Рекультивация техногенно нарушенных земель южного Кузбасса с использованием нетрадиционных мелиорантов

• Автор: Водолеев, Анатолий Сергеевич
• Шифр специальности: 06.01.02, 03.00.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 362 с. : ил.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕКУЛЬТИВАЦИИ

НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

1.1 .Характеристика техногенных ландшафтов и нарушенных земель

1.2. Биологическая рекультивация за рубежом

1.3. История биологической рекультивации в России

1.4. Опыт проведения биологической рекультивации в Кузбассе

1.5. Обзор существующих технологий рекультивации техногенных

ландшафтов

1.6. Использование осадков сточных вод

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Характеристика промышленных отходов

2.1.1. Отходы железорудного обогащения Абагурской аглофабрики
2.1.2. Золошлаковые отходы Томь-Усинской ГРЭС
2.1.3. Шламовые отходы ЗСМК
2.2. Методы исследования
2.2.1. Методика закладки полевого опыта
2.2.2. Методы анализа почвенно-растительного материала
2.2.3. Методика оценки экологического риска населения в зоне нарушенных земель
2.2.4. Статистическая обработка данных
ГЛАВА 3. РЕКУЛЬТИВАЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД
3.1. Обезвреживание осадков сточных вод
3.2. Почвенно-экологическая эффективность использования осадков сточных вод
3.3. Шламохранилище ЗСМК
3.4. Хвостохранилище Абагурской аглофабрики
3.5. Золоотвалы Томь-Усинской ГРЭС
ГЛАВА 4. БИОМОНИТОРИНГ РЕКУЛЬТИВИРОВАННЫХ УЧАСТКОВ
НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
4 Л. Растения
4ЛЛ. Содержание тяжелых металлов и химический состав растений Л
4 Л .2. Характеристика травяного культурфитоценоза
4Л .3. Создание древесной компоненты культурфитоценоза
4.2. Животные
4.3. Почвенная микрофлора
4.4. Микроклиматические условия хвостохранилища Абагурской аглофабрики
4.5.3онально-климатические особенности и почвенно-рекультивационное
районирование нарушенных земель Южного Кузбасса
ГЛАВА 5. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД В РЕКУЛЬТИВАЦИОННЫХ ЦЕЛЯХ
5.1. Оценка экспозиции изучаемого объекта
5.2. Стоимость единицы риска для современных условий России
5.2.1. Элементы управления риском
5.2.2. Расчёт распространения токсикантов с техногенных зон
5.2.3. Оценка экологического воздействия изучаемых промышленных объектов
5.3. Экологическая эффективность рекультивационных мероприятий
5.4. Экономическая эффективность рекультивационных мероприятий
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность работы. В исследовании, инициированном ЮНЕП и проведённом Нидерландской исследовательской организацией (Международным справочным и информационным центром по проблемам земли) отмечается, что 11 % мировых земельных ресурсов относятся к нарушенным землям, 60 % из них - в плохом или очень плохом состоянии (Вылегжанина, 2001). По данным Росземкадастра (Государственный (национальный) доклад..., 2002) площадь нарушенных земель в нашей стране на 1 января 2001 года составила 1150,9 тыс. га. При этом вносятся глубокие изменения в природные ландшафты, часто в корне меняющие их структуру. Увеличение технической оснащенности сопровождается все более глубоким проникновением в земные недра, нарушением и полным изменением структуры поверхностной оболочки земной коры на глубину до 200 - 400 метров, а в перспективе до 500 - 700 метров. Влияние, оказываемое горнодобывающей промышленностью на природные ландшафты, столь велико, что это позволило В.И. Вернадскому (1989) сравнить деятельность человека с геологическими процессами. Воздействия горнодобывающей промышленности можно сравнить с «антропогенным орогенезом» и с «катастрофическими антропогенными», или правильнее сказать, «техногенными сукцессиями».
Проблема оптимизации окружающей среды всегда была и остаётся чрезвычайно важной, особенно для промышленных регионов нашей страны. Десятилетия экстенсивного развития промышленности в Кузбассе привели к глубокому экологическому кризису в области землепользования. Не менее 70 % почвенного покрова равнинной части области в той или иной степени нарушено, около 200 тыс. га разрушено. На 63531 га (данные 2004 г.) нарушенных земель практически полностью уничтожен плодородный слой почвы. Более 40 тыс. га земли занято под складирование отходов. Под угольные разрезы ежегодно отторгается около 1,5 тыс. га сельскохозяйственных угодий. Темпы рекультивации отстают от объемов нарушения земель. За все время эксплуатации Кузнецкого угольного бассейна рекультивировано менее 20 % нарушенных земель (Баранник, Счаст-

первые годы жизни, растут медленнее, чем на типичных почвах данной лесорастительной зоны.
На основании многолетних исследований и практического опыта по энергии роста на нарушенных землях лесные культуры слабого роста - ель обыкновенная, лиственница сибирская, ясень зеленый, жасмин душистый, магония падуболистная; среднего роста - вяз мелколистный, клены ясенелистный и остролистный, сосны обыкновенная и Банкса, яблони, груши, рябина обыкновенная, ива плакучая, черемуха обыкновенная, дуб черешчатый, терн, лещина, жимолость татарская, малина; интенсивного роста - робиния лжеакация, карагана древовидная, тополя, береза повислая, облепиха крушиновая, лох узколистный, ольха серая, ива белая, смородина золотая, бузина красная (Коропачинский, 1983). Выбор ассортимента культивируемых пород осуществляется в зависимости от механического состава грунтов и их увлажнения. Тополя и ивы рекомендуется выращивать при хорошем увлажнении. На бедных песках предпочтение следует отдавать соснам - обыкновенной и крымской, шелюге; на четвертичных суглинках - березе пониклой, бузине красной, вязу обыкновенному, груше обыкновенной, дубу черешчатому, жимолости татарской, клену ясенелистному, спирее калинолистной, сосне обыкновенной, яблоне лесной (Новосельцева, 1984).
На нарушенных землях лучше создавать смешанные насаждения: 60% главной породы; 20 - 30 % сопутствующих и 20 - 10 % кустарников.
По мнению авторов, посадка саженцев производится следующей весной после планировки земель, когда породы еще достаточно рыхлые и отсутствует травяная растительность, а также осенью, заканчивая ее за 15 - 20 дней до наступления устойчивых осенних заморозков (Щепотьев, 1975). При использовании сеянцев саженцев с закрытой корневой системой посадку можно проводить весь безморозный период.
Наилучшим посадочным материалом являются однолетние саженцы лиственных пород и двухлетние саженцы хвойных. Использование более старых саженцев нецелесообразно, так как у них более низкая приживае-