Биологическая рекультивация и ремедиация техногенно нарушенных земель
Биологическая рекультивация и ремедиация техногенно
нарушенных земель
Чекасина Е.В., Егоров И.В.
В России, из хозяйственного оборота ежегодно выпадает
тысячи и тысячи гектар плодородной земли. Виной тому – отходы после сжигания
углей в топках ТЭЦ и ГРЭС, шламоотвалы и хвостохранилища предприятий
горнорудной и угольной промышленности, черной и цветной металлургии. В
перспективе, проблема может усугубиться переходом выработки электроэнергии с
газа на уголь с высокой зольностью. Как это не прискорбно, но большая часть
площадей интенсивнее всего отчуждается в центре и на юге европейской части, а
также на юге Западной Сибири. То есть там, где природой созданы наиболее
благоприятные условия для сельскохозяйственного производства и проживания
человека. Ухудшение экологических условий имеет особенно глубокий резонанс
из-за высокой плотности населения. К сожалению, видимого прогресса по решению
проблем рекультивации и ремедиации нарушенных земель за последние годы
наблюдать не приходится. К тому же, все эти техногенные и антропогенные
нарушения изменяют санитарное состояние в месте их образования. Ухудшают
условия жизнеобитания людей, подчас вызывая аллергии или респираторные
заболевания.
Так, зола после сжигания каменных углей в топках ГРЭС
и ТЭЦ, представляет собой бесструктурную, однородную тёмно-серую, рассыпчатую,
сильно пылящую массу, Она является причиной пыльных бурь в районах размещения
зольников. Плотность твёрдой фазы золы 1,80 г/см3, объёмная масса 0,68 г/см3.
По химическому составу – это сложное вещество, содержащее оксиды кремния,
алюминия, железа, тяжелые металлы. Было установлено, что почвенная микрофлора в
субстратах загрязнителях насчитывает, не более нескольких тысяч КОЕ на 100
граммов субстрата. Данные микробиологического анализа также показывают, что
почвенная микрофлора золоотвала представлена аммонифицирующими,
денитрофицирующими, масляно-кислыми бактериями. В образцах обнаружено малое
количество олигонитрофильных нитрифицирующих, а также бактерий, разлагающих
клетчатку, грибов и актиномицетов. Содержание подвижного калия (К2О) –7,0 мг на
100 г субстрата, нитратного азота менее 1,7 мг на 100 г субстрата, рНсол 9,3.
Самозаростание отвалов идет крайне медленно. Это связано с небольшим
содержанием азота в субстрате и неустойчивостью водного режима. Поэтому,
применительно к каждому субстрату загрязнителю была разработана композиция
биопрепаратов на основе бактерий - диазотрофов фосфат растворяющих бактерий Azotobacter
chroococcum, Bacillus mucilaginosus, а также консорциумов микроорганизмов,
продуцирующих фитогормоны и регуляторы роста. Такой способ рекультивации
оказался очень эффективным. Его можно рассматривать как интродукцию комплекса
отселектированных почвенных микроорганизмов в субстрат, которые приживаются в
почвогрунте уже через 2-3 месяца.
Способ биологической рекультивации, разработанный и
запатентованный нами, в течение нескольких лет применялся на зольниках ТЭЦ в
Павлодарской области (Северный Казахстан), на хвостохранилищах и шламоотвалах
Качканарского горно-обогатительного комбината, угольных отвалах Приморского
края. Он включал: 1.Отбор проб субстрата для микробиологического и химического
анализа. 2. Составление технологической карты рекультивации (рекомендуемый
набор биопрепаратов и минеральных добавок, норма расхода и последовательность
их применения, способы высева семян и обработок биопрепаратами и т. д.). 3.
Обработка рекультивируемой площади биопрепаратами в соответствии с
технологической картой. 4. Обработка растений биопрепаратами. 5. Фенологические
наблюдения и почвенные анализы. 6.Оценка эффективности обработки. 7. Отбор
пробы растений для анализа на вынос вредных веществ и тяжелых металлов. Чтобы
воссоздать плодородие почв рекультивируемого грунта, вначале высевают травы,
которые не предъявляют высоких требований к почвенным условиям. По мере
восстановления плодородия на рекультивируемых землях возделываются более ценные
с/х культуры.
На рекультивируемую площадь вносились минеральные удобрения
(нитроаммофос), а непосредственно перед посевом семян – активатор почвенной
микрофлоры. Предпосевную обработку, семян многолетних трав эндемиков (люцерна,
эспарцет, житняк, волосенец, донник белый и желтый, эспарцет), проводили
активатором прорастания семян, азотовитом, ризоком-плексом и бактофосфином.
Через месяц после появления всходов посевы обрабатывали активатором
фотосинтеза. Визуальная оценка рекультиви-руемой площадки на второй год
рекультивации выявила 80-85% зелёного покрова от проектного. Высота травостоя в
среднем составляла 50-70 см. Кроме того, появились дикорастущие травы, семена
которых были занесены ветром. Определён их ботанический состав – это полынь
горькая, вейник, пырей ползучий, бескильница, кохия и др. С помощью трав происходит
также очищение рекультивируемого грунта от тяжелых металлов, которые через
корневую систему попадают в листья и стебли. После скашивания трава сжигается в
герметичных печах, а из золы выделяются металлы. Данные выноса тяжелых металлов
представлены в таблице.
Вынос растениями тяжелых металлов из рекультивируемого
грунта
1-й год рекультивации
|
Элементы
Похожие работы на - Биологическая рекультивация и ремедиация техногенно нарушенных земель
|