Предотвращение разрушения почв при добыче полезных ископаемых
При строительстве шахт происходит отчуждение земель и образование новых (техногенных) форм рельефа. Отвалы образуются и при работе горно-обогатительных фабрик. В качестве опосредованных воздействий при горных разработках могут быть следующие: снижение уровня грунтовых вод вследствие выборки пород и образования карьеров; изменение гидрохимического состава природных вод; выпадение пыли; усиление целого ряда эрозионных процессов; изменение водно-солевого режима почв; смена видового состава растительности. Вредоносность образования отвалов особенно велика при добыче сырья открытым способом. При этом серьезными негативными последствиями выступают запыление атмосферы, увеличение дренированности и, наоборот, повышение УГВ, появление оползней, обвалов, заиление рек и ручьёв. При подземной добыче полезных ископаемых существенное место принадлежит просадкам, провалам, значительным нарушениям гидрологического режима (снижение УГВ, иссушение поверхностных толщ почвогрунтов). Источником пыли служат терриконы с выработанной породой. В Украине этот вид нарушений наиболее распространен в промышленных регионах (Донбасс, Криворожье). В Крыму нарушение почв нередко наблюдается при добыче строительных материалов (рис. 7).
Рис. 7. Разрушение почвенного покрова при добыче строительного камня - ракушечника (Сакский район АРК, 2006 г. Фото автора)
Нарушенными считаются земли, которые утратили свою хозяйственную ценность или являются источником отрицательного влияния на окружающую среду в связи с изменением ПП, гидрологического режима и образованием техногенного рельефа в результате хозяйственной деятельности человека. Такие земли подлежат рекультивации. Рекультивация – это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных земель, а также улучшение условий окружающей среды (Справочник по…, 1983, с. 83). К рекультивации относят также землевание, представляющее собой комплекс работ по снятию, транспортировке и нанесению плодородного слоя почв и потенциально плодородных пород на малопродуктивные угодья с целью их улучшения. В Полесье рекультивации подлежат территории после выработки торфяников. До начала работ по рекультивации земель необходимо изучить новую СПП с учетом наличия нарушенных, насыпных и других почвогрунтов, глубины котлованов и прочих техногенных объектов, степени трансформированности территории. Ведущая роль в проектировании работ по рекультивации принадлежит проектным институтам по землеустройству. Проекты рекультивации разрабатываются в соответствии с целевым использованием нарушенных земель по нескольким направлениям – под сельскохозяйственные угодья, лесонасаждения, рекреационное, санитарно-гигиеническое, строительное, водохозяйственное, рыбоводческое и др. Каждое из этих направлений требует применения специфических приёмов. Классификация нарушенных земель и целесообразные направления их рекультивации изложены в соответствующих ГОСТ-ах (ГОСТ 17.5.1.02-78; ГОСТ 17.6.1.03-78). Экологические проблемы, связанные с рекультивацией нарушенных земель, касаются не только количества, но и качества субстратов – наполнителей. Необходимо предварительное определение степени их пригодности в качестве почвообразующих пород, выявление лимитирующих свойств и токсичности. Оценка пригодности огромных мусорных скоплений для заполнения пустот нарушенных земель ещё нуждается в проведении детальных экологических исследований. Рекультивация земель для сельского хозяйства нередко требует нанесения плодородного слоя мощностью до 1 м, регулирования водного и питательного режимов, правильного подбора культур. Нанесение почвенного слоя не потребуется, если верхние слои горных пород представлены безвредными для растений субстратами (табл.9, породы 1-ой категории ). В зависимости от свойств пород − при наличии вредных компонентов (определённых минералов, солей), проявлении сильной кислотности или щёлочности, отсутствии водопрочной структуры, образовании с поверхности твёрдой корки, другие отклонения качества в худшую сторону − всё это ограничивает возможности рекультивации, повышает её трудоёмкость и экономические затраты. Рекультивацию земель проводят в два этапа: технический и биологический (Экологические основы…, 1985). Но прежде всего, ещё до начала разработок производят снятие, складирование и сохранение плодородного слоя и потенциально плодородных пород. Таблица 9 Признаки пригодности почвообразующих пород в сельском хозяйстве (Н.И. Горбунов, Н.Е. Бекаревич, З.Н. Михайлов, с изменениями автора)
Категории пород (степень пригодности) Балл Минералы Соли, % рН воодной Подвижность Аl мг-экв/ 100г почвы Обменный Na % от ЕКО Содержание частиц <0,01мм,, % Гумус, % Водопрочная структура Твердость корки, кг/см2 I.Вполне пригодные (очень хорошие) 100 Смесь гидрослюд, монтмориллонита, вермикулита, хлорита, каолинита, кварца, смешаннослойных минералов 0,0-0,1
На первом этапе восстанавливают прежние формы рельефа (насколько это возможно), выполняют планировочные работы, покрывают рекультивируемые поверхности плодородным слоем, строят дороги и гидротехнические сооружения. На втором этапе выполняют комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на создание (восстановление) плодородия почв. До внедрения систем земледелия на восстанавливаемых землях выращивают многолетние травы 2-4 года с последующей запашкой фитомассы, с целью обогащения почвы органическим веществом. Под облесение отводятся менее удобные, не столь мощные и плодородные технозёмы и подбираются растения не требовательные к эдафическим условиям. При создании лесных насаждений на этих землях в Украине используются в основном такие древесные породы как береза пушистая и бородавчатая (в северных районах страны) сосна обыкновенная, вяз, дуб, черная ольха, белая акация лох, облепиха. Для добычи строительных материалов в Крыму используются преимущественно дерновые карбонатные маломощные каменисто-щебнистые почвы в комплексе с выходами на поверхность плотных известняков, то есть, земли для добывающей промышленности выделяются преимущественно низкопродуктивные, малопригодные для ведения земледелия, но большей частью пригодные для пастбищ. Потенциальное плодородие таких почв преимущественно (82% случаев) не превышает 20 баллов. Эти почвы характеризуются малой мощностью гумусового горизонта (менее 15 см, реже – до 20 см), карбонатностью с поверхности, скелетностью (от слабой до сильной), не большим содержанием гумуса (менее 3-х %). Более плодородные виды почв этого типа используются в земледелии. Доля дерновых карбонатных почв в ПП Крыма составляет около 10 %. В процессе добычи полезных ископаемых и выемки труб ПП подвергается деструкции, перемещению в пространстве, гумусированная часть его перемешивается с вскрышными и почвообразующими породами и необратимо теряется. Образующиеся при выемке строительного сырья карьеры, глубиною более 3 м и длиною несколько сот метров, требуют при рекультивации огромной массы заполнителей, которых, как правило, поблизости нет. Засыпка карьеров остатками породы не позволяют выполнить рекультивацию нарушенных земель в предписанном порядке и восстановить хотя бы близкий к исходному состоянию рельеф и почвенный покров. Утрата большей части гумусированного слоя не позволяет сформировать плодородный горизонт даже в случае полной засыпки карьера. Итак, интенсивное использование земельных участков для добычи полезных ископаемых влечёт за собой разрушение поверхностного слоя почвы, формирование горных выработок и отвалов вскрышных пород, нарушение гидрологического режима ландшафтов, разрушение целостности природной экологической системы. В деле охраны и рекультивации нарушенных территорий могут быть полезными представления о природно-техногенных ландшафтах (Л.В. Моторина, 1985), сущность которых заключается в единстве структурно-функциональной организации рекультивируемых и сохранившихся территорий. Экологическое значение последних заключается в том, что они могут служить источником семян, участвовать в перераспределении загрязняющих веществ. В современный период происходит становление концепции ландшафтно-экологического подхода к рекультивации земель, как общей проблеме оптимизации ландшафта. Появились такие новые разделы науки, как «промышленная ботаника», «индустриальная биогеоценология», «горная экология». Восстановление нормального функционирования ПП является основой и критерием завершенности рекультивации при механических нарушениях.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Предотвращение разрушения почв при добыче полезных ископаемых» з дисципліни «Моніторинг і охорона грунтів»
