Помощь студентам в учебе
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РЕНАТУРИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННО-НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
|
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Обзор подходов к экологической реабилитации и оценка состояния нарушенных земель Белгородской области 6
1.1. Существующие подходы к реабилитации нарушенных земель 7
1.2. Перспективы развития технологий 12
1.3. Оценка состояния нарушенных земель Белгородской области 14
Глава 2. Характеристика объектов исследования в техногенно
нарушенных ландшафтах 16
2.1. Геологическая характеристика 16
2.2. Геоморфологическая характеристика 19
2.3. Ботаническая характеристика 24
2.4. Лимитирующие факторы естественного зарастания и
формирования устойчивых растительных сообществ 36
Глава 3. Результаты экспериментов по ренатурированию поверхности
техногенных отвалов 42
3.1. Результаты экспериментов по ренатурированию на меловых
отвалах 42
3.2. Результаты эксперимента по ренатурированию на отвалах
окисленных кварцитов ОАО «Лебединский ГОК» 54
3.3. Технология ренатурирования 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Глава 1. Обзор подходов к экологической реабилитации и оценка состояния нарушенных земель Белгородской области 6
1.1. Существующие подходы к реабилитации нарушенных земель 7
1.2. Перспективы развития технологий 12
1.3. Оценка состояния нарушенных земель Белгородской области 14
Глава 2. Характеристика объектов исследования в техногенно
нарушенных ландшафтах 16
2.1. Геологическая характеристика 16
2.2. Геоморфологическая характеристика 19
2.3. Ботаническая характеристика 24
2.4. Лимитирующие факторы естественного зарастания и
формирования устойчивых растительных сообществ 36
Глава 3. Результаты экспериментов по ренатурированию поверхности
техногенных отвалов 42
3.1. Результаты экспериментов по ренатурированию на меловых
отвалах 42
3.2. Результаты эксперимента по ренатурированию на отвалах
окисленных кварцитов ОАО «Лебединский ГОК» 54
3.3. Технология ренатурирования 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность исследования. В соответствии с постановлением правительства Российской Федерации №140 от 23 февраля 1994 года «О рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы» предусматривается рекультивация антропогенно- нарушенных земель после их интенсивного хозяйственного использования. На территории Белгородской области, по данным НИИ КМА (1992 г.) находилось 328 карьеров разработки общераспространенных полезных ископаемых. На данный момент, при учете постановления правительства Белгородской области от 23.01.2012 №24-пп «Об утверждении Стратегии развития промышленности строительных материалов и индустриального домостроения Белгородской области до 2020 года», можно предположить, что количество карьеров разработки ОПИ будет стремительно расти.
Разработка месторождений полезных ископаемых всегда связана с определенными экологическими рисками для окружающей среды. Помимо нарушения почвенного покрова и разрушения естественных природных экосистем, присутствует так же проблема размещения вскрышных пород и отходов переработки в отвалах.
По данной причине проблема рекультивации техногенно-нарушенных земель является актуальной задачей современной экологии и Белгородской области в частности.
Однако рекультивация отвалов и нарушенных земель редко проводится должным образом в соответствии с большими затратами на проведение необходимых мероприятий и, в лучшем случае, места разработки на несколько лет остаются непригодными для интенсивного биологического круговорота.
Целью данной выпускной квалификационной работы явился поиск эффективных и экономически целесообразных мер по ренатурированию техногенных нарушений.
Объекты исследования: экспериментальные площадки на месторождениях мело-мергельных пород в с. Безлюдовка и в с. Стрелецкое, отвальные геокомплексы ОАО «Лебединский ГОК».
Предмет исследования: поиск эффективных и экономически целесообразных мер для устранения техногенных нарушений с использованием естественных регенерационных процессов.
Цель исследования: выявить наиболее перспективные, эффективные и экономически пригодные меры экологической реабилитации карьерно-отвальных геокомплексов с использованием естественных регенерационных процессов.
Задачи исследования:
1) рассмотреть современные подходы к рекультивации нарушенных земель, с учётом отечественного и зарубежного опыта;
2) выявить характерные для Белгородской области проблемы распространения и экологической реабилитации нарушенных земель;
3) провести экспериментальные исследования по стимулированию зарастания и естественного почвообразования на техногенно нарушенных поверхностях;
4) разработать рекомендации по ускоренному воссозданию почвенно-растительного покрова на техногенно нарушенных поверхностях.
Материалами для данной выпускной квалификационной работы послужили литературные сведения, результаты экспериментов по использованию стимулирующих агентов на экспериментальных площадках в с. Стрелецкое, в с. Безлюдовка, на карьерно-отвальных геокомплексах ОАО «Лебединский ГОК», собственные исследования прошлых лет, космоснимки сервисов GoogleEarth и Яендекс.Карты.
Используемое ПО: ГИС GoogleEarth, SASPlanet, MapInfo.
Структура работы: в первой главе данной выпускной квалификационной работы рассмотрены различные подходы к рекультивации техногенных нарушений, технологических решений и рассмотрено состояние нарушенных земель Белгородской области. Во второй главе представлена характеристика объектов исследования в техногенно нарушенных ландшафтах. Третья глава раскрывает результаты экспериментов по ренатурированию поверхности техногенных отвалов.
Разработка месторождений полезных ископаемых всегда связана с определенными экологическими рисками для окружающей среды. Помимо нарушения почвенного покрова и разрушения естественных природных экосистем, присутствует так же проблема размещения вскрышных пород и отходов переработки в отвалах.
По данной причине проблема рекультивации техногенно-нарушенных земель является актуальной задачей современной экологии и Белгородской области в частности.
Однако рекультивация отвалов и нарушенных земель редко проводится должным образом в соответствии с большими затратами на проведение необходимых мероприятий и, в лучшем случае, места разработки на несколько лет остаются непригодными для интенсивного биологического круговорота.
Целью данной выпускной квалификационной работы явился поиск эффективных и экономически целесообразных мер по ренатурированию техногенных нарушений.
Объекты исследования: экспериментальные площадки на месторождениях мело-мергельных пород в с. Безлюдовка и в с. Стрелецкое, отвальные геокомплексы ОАО «Лебединский ГОК».
Предмет исследования: поиск эффективных и экономически целесообразных мер для устранения техногенных нарушений с использованием естественных регенерационных процессов.
Цель исследования: выявить наиболее перспективные, эффективные и экономически пригодные меры экологической реабилитации карьерно-отвальных геокомплексов с использованием естественных регенерационных процессов.
Задачи исследования:
1) рассмотреть современные подходы к рекультивации нарушенных земель, с учётом отечественного и зарубежного опыта;
2) выявить характерные для Белгородской области проблемы распространения и экологической реабилитации нарушенных земель;
3) провести экспериментальные исследования по стимулированию зарастания и естественного почвообразования на техногенно нарушенных поверхностях;
4) разработать рекомендации по ускоренному воссозданию почвенно-растительного покрова на техногенно нарушенных поверхностях.
Материалами для данной выпускной квалификационной работы послужили литературные сведения, результаты экспериментов по использованию стимулирующих агентов на экспериментальных площадках в с. Стрелецкое, в с. Безлюдовка, на карьерно-отвальных геокомплексах ОАО «Лебединский ГОК», собственные исследования прошлых лет, космоснимки сервисов GoogleEarth и Яендекс.Карты.
Используемое ПО: ГИС GoogleEarth, SASPlanet, MapInfo.
Структура работы: в первой главе данной выпускной квалификационной работы рассмотрены различные подходы к рекультивации техногенных нарушений, технологических решений и рассмотрено состояние нарушенных земель Белгородской области. Во второй главе представлена характеристика объектов исследования в техногенно нарушенных ландшафтах. Третья глава раскрывает результаты экспериментов по ренатурированию поверхности техногенных отвалов.
Использование различных субстратов позволяет снизить агрессивность рекультивируемой поверхности и провести соответствующую первичную подготовку к биологическому этапу рекультивации.
Использование растительности из фоновых сообществ позволит не только создать наиболее адаптированный к условиям среды фитоценоз, но и поддержать биоразнообразие региона.
Создание буферной зоны за счет использования субстратов позволит не только закрепиться растительным сообществам на первых стадиях сукцессии, но и послужит определенным запасом органических и минеральных веществ, которые являются жизненно необходимыми для новообразованного сообщества. В ходе проведённых нами экспериментов установлено, что процесс накопления органического вещества протекает довольно медлительно, если он происходит в агрессивных условиях среды.
Проведенные исследования различных субстратов и стимуляторов формирования фитоценоза так же показали, что использование жидких стимуляторов формирования фитоценоза и стимулирования почвенной активности не является приоритетным направлением ввиду краткосрочного периода действия. Нанесенный на поверхность жидкий стимулятор подвергается сильному выносу за пределы активной зоны корнеобитания и формирования дернового горизонта, использование мульчирующей подстилки мало способствует закреплению эффекта первичной стимуляции сукцессии.
Перед проведением биологического этапа ренатурации необходимо подготовить ренатурируемую породу к нанесению сено-семенной смеси, для этого требуется снизить действие негативных физико-химических факторов среды.
Ввиду вышеперечисленного, дальнейшим и приоритетным направлением развития ренатурационного подхода является использование различных твёрдых субстратов, наносимых на нарушенные поверхности, с определением наиболее подходящего под различные эдафические условия состава смеси. В качестве таких стимуляторов могут выступить осадок сточных вод, компост, отходы сахарного производства и другой перерабатывающей промышленности. При этом в составе ренатурационных смесей целесообразно использовать минеральный компонент (в лучшем случае - лёссовидные суглинки), который выполняет роль матрицы для гумусообразования и улучшает эдафические свойства неблагоприятных субстратов.
Тем не менее, учитывая первичный эффект от применения жидких стимуляторов, возможно их использование в качестве дополнительных стимуляторов сукцессий и почвообразования неоднократного применения, что позволит фитоценозам быстрее пройти начальные стадии накопления органического вещества. Однако это предположение требует дальнейшего экспериментального обоснования. Отметим также, что при использовании жидкого навозного стока для стимулирования зарастания и почвообразования возможно решение проблемы утилизации данного распространённого вида отхода животноводства.
Использование растительности из фоновых сообществ позволит не только создать наиболее адаптированный к условиям среды фитоценоз, но и поддержать биоразнообразие региона.
Создание буферной зоны за счет использования субстратов позволит не только закрепиться растительным сообществам на первых стадиях сукцессии, но и послужит определенным запасом органических и минеральных веществ, которые являются жизненно необходимыми для новообразованного сообщества. В ходе проведённых нами экспериментов установлено, что процесс накопления органического вещества протекает довольно медлительно, если он происходит в агрессивных условиях среды.
Проведенные исследования различных субстратов и стимуляторов формирования фитоценоза так же показали, что использование жидких стимуляторов формирования фитоценоза и стимулирования почвенной активности не является приоритетным направлением ввиду краткосрочного периода действия. Нанесенный на поверхность жидкий стимулятор подвергается сильному выносу за пределы активной зоны корнеобитания и формирования дернового горизонта, использование мульчирующей подстилки мало способствует закреплению эффекта первичной стимуляции сукцессии.
Перед проведением биологического этапа ренатурации необходимо подготовить ренатурируемую породу к нанесению сено-семенной смеси, для этого требуется снизить действие негативных физико-химических факторов среды.
Ввиду вышеперечисленного, дальнейшим и приоритетным направлением развития ренатурационного подхода является использование различных твёрдых субстратов, наносимых на нарушенные поверхности, с определением наиболее подходящего под различные эдафические условия состава смеси. В качестве таких стимуляторов могут выступить осадок сточных вод, компост, отходы сахарного производства и другой перерабатывающей промышленности. При этом в составе ренатурационных смесей целесообразно использовать минеральный компонент (в лучшем случае - лёссовидные суглинки), который выполняет роль матрицы для гумусообразования и улучшает эдафические свойства неблагоприятных субстратов.
Тем не менее, учитывая первичный эффект от применения жидких стимуляторов, возможно их использование в качестве дополнительных стимуляторов сукцессий и почвообразования неоднократного применения, что позволит фитоценозам быстрее пройти начальные стадии накопления органического вещества. Однако это предположение требует дальнейшего экспериментального обоснования. Отметим также, что при использовании жидкого навозного стока для стимулирования зарастания и почвообразования возможно решение проблемы утилизации данного распространённого вида отхода животноводства.