CC BY
13
2. ЕКОЛОГ1Я ТА ДОВК1ЛЛЯ
УДК 631.4:504.[53+05] Проф. Я.В. Геник, д-р с.-г. наук -
НЛТУ Украти, м. Львiв
ТРАНСФОРМАЦН Грунтового покриву на посттехногенних територ1ях коломийського буровупльного родовища
Представлено результати дослiджень природного процесу грунтоутворення та формування грунтового покриву схилш вiдвалiв шахт Коломийського буровугшьного родовища. Наведено морфолопчну будову дернового та гумусово-акумулятивного ем-брiоземiв у мюцях формування рослинного вкриття. Проан^зовано змiни фiзико-ме-ханiчних показникiв верхнього шару грунтового покриву посттехногенних територш залежно вiд видового складу та просторово! структури сформованих фiтоценозiв. Охарактеризовано трансформацшш процеси в едафотопах посттехногенних територш роз-роблення покладiв бурого вугiлля внаслiдок природно! сукцеси рослинностi.
Ключов1 слова: посттехногеннi територи, грунтовий покрив, фiзико-механiчнi властивостi грунту, трансформацшш процеси в едафотопах, Коломийське буровугшьне родовище.
Вступ. Пiдземне розроблення покладiв бурого вугiлля Коломийського родовища призвело до утворення на територii селища Ковалiвки акумулятивних форм техногенного рельефу - породних вiдвалiв, складених iз геологiчних по-рiд рiзного генезису, та спричинило деградащю рослинного вкриття i Грунтового покриву [1-3]. Припинення у 1968 р. шахтного добування бурого вуплля внаслiдок нерентабельной зумовило потребу проведения заходiв iз фтомель орацii та рекультивацii порушених земель. Однак породнi вiдвали вупльних шахт Коломийського родовища не рекультивувались, а вiдновления продуктив-ностi порушених територш - формування Грунтового покриву та рослинного вкриття ввдбувалось внаслвдок природних процесiв.
Розроблення заходiв iз вiдновления продуктивностi посттехногенних територш мае Грунтуватися на рiзнопланових дослщженнях, зокрема i на детальному вивченш природних довготривалих ироцесш формування Грунтового покриву та аналiзi змiн фiзико-хiмiчних властивостей рiзних генетичних горизонтов Грунту.
Об'екти та методика дослщжень. Дослвдження природного процесу Грунтотворення на посттехногенних територ1ях пiдземного добування бурого вуплля проведено на схилах породних вiдвалiв шахт " Заводська" та " Ковалшсь-ка" Коломийського вугiльного родовища.
Вивчення морфолопчно! будови та властивостей Грунту схилiв породних вiдвалiв шахт проведено методом закладання монолтв [4]. Вiдбiр зразкiв з метою визначення фiзико-механiчних властивостей Грунту здшснено з верхнього п'ятисантиметрового шару. Фiзико-хiмiчнi властивостi Грунтового покриву схилiв породних вiдвалiв i Грунтового покриву непорушених територiй визначе-но в лабораторп експрес-аналiзу Грунтiв кафедри ландшафтно! архiтектури, садово-паркового господарства та урбоекологи Нацiонального лiсотехнiчного унiверситету Укра!ни за апробованими методиками [5-7].
Результата дослщжень. Формування рослинностi та природний процес Грунтоутворення впродовж 50 рокш на породних вiдвалах шахт "Заводська" та " Ковалшська" Коломийського буровугiльного родовища сприяли розвитку ем-брюземiв, в яких вiдбуваeться помiтне структурування верхшх шарiв i означен-ня Грунтових генетичних горизонтiв. У ембрiоземiв породних ввдвалш вже чiтко дiагностуeться гумусово-елювiальний горизонт, який насичений корiнням трав'яних i деревних рослин (рис. 1).
На вщвалах вугiльного родовища процесом Грунтоутворення охоплений шар потужнiстю до 25-50 см, який диференцдаеться залежно вiд структури рос-линного вкриття. У гумусово-елювiальному генетичному горизонтi, у мкцях акумуляцл органiчного матерiалу, виявлено помiтнi прошарки темно-сiрого кольору. Потужшсть Грунтового профiлю дернового ембрiозему у мкцях формування трав'яно! рослинност на схилах вiдвалiв становить до 25 см, а в шд-шжжях вiдвалiв, де поступово формуеться лiсове середовище з рiзних видш дерев i кущiв, потужшсть ембрюзему становить до 45 см (див. рис. 1).
б) Хрунтовий профшь гумусово-акумулятивного ембрюзему Рис. 1. Морфологiчна будова ембрiоземiв вiдвалiв шахт Коломийського буровугтьного родовища
Формування складшшого за структурою рослинного вкриття на схилах вугшьних вiдвалiв призводить до поступового наближення показникiв фiзико-механiчних властивостей ембрiоземiв до аналопчних показникiв природно сформованих зональних Грунтш. Так, показники густини верхнього шару ембрь оземш на вiдвалах Коломийського вугшьного родовища в мiсцях формування трав'яного вкриття становить 1,04-1,09 г см-3, у мiсцях формування лiсового се-редовища - 1,15-1,24 г см-3, а в Грунтовому покривi непорушено! лково! терито-рií - 1,26-1,28 г-см-3 (табл. 1).
Табл. 1. Фiзико-механiчнi властивостi верхнього шару Грунту вiдвалiв шахт Коломийського буровугЫьного родовища
Рослинне вкриття Фiзико-механiчнi показники верхнього шару грунту посттехногенних територш
Густина грунту, ё1 г-см-3 Густина твердо'! фази грунту, й2, г-см-3 Польова вологють, Жф, % Загальна пористiсть, V, % Аерацiя, Уаер, %
Фiзико-механiчнi властивостi верхнього шару грунту вщвалу шахти "Заводська"
Трав'яне вкриття вщвалу 1,06±0'02 2 37±0,04 22,80±0'29 55,74±0'93 31,57±1>09
Трав'яне та деревне вкриття вщвалу 1,18±003 2,41±0,03 24,59±0'26 50,63±1'05 21,61±2'10
Фiзико-мехаmчm властивосп верхнього шару грунту вщвалу шахти "Ковалiвська"
Трав'яне вкриття вщвалу 1,08±0'01 2 37±0,02 21,69±063 54,33±0'71 30,92±0'26
Трав'яне та деревне вкриття вщвалу 1,20±0'04 2,40±0'02 24,84±0'94 50,22±1'05 21,48±1'71
Фiзико-механiчнi властивосп верхнього шару грунту непорушено'1 територп'
Трав'яне та деревне вкриття непорушено'1 територп' 1 27±0,01 2,49±0,03 25,18±0'05 48,99±0'21 17,03±0'10
У дернових ембрюземах породних вщв^в густина верхнього шару на 14,2-18,1 %, а в гумусовиих ембрюземах на 2,4-9,5 % менша, тж густина верхнього шару зонального грунту непорушених територiй (рис. 2).
^ 1,3 £
Е1Д5 £ 1Д Й 1,05 § 1
Й 0,95
^ дерновий ембрюзем гумусовий ембрюзем зональний Грунт
Рис. 2. Густина верхнього шару зональных Грунт1в i ембрюзем1в в1двал1в шахт Коломийського буровугтьного родовища Аналопчна тенденцк характерна i для показниюв густини твердо'' фази грунту - у верхньому шарi непорушено' територп - 2,46-2,52 гсм-3, у гумусових емрiоземах - 2,38-2,44 г см-3, у дернових ембрюземах - 2,33-2,41 г см-3 (див. табл. 1). Показники загально'' пористосп ембрiоземiв схилiв вiдвалiв Коломийського буровугiльного родовища е дещо вищими порiвняно з показниками по-ристостi зональних грунтiв непорушених територш. Аналогiчнi тенденцií характеры i для показникiв аерацп верхнього шару грунтового покриву вiдвалiв (див. табл. 1).
Загальна пористiсть ембрiоземiв iз ускладненням просторово'' структури рослинного вкриття схктв породних вiдвалiв поступово зменшуеться. Так, по-ристiсть верхнього шару ембрюзему, сформованого пiд трав'яним вкриттям, на 8,2-10,1 % вища, порiвняно з пористютю ембрiозему, сформованого пiд люовою рослиннiстю. Бiльш складна просторова структура рослинного вкриття схитв
породних вiдвалiв призводить також i до збшьшення польово!' вологостi верхнiх шаргв ембрюзему, що позитивно впливае на ркт наземно!' частини та коренево!' системи трав'яних i деревних рослин (див. табл. 1). Дослщження посттехноген-них територш, порушених розробленням покладгв бурого вуплля, показали, що трансформацií в будовi Грунтового профiлю, структурi, складеност та мехашч-ному складi генетичних горизонтiв Грунтового покриву, зумовлюються насам-перед природною сукцесiею рослинного вкриття (табл. 2).
Табл. 2. Трансформацп в едафотопах посттехногенних територш розроблення
покладiв бурого вугтля
Чинник тран-сформадiй Змiна в компонентах едафотопу
Природна сукцесiя рослинноста - формування органоакумулятивних, дернових i гумусово-акумулятивних ембрiоземiв; - структурування верхшх шарiв i означення грунтових генетичних гори-зонтiв; - збшьшення потужност грунтового профiлю - вщ 25 см у дерновому до 45 см у гумусово-акумулятивному ембрюземах; - збшьшення потужност гумусово-елювiального генетичного горизонту - ввд 6 см у дерновому до 13 см у гумусово-акумулятивному ембрь оземах; - наближення показниюв фiзико-механiчних властивостей ембрiоземiв до аналогiчних показникiв природних зональних грунтав (зокрема, гус-тини, густини твердо! фази, загально! пористостi та аераци верхнiх ша-рiв ембрiоземiв); - покращення фiзико-механiчних властивостей ембрiоземiв пiд бiльш складними за структурою фггоценозами; - пiдвищення продуктивностi ембрiоземiв внаслiдок формування склад-нiших за структурою рослинних угруповань.
Ерозiйнi процеси - знесення верхнього шару ембрiоземiв у шдшжжя вiдвалiв; - збiльшення потужностi гумусово-елювiального горизонту в мшропони-женнях рельефу; - шдвищення продуктивностi грунтового покриву в шдшжжях вiдвалiв.
Довготривале природне формування складних за структурою ф™цено-зiв i процес Грунтоутворення на посттехногенних територ1ях розроблення пок-ладгв бурого вугiлля, зокрема на порушених територгях Коломийського бурову-гiльного родовища, зумовлюють поступове збiльшення потужностi Грунтового профшю, означення Грунтових генетичних горизонтов, наближення показникгв фiзико-механiчних властивостей верхшх шарiв Грунтового покриву до показни-кiв природних зональних Грунтiв, а також поступове ввдновлення продуктивной порушених територiй.
Висновки. Планування та розроблення заходiв iз вiдновлення продук-тивностi посттехногенних територiй потрiбно базувати також i на дослiдженнях процесгв природного формування Грунтового покриву.
Довготривалий процес самозаростання рослиннiстю породних вщвалгв шахт Коломийського буровугiльного родовища та формування на схилах вщва-лiв складних за структурою фiтоценозiв сприяв утворенню органоакумулятив-них, дернових i гумусово-акумулятивних ембрiоземiв, структурування верхнiх шаргв i означення Грунтових генетичних горизонлв.
Наявшсть рослинного вкриття та природш процеси грунтоутворення зу-мовлюють поступове вiдновлення продуктивной грунтового покриву посттех-ногенних територш - збiльшення потужностi грунтового профшю (вiд 25 см у дерновому до 45 см у гумусово-акумулятивному ембрюземах), збiльшення по-тужностi гумусово-елювiaльного генетичного горизонту (вiд 6 см у дерновому до 13 см у гумусово-акумулятивному ембрюземах), наближення фiзико-мехa-нiчних показниюв верхнiх шaрiв грунтового покриву до показниюв природних зональних грунтiв (густина верхнього шару - 1,04-1,24 г см-3, у зональних грунтах - 1,26-1,26 г-см-3; загальна пористiсть - 50,22-55,74 %, у зональних грунтах - 48,78-49,20 %).
Формування склaднiших за просторовою структурою рослинних угрупо-вань на посттехногенних територ1ях призводить до покращення фiзико-мехa-шчних властивостей сформованих ембрiоземiв (зменшення густини та густини твердо!' фази, збшьшення польово! вологостi та загально! пористост грунтового покриву) i збшьшення потужност гумусово-елювiaльного генетичного горизонту. Ерозшш процеси призводять до знесення верхнього шару ембрiоземiв з вер-хш'1в схилiв у пiднiжжя та мжропониження рельефу, що призводить до збшьшення потужност гумусово-елювiaльного горизонту та шдвищення його про-дуктивностi у шдшжжях вiдвaлiв.
Вiдносно багате видове фiторiзномaнiття, формування складних за просторовою структурою та вщносно спйких фiтоценозiв, збiльшення потужностi грунтового профшю, означення грунтових генетичних горизонтов i наближення властивостей сформованих ембрiоземiв до природних зональних грунпв, свщ-чать про можливкть довготривалого, поступового процесу природного вщнов-лення посттехногенних територш Коломийського буровугшьного родовища.
Лiтература
1. Геник Я.В. Склад та структура дендрофлори породних вщвалш шат Коломийського ву-гшьного родовища / Я.В. Геник, В.Я. Заячук // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Украши. - 2013. - Вип. 23.8. - С. 9-18.
2. Як на Гуцульщиш добували вугшля. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://explorer. lviv.ua.
3. Геник Я.В. Основы причини утворень техногенно порушена екосистем та i'x негативнi наслiдки / Я.В. Геник // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Л^в : РВВ НЛТУ Украши. - 2013. - Вип. 23.11. - С. 9-14.
4. Дида А.П. Польовi дослщження Грунтш / А.П. Дида, Я.В. Геник. - Львш : Вид-во "Вщро-дження", 1997. - 54 с.
5. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В. Аринушкина. - М. : Изд-воМГУ, 1970. - 487 с.
6. Радов А.С. Практикум по агрохимии / А.С. Радов, И.В. Пустовой, А.В. Корольков / под ред. И.В. Пустового. - М. : Изд-во "Агропромиздат", 1985. - 312 с.
7. Александрова Л.И. Лабораторно-практические занятия по почвоведению / Л.И. Александрова., О. А. Найденова. - Л. : Изд-во "Агропромиздат", 1986. - 295 с.
Генык Я.В. Трансформации почвенного покрова на посттехногенных территориях Коломыйского буроугольного месторождения
Представлены результаты исследований естественного процесса почвообразования и формирования почвенного покрова склонов отвалов шахт Коломыйского буро-угольного месторождения. Приведено морфологическое строение дернового и гумусо-во-аккумулятивного эмбриоземов в местах формирования растительности. Проанализи-
рованы изменения физико-механических показателей верхнего слоя почвенного покрова посттехногенных территорий в зависимости от видового состава и пространственной структуры сформированных фитоценозов. Охарактеризованы трансформационные процессы в эдафотопах посттехногенных территорий разработки залежей бурого угля вследствие естественной сукцессии растительности.
Ключевые слова: посттехногенные территории, почвенный покров, физико-механические свойства почвы, трансформационные процессы в эдафотопах, Коломыйское буроугольное месторождение.
Henyk Ya. V. Transformations of Soil Cover on Post-technogenic Terrains of Kolomiya Lignite Deposit
Some results of research of the natural process of soil creation and forming the soil cover on slopes of spoil banks on the mines of Kolomiya lignite deposit are presented. Morphologic structure of sod and humus-accumulative young soil on the places of forming the plant covers is provided. Changes in physical and mechanical properties of the upper layer of the soil cover of post-technogenic terrains depending on species composition and aerial structure of formed phytocoenoses are analyzed. Transformation processes in the soil of post-technige-nic terrains on processing of lignite deposits in the result of natural succession of plants are characterized.
Keywords: post-technogenic terrains, soil cover, physical and mechanical properties of soil, transformation processes in soil, Kolomiya lignite deposit.
УДК 574.6:477.63/64 Проф. М.С. Мальований1, д-р техн. наук;
перший проректор, проф. В.В. Никифоров2, д-р бюл. наук; доц. О.В. Харламова2, канд. техн. наук; викл. О.Д. Синельтков3
рацюнальна технология утил1зацн синьо-зелених
водоростей
Проведено аншш перспективной використання щанобактерш для отримання енергоноспв - щщдш i бюгазу. Дослщжено ефектившсть застосування стадil попе-реднього оброблення бюмаси у кавггацшному пол^ Встановлено, що шд впливом кавь тащ! досягаеться здатшсть до ефективного роздiлення фаз: бюмаса та освiтлена вода. Кавiтацiйне оброблення також дае змогу бiльш шж у 3 рази збiльшити кшьюсть екстра-гованих iз бiомаси водоростей щщдш i на 30 % збшьшити частку синтезованого бюга-зу. Розроблено ращональну схему збирання приповерхневого шару води, насиченого цiанобактерiями та його попереднього кавiтацiйного оброблення. Встановлено елемен-тний склад вщпрацьовано'! бюмаси, який дае змогу використовувати й'як добриво.
Ключовi слова: щанобактерп, синьо-зелеш водоростi, кавiтацiя, бiогаз, лiпiди, бь омаса.
Постановка проблеми дослщження. Для забезпечення роботоздатностi побудованих на рiвнинних територшх пдроелектростанцш на Днiпрi (а до такого розмщення вiдносять практично ва пдроелектростанцц Днiпра, окр1м Днш-рогесу, який побудовано iз використанням перепаду висот у природному каньйош) створено каскад водосховищ, що призвело до радикально'' змiни водного режиму рiчки та рiзкого попршення якостi днiпровськоí води. Такi наслвд-
1 НУ "Львгвськаполггехнка";
2 Кременчуцький НУ iM. Михаила Остроградського;
3 Льв1вський ДУбезпеки життед1яльност1
