлотных областях — это вторичное засоление целенаправленно созданных почвоподобных образований, термоэрозионные и термокарстовые процессы в пределах рекультивированных участков. Зафиксированное вторичное засоление особенно четко наблюдается в репланто-земах хвостохранилища обогатительной фабрики № 3 Мирнинского горно-обогатительного комбината АК «АЛРОСА». Следовательно, происходит переход (трансформация) из одной группы (из репланто-земов) в другую (в токсифабрикаты).
В статье предлагается ускоренная реализация разрабатываемых проектов рекультивации при меняющемся современном климате (при переходе с теплого на холодный термохрон). При этом в условиях Западной Якутии рекомендуется переход на более упрощенный вариант — рекреационное и/или строительное направления.
Technogenic surface formations and anthropogenically transformed soils of disturbed territories of the diamond mining complex in Western Yakutia were investigated. Their properties and compositions were studied to assess the ecological state of the study area and the effectiveness of previously carried out reclamation works. The main problems in carrying out reclamation measures in permafrost areas have been identified — these are secondary salinization of purposefully created soil-like formations, thermal erosion and thermokarst processes within the reclaimed areas. The recorded secondary salinization is especially clearly observed in the replanthozems of the tailing dump of the concentrating plant No. 3 at the Mirny mining and processing plant of ALROSA. Consequently, there is a transition (transformation) from one group (from replan-tozems) to another (to toxiphabricates). The article proposes an accelerated implementation of the developed reclamation projects in the changing modern climate (during the transition from warm to cold thermochron). At the same time, in the conditions of Western Yakutia, it is recommended to switch to a more simplified version — recreational and / or construction directions.
Ключевые слова: техногенные поверхностные образования, антропогенно-преобразованные почвы, отвалы пустых пород, рекультивация, Западная Якутия.
Keywords: technogenic surface formations, anthropogenically transformed soils, waste rock dumps, reclamation, Western Yakutia.
Введение. Известно, что эффективность возрождения техногенных ландшафтов оценивается по восстановлению экологических и хозяйственных функций почвы. Из них наиболее целесообразно при определении численных значений комплексного природного потенциала (КПП) оценивать уровень ведущей почвенно-экологической функции [1]. Причем хозяйственная функция, определяемая по способности почвы давать полезную продукцию, поддается более быстрому восстановлению, чем экологическая, которая определяется по способности почвы создавать и регулировать условия существования почвооби-тающих организмов и несет в себе сложное взаимодействие пищевого, геохимического, водно-воздушного режимов и свойств почвы в формирующемся местообитании [2].
В Республике Саха (Якутия) образовавшиеся с 50-х годов прошлого столетия техногенные ландшафты в результате деятельности объектов алмазодобывающего комплекса (АДК) сосредоточены в основном на западе региона — на окрестностях городов Мирный, Удачный и п. Айхал. Здесь скорость отчуждения земель под горные работы значительно опережает темпы возвращения рекультивированных площадей. На сегодня площади нарушенных земель в Мирнинском районе составляют более 10 тыс. га [3].
Методы. Образовавшиеся здесь техногенные поверхностные образования (ТПО) нами исследуются с 2001 г. и согласно современной Классификации почв России [4] представлены следующими группами — квазиземы, натурфабрикаты, токсифабрикаты, артифабрикаты [5, 6]. Антропо-
генно-преобразованные почвы (АПП), сформированные на прилегающих к ТПО территориях, представлены хемоземами, химически преобразованными, акваземами и химически преобразованными акваземами, ареалы которых также требуют восстановительных мероприятий [7]. Для изучения этих объектов были использованы общепринятые методы, используемые в классическом почвоведении [8].
Результаты и обсуждения. Как известно, для развития растений особую роль играет содержание токсичных солей в почвах и грунтах. Степень засоления изученных ТПО (особенно токсифаб-рикатов) колеблется от сильно- до очень сильно-засоленной, при этом они в основном имеют хло-ридно-сульфатный тип засоления. В отличие от них в АПП преобладает хлоридный тип засоления, при котором аккумуляция солей наблюдается в основном верхних слоях или генетических горизонтах почв, что необходимо учитывать при рекультивации этих территорий.
При картировании (в период проектирования) этих антропогенно-преобразованных почв (при
дешифрировании этих участков) существует проблема отсутствия качественных детальных спутниковых снимков. Следовательно, на сегодняшний день сложно рассчитывать объем и площади ареалов преобразованных территорий с АПП.
Также остро стоит проблема вторичного засоления рекультивированных участков исследуемой территории. В рекультивированных в начале 1970-х годов отвалах рудника «Интернациональный» Мирнинского ГОКа нами было выявлено накопления солей в верхних слоях, что свидетельствует о формировании капиллярного механизма в исследуемых почвогрунтах, способствующего транспортировке их из нижележащих горных пород. В связи с этим при проведении биоре-культивационных мероприятий на отвалах алмазных карьеров, если грунты и горные породы рекультивируемого объекта содержат токсичные концентрации микроэлементов и солей, необходимо проведение экранизации из капилляропре-рывающих материалов (песок, полимерная пленка, геотекстиль и т. д.), до нанесения потенциально плодородного слоя [5, 9, 10].
Таблица 1
Характеристика солевого состава ТПО (реплантоземов) ОФ № 3 МГОК
(по Миронова и др., 2021)
№ пункта опробования Глубина опробования, см рН (Н2О) Токсичные (в % к массе почвы) Сумма Тип засоления* Степень засоления*
СОз нсо3 С1- 804 № + К Мв Са
Рекультивационная зона № 1
Т-1 0—10 10—35 (38) 35 (38)—47 6,8 7,3 7,3 0 0 0 0,11 0,05 0,04 0,74 0,11 0,27 0,10 0,21 0,10 0,05 0,03 0,01 0,04 0,03 0,04 0,43 0,11 0,15 1,5 0,5 0,6 Хлоридный Хлоридно- сульфатный Хлоридный Очень сильное засоленные Сильнозасоленные Сильнозасоленные
Рекультивационная зона № 2
Т-2 0—10 10—20 7,5 8,5 0 0 0,03 0,02 0,02 0,12 0,24 0,36 0,02 0,03 0,01 0,02 0,10 0,17 0,4 0,7 Сульфатный Сульфатный Среднезасоленные Сильнозасоленные
Т-3 0—10 10—20 7,6 7,6 0 0 0,02 0,02 0,21 0,02 0,36 0,11 0,03 0,01 0,02 0,01 0,21 0,04 0,8 0,2 Хлоридно- сульфатный Сульфатный Сильнозасоленные Слабозасоленные
Т-4 0—10 7,6 0 0,02 0,02 0,09 0,01 0,01 0,05 0,2 Сульфатный Слабозасоленные
Рекультивационная зона № 3
Т-5 0—10 7,6 0 0,02 0,02 0,06 0,01 0,00 0,04 0,1 Сульфатный Незасоленные
Т-6 0—10 10—20 88 7, 7, 0 0 0,02 0,02 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,01 0,01 0,1 0,0 Хлоридный Хлоридный Незасоленные Незасоленные
Примечание:
* — степень засоленности почво-грунтов определена с учетом «суммарного эффекта токсичных солей» по Н. И. Ба-зилевич, Е. И. Панковой (1968).
Хвостохранилища как составная часть техногенного ландшафта занимают особое место в рамках исследований по рекультивации нарушенных земель, в частности, при разработке путей и методов их биологической рекультивации. По нашим данным, на рекультивированных в начале 2000-х гг. участках хвостохранилища ОФ № 3 МГОК также наблюдается накопление солей в верхних слоях, что, несомненно, отразилось на экологической эффективности проведенных ре-культивационных работ без изолирования от исходных пород (табл. 1). Следовательно, происходит переход (трансформация) из одной группы (из реплантоземов) в другую (в токсифабри-каты).
Из этого следует, что при проектных решениях рекультивационных мероприятий необходимо обеспечивать создание экрана из капилляропре-рывающих или нейтрализующих материалов при наличии токсичных пород.
При наличии ледового комплекса на рекультивированных участках старых хвостохранилищ наблюдаются просадка грунта и эрозионные процессы, что в целом также снижают эффективность проводимых мероприятий (рис. 1).
Заключение. Полагаем, что рекультивация этих объектов в условиях меняющегося современного климата (при переходе с теплого на холодный термохрон) требует ускоренной реализации. Следовательно, с учетом вышеизложенного в разрабатываемых проектах рекультивации отвалов и хвостохранилищ в Западной Якутии целесообразно иметь рекреационное и/или строительное направления.
Считаем, что своевременная реализация более упрощенного варианта проекта рекультивации даст возможность минимизировать негативное влияние (загрязнение) промышленных объектов (отвалов и хвостохранилищ) на прилегающие естественные территории.
Библиографический список
1. Гаджиев И. М., Курачев В. М., Андроханов В. А. Стратегия и перспективы решения проблем рекультивации нарушенных земель. — Новосибирск: ЦЭРИС, 2001. — 37 с.
2. Техноземы: свойства, режимы, функционирование / В. А. Андроханов, С. В. Овсянникова, В. М. Курачев. — Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000. — 200 с.
3. Миронова С. И., Гаврильева Л. Д., Петров А. А., Никифоров А. А. Биологическая рекультивация промышленных земель Якутии. — М.: Издательский дом Академии естествознания, 2021. — 166 с.
4. Классификация и диагностика почв России / Авторы и составители: Л. Л. Шишов, В. Д. Тонконогов, И. И. Лебедева, М. И. Герасимова. — Смоленск: Ойкумена, 2004. — 342 с.
5. Саввинов Г. Н. Эколого-почвенные комплексы Якутии. — М.: ООО «Недра-Бизнес-центр», 2007. — 312 с.
6. Данилов П. П., Саввинов Г. Н. Техногенные поверхностные образования и формирование антропогенно-преобразованных почв Западной Якутии // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2013. — № 8-2. — С. 217—219.
7. Данилов П. П. Почвообразование на рекультивированных территориях алмазной провинции Якутии / Почвы — национальное д остояние России: Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов: В 2-х кн. — Новосибирск: Наука-Центр, 2004. — Кн. 2. — С. 549.
8. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв / Е. В. Аринушкина. — Москва: МГУ, 1970. — 487 с.
9. Данилов П. П., Легостаева Я. Б., Саввинов Г. Н. Техногенные ландшафты и их влияние на естественный почвенный покров Западной Якутии // Вестник Якутского госуниверситета им. М. К. Аммосова. — Том 2, № 3. — 2005. — С. 70—75.
10. Данилов П. П., Саввинов Г. Н., Петров А. А., Боескоров В. С. Природно-антропогенные изменения почвенного покрова Мирнинского горнопромышленного района // Горный журнал. — 2017. — № 3. — С. 75—80.
ON THE PROBLEMS OF RECULTIVATION IN POST-TECHNOGENIC LANDSCAPES DIAMOND MINING COMPLEX IN WESTERN YAKUTIA
P. P. Danilov, Ph. D. in Biology, Research Institute of Applied Ecology of the North named after prof. D. D. Savvinov, North-Eastern Federal University named after M. K. Ammosov, DanPP@mail.ru Yakutsk, Russia,
G. N. Savvinov, Ph. D. in Biology, Research Institute of Applied Ecology of the North named after prof. D. D. Savvinov, North-Eastern Federal University named after M. K. Ammosov, Yakutsk, Russia,
A. I. Dmitriev, Candidate of Biology, Dr. Habil., Research Institute of Applied Ecology of the North named after prof. D. D. Savvinov, North-Eastern Federal University named after M. K. Ammosov, Yakutsk, Russia
References
1. Hajiyev I. M., Kurachev V. M., Androkhanov V. A. Strategy and prospects for solving the problems of reclamation of disturbed lands. Novosibirsk: TsERIS, 2001. 37 p. [in Russian].
2. Technozems: properties, regimes, functioning / V. A. Androkhanov, S. V. Ovsyannikova, V. M. Kurachev. Novosibirsk: Science. Siberian Publishing Company RAS, 2000. 200 p. [in Russian].
3. Mironova S. I., Gavrilyeva L. D., Petrov A. A., Nikiforov A. A. Biological reclamation of the industrial lands of Yakutia. Moscow, Publishing House of the Academy of Natural Sciences, 2021. 166 p. [in Russian].
4. Soil Classification and Diagnostics of Russia/Authors and compilers: L. L. Shishov, V. D. Tonkonogov, I. I. Lebedeva, M. I. Gerasimova. Smolensk: Oikumena, 2004. 342 p. [in Russian].
5. Savvinov G. N. Ecological-soil complexes of Yakutia. Moscow, Nedra-Business Center LLC, 2007. 312 p. [in Russian].
6. Danilov P. P., Savvinov G. N. Technogenic surface formations and formation of anthropogenic-transformed soils of Western Yakutia. International Journal of Applied and Basic Research. 2013. No. 8-2. C. 217—219 [in Russian].
7. Danilov P. P. Soil formation in the reclaimed territories of the diamond province of Yakutia. Soils — the national treasure of Russia: Materials of the IV Congress of the Dokuchaevsky Society of Soil Scientists: In 2 kn. Novosibirsk: Science Center, 2004. Vol. 2. P. 549 [in Russian].
8. Arinushkina E. V. Rukovodstvo po himicheskomu analizu pochv [Manual on chemical analysis of soils]. Moscow, MGU. 1970. 487 p. [in Russian].
9. Danilov P. P., Legostaeva Ya. B., Savvinov G. N. Technogenic landscapes and their influence on the natural soil cover of Western Yakutia. Bulletin of the Yakutsk State University named after M. K. Ammosov. Volume 2, No. 3, 2005. P. 70—75 [in Russian].
10. Danilov P. P., Savvinov G. N., Petrov A. A., Boeskorov V. S. Natural-anthropogenic changes in the soil cover of the Mirnin-sky mining region. Mining magazine. 2017. No. 3. P. 75—80 [in Russian].
