Расширительный вариант рекультивационных мероприятий для открытых горных разработок Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

© О.Н. Ярошук, Е.И. Хабарова, 2004

УДК 622.271

О.Н. Ярошук, Е.И. Хабарова

РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ РЕКУЛЬТИВАЦИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАЗРАБОТОК

Семинар №7

Истощение природной среды, антропогенное загрязнение являются результатом деятельности многих отраслей хозяйства, и далеко не последнюю роль в этих процессах играют отрасли топливной промышленности, в которую входят предприятия, занимающиеся добычей нефти, газа, угля, торфа и т. д. Среди разнообразных проблем охраны окружающей среды рекультивация нарушенных земель в районах развитой горнодобывающей промышленности является одной из важнейших.

Разработка проектов рекультивации нарушенных земель должна проводиться с учетом следующих факторов:

- природных условий района (климатических, педологических, геологических, гидрологических, вегетационных);

- расположения нарушенного (нарушаемого) участка;

- фактического или прогнозируемого состояния нарушенных земель к моменту рекультивации (площади, формы техногенного рельефа, степени естественного зарастания, современного и перспективного использования нарушенных земель, наличия плодородного слоя почвы и потенциально плодородных пород, прогноза уровня грунтовых вод, подтопления, иссушения, эрозионных процессов, уровня загрязнения почвы);

- системы разработки месторождения;

- перспективы развития района разработок;

- показателей химического и гранулометрического состава, агрохимических и агрофизических свойств, токсичности пород, инженерно-геологической характеристики вскрышных и вмещающих пород и их смесей в отвалах в соответствии с требованиями ГОСТ 17.5.1.03 - 86;

- геохимических особенностей региона;

- хозяйственных, социально-экономических и санитарно-гигиенических условий района размещения нарушенных земель;

- срока использования рекультивированных земель с учетом возможности повторных нарушений;

- охраны окружающей среды от загрязнения ее пылью, газовыми выбросами и сточными водами в соответствии с установленными нормами ПДВ и ПДК;

- охраны флоры и фауны [1, 2].

Составление проекта по рекультивации,

технико-экономического обоснования - это первый этап рекультивации - подготовительный. Он учитывает не только вышеперечисленные факторы, но и включает в себя определение направлений рекультивации и целевого использования земель, установление требований к последующим этапам рекультивации и выбор методов рекультивации. В действительности, сбор, анализ данных и принятие решения не получили должного внимания и не выделены в отдельный, можно сказать, главный этап рекультивации

- подготовительный. Вследствие проведенных исследований можно разработать мероприятия по экологической оптимизации техногенных ландшафтов. Кроме того, предлагается на каждый объект разрушенных экосистем (карьер, отвал и т. п.) завести экологический паспорт [3].

После подготовительного этапа выполняют второй этап - технический.

Нами проведена систематизация существующих мероприятий технического этапа рекультивации нарушенных земель:

1. Планировочные работы - выравнивание поверхности нарушенных земель, вы-полаживание или террасирование откосов, отвалов и бортов карьера в соответствии с последующим использованием;

2. Формирование откосов;

3. Строительство подъездных путей к рекультивируемым участкам, устройство въездов и дорог на них с учетом прохода сельскохозяйственной, лесохозяйственной и другой техники;

4. Устройство, при необходимости, дренажной, водоотводящей, оросительной сети и строительство других гидротехнических сооружений;

5. Устройство дна и бортов карьера, оформление остаточных траншей, укрепление откосов;

6. Ликвидация или использование

плотин, дамб, насыпей, засыпка техноген-

ных озер и протоков, благоустройство русел рек;

7. Проведение, при необходимости, коренной мелиорации токсичных пород и загрязненных почв, направленной на коренное улучшение свойств пород в поверхностном слое отвалов, препятствующих развитию растительности;

8. Очистка загрязненных участков земель:

- биостимуляция in situ (биостимуляция в месте загрязнения);

- биостимуляция in vitro (предварительная биостимуляция в лабораторных или промышленных условиях);

- биоулучшение (внесение чужеродных специализированных микроорганизмов);

- очистка с помощью поверхностноактивных веществ (ПАВ);

- очистка с использованием грибов;

- фиторемедиация;

- очистка с использованием сосновой коры;

9. Создание, при необходимости, экранирующего слоя;

10. Снятие, транспортирование и нанесение почв и плодородных пород на рекультивируемые земли в соответствии с ГОСТ 17. 4. 3. 02 - 85 [1, 4, 5, 6, 7].

Третий этап - биологический, состоящий из мероприятий по восстановлению плодородия субстратов после технической рекультивации.

Систематизируя существующие способы восстановления на биологическом этапе рекультивации нарушенных земель, можно выделить следующие мероприятия:

1. Внесение повышенных доз минеральных удобрений;

2. Внесение торфяных и/или сапропелевых фракций, опилок, активного ила

после очистки бытовых сточных вод, различного растительного материала;

3. Внесение биоактивных реагентов и структурообразующих полимеров, биоудобрений, полученных из отходов органического происхождения (муки из костей, рогов, копыт, перьев);

4. Внесение микроорганизмов;

5. Вермикомпостирование;

6. Фитомелиорирование [8, 9].

На рисунке схематично представлены мероприятия технического и биологического этапов, стрелками указана возможность выполнения тех или иных работ.

Таким образом, становится все более очевидным, что документальный анализ проекта хозяйственной деятельности, предполагающий последующую минимизацию ущерба окружающей среде (оценка воздействия на окружающую среду и экспертная оценка), должен предваряться геоэкологическими изысканиями: геоморфологическим анализом и инженерно-геологическим исследованием, определяемыми направлением рекультивации, рельефом и строением участка нарушенных земель, а также топогра-фо-геодезическими, гидрогеологическими, гидролого-климатическими и почвенно-геоботаническими работами, анализом социально-экономических и санитарно-гигиенических условий. Помимо общепризнанных технического (горнотехнического) и биологического этапов предлагается выделить еще один этап рекультивации - подготовительный (до начала технических работ).

Во-вторых, до выполнения биологического этапа рекультивации необходимо провести комплекс технических и гидротехнических мероприятий, а также коренную мелиорацию, предполагающую биостимуляцию природных микроорганизмов. Это и очистка с использованием микроорганизмов, способных утилизировать загрязняющие вещества и создавать основу для формирования гумуса, и развитие приемов фиторемедиации, очистка с помощью ПАВ и грибов, и эксперименты по использованию микроорганизмов, существующих на поверхности сосновой коры, все это следует рассматривать как фактор снижения антропогенной нагрузки на земельные и другие природные ресурсы. Кроме того, способы мелиорации нарушенных земель зависят не только от характера вскрышных пород, технологии разработки, но и от своеобразия местных ландшафтных условий, без учета

Схема мероприятий рекультивации земель горнопромышленного комплекса

которых невозможно успешно осуществить рекультивацию техногенных ландшафтов.

Для создания плодородного слоя могут применяться технические приемы, предполагающие использование активаторов почвенной микрофлоры. Это и интенсификация микробиоценозов, способных преобра-

зовывать бесплодные горные породы и формировать из них плодородный гумус, и развитие зоологической мелиорации осваиваемых отвалов и оголенных территорий, образовавшихся после добычи полезных ископаемых, базирующейся на активной деятельности червей, и эксперименты по подбору соответствующих видов однолетних, многолетних и древесных растений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 17.5.3.04-83 «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель».

2. Крупская Л.Т. Техногенное разрушение почв на горных предприятиях юга Дальнего Востока России и их рекультивация. Диссертация на соиск. уч. степени д. б. н., Хабаровск, 1994.

3. Крючков В. В. Необходимость и возможность рекультивации нарушенных земель на Севере// Освоение Севера и проблемы рекультивации: Доклады II Межд. конф., 25-28 апреля 1994 г., Сыктывкар, 1994. - С. 23.

4. Турковская О. В. Дубровская Е.В. и др. Возможности современных приемов биоремедиации окружающей среды// Биотехнология: состояние и перспективы развития: Материалы 1-го Межд. Конгресса (Москва, 14-18 октября 2002 г.). - М.: ЗАО "ПИК"Максима", РХТУ им. Менделеева, 2002. - С. 290.

5. Логинов О.Н., Бойко Т.Ф. и др. Эффективные микроорганизмы-нефтедеструкторы для биологической рекультивации почв// Биотехнология: состояние и перспективы развития: Материалы 1-го

Межд. Конгресса (Москва, 14-18 октября 2002 г.). -М.: ЗАО "ПИК"Максима", РХТУ им. Менделеева, 2002. - С. 294.

6. Курашов В.М., Емельянов В.М. и др. Интенсификация процессов очистки воды и почвы от нефтяных загрязнений в присутствии переносчиков кислорода// Биотехнология: состояние и перспективы развития: Материалы 1-го Межд. Конгресса (Москва, 14-18 октября 2002 г.). - М.: ЗАО "ПиК"Максима", РХТУ им. Менделеева, 2002. - С. 293.

7. Экологическая биотехнология: Пер. с

англ./ Под ред. К Ф. Форстера, Д. А. Дж. Вейза. -

Л.: Химия, 1990. - Пер. изд.: Великобритания, 1987. - 384 с.

8. Воробьев А.Е., Хабарова Е.И., Дьяченко В.В. Физические, химические и биохимические процессы горного производства/ Под ред. А. Е. Воробьева. Часть 4. Биохимическое состояние экосистем: трансформация, мониторинг и микробиологическая разведка месторождений полезных ископаемых. Учеб. пособие. - М.: МГГУ, 2001. - 127 с.

9. Горлов В.Д. Рекультивация земель на карьерах. - М.: Недра, 1981. - 194 с.

— Коротко об авторах

Ярощук О.Н. - аспирант,

Хабарова Е.И. - кандидат химических наук, Московский государственный горный университет.

----------------------------------- © М.В. Тарасова, 2004

УДК 622.8 М.В. Тарасова

ОЦЕНКА МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД ПРИ ПОДЗЕМНОМ ЗАХОРОНЕНИИ ВЫСОКОМИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОД

Семинар №7

В настоящее время одним из способов утилизации высокоминерализованных вод является захоронение их в толщах многолетнемерзлых горных пород на больших глубинах (Нейс, 1978; Борисов, Климов, 1988). Он широко реализован на кимберлитовых месторождениях СевероЗападной Якутии.

Как пойдет процесс растворения льда, перераспределения рассола в толщах многолетней мерзлоты, как это отразится на температурном поле пород неизвестно. В связи с этим сделана попытка не только оценить характер изменения температур, но и спрогнозировать направленность мерзлотного процесса.

По современным представлениям участки месторождений относятся к району с аномально большими мощностями криолито-

зоны. Работами сотрудников Института мерзлотоведения СО РАН, начиная с 60-х годов (Климовский, Устинова, 1962), получен обширный фактический материал о температурах горных пород по всей площади Далдыно-Алакитского района. Результаты наблюдений позволили оценить в целом морфологию криолитозоны, а также подтвердить ранее сделанные выводы (Теплофизические..., 1983) о чрезвычайно малых значениях теплового потока в центральной части Сибирской платформы. Полученные результаты еще раз подтвердили выводы первых исследователей о температурной анизотропии рудного тела и о сложном тепловом режиме горных пород.

В последние годы в связи с углублением горных работ встали проблемы с осушением и захоронением дренажных вод. Последние,