Введение
С каждым годом во всем мире все большую опасность для природной среды приобретает промышленная деятельность человека, проявляющаяся главным образом в местах добычи полезных ископаемых, строительных материалов и торфа, а также в местах их обогащения и переработки.
Значительный экологический ущерб окружающей среде наносят так называемые несанкционированные свалки городских отходов. Неудовлетворительное положение сложилось с организацией обезвреживания и захоронения отходов и на полигонах.
Значительный ущерб природной среде наносят карьеры по добыче минерального грунта и нерудных материалов. Общая их площадь составляет около 180 тыс. га. Большая часть нарушенных земель приходится на предприятия цветной металлургии, сельского хозяйства, торфяной, нефтедобывающей и угольной промышленности.
Из-за несвоевременного проведения рекультивации нарушенных земель снимаемый плодородный слой почвы используется не полностью, объемы его складирования увеличиваются. Так, уже заскладировано 143922,7 тыс. м3 плодородного слоя почвы.
Нарушенные земли в результате промышленной деятельности человека должны восстанавливаться своевременно и с надлежащим качеством. Восстанавливают нарушенные земли, проводя рекультивацию в несколько этапов. При этом выделяют мероприятия по восстановлению плодородия или улучшению качества верхнего слоя почвы, устранению вредного воздействия токсичных пород и отходов на окружающую среду, обеспечению требуемых режима и состава поверхностных и подземных вод, а также по обеспечению инженерной защиты объектов рекультивации от эрозии, подтопления, затопления, засоления и т д.
Проведение восстановительных работ способствует более быстрой интеграции нарушенных земель в природную среду.
Рекультивация земель — это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности земель, а также на улучшение условий окружающей среды.
Нарушенными считают земли, утратившие первоначальную природно-хозяйственную ценность и, как правило, являющиесяисточником отрицательного воздействия на окружающую среду.
Нарушают земли при выполнении открытых и подземных горных работ, складировании промышленных, строительных и коммунально-бытовых отходов, строительстве линейных сооружений, а также при проведении геологоразведочных, изыскательских, строительных и других работ. При этом, как правило, нарушается почвенный покров, изменяются гидрогеологический и гидрологический режимы, образуется техногенный рельеф, а также происходят другие качественные изменения, ухудшающие экологическую обстановку в целом.
1. Природно-климатические условия
1.1 Расположение рекультивируемой территории
Объект рекультивации отвал расположен в Белогорском районе рядом с селом Павловка. Рассматриваемый участок представляет собой заброшенное поле с отвалом в виде свалки бытовых отходов.
1.2 Климат
Климат данного района резко континентальный с признаками муссонности в летнее время. Средняя t˚ самого теплого месяца – июля 21,2˚C;средняя t˚самого холодного месяца – января – 26,5˚C;годовое количество осадков 60 – 70%, или 420-800 мм.
Продолжительность безморозного периода – 144 дней, период с температурой воздуха выше 0˚С – 196 дней, выше 5˚С – 169 дней. Годовой приход суммы солнечной радиации 117 ккал ∕ см. Абсолютный mint˚ воздуха - 49˚С, max -39˚C.
Летом преобладают ветры южного, юго-западного, западного и севера – западного направления. Скорость ветра в теплый период в среднем за сутки 3 м ∕ с в защищенных местах, 5 м ∕ с на открытых и возвышенных местах.
Устойчивый снежный покров образуется в начале ноября. К концу зимы покров образуется высота его достигает в среднем 17 см , а наибольший запас воды в снеге составляет 42 см.
Весна. Температура в первой декаде составляет +1,3, -2˚С. Вторая декада теплее на 2-3˚С, средняя температура составляет 3,5-5˚С тепла. Переход среднесуточной температуры воздуха через 0˚С к положительным значениям осуществляется 6-8 апреля. А переход через +5˚С 20-21 апреля.
В течение третьей декады апреля удерживается преимущественно теплая сухая и ветреная погода. Среднедекадная температура воздуха составляет 6,5-8,5˚С тепла, максимальные температуры достигают 15-20˚С. Минимальные температуры воздуха преимущественно отрицательные 2-7˚С мороза. В мае преобладает теплая ветреная с частыми дождями погода.
Достаточное количество тепла и влаги благоприятно сказывается на прорастании семян и появлении всходов зерновых культур. Последние заморозки в воздухе наблюдаются 12-15 апреля.
Лето.Среднесуточные температуры в отдельные дни от 3 до 9°С. В целом средняя температура воздуха за период составляет 19-20,5°С, в связи с преобладанием теплой погоды обеспеченность теплом летнего периода достаточное.
Сумма положительных температур за период с температурами +15˚C составляет -1640-1790˚.Сумма осадков за летний период составляет 190-300мм, 50-80% нормы. В летний период в отдельные дни наблюдаются сильные дожди с суточным количеством 34мм. Продолжительность летнего периода составляет 87- 100 дней. В первой декаде июня сохраняется теплая погода. Среднедекадная температура воздуха составляет 16 -18˚С. Относительная влажность воздуха в пределах 65-69%.Средний дефицит влажности 7-9 мб. За декаду насчитывается 80-100 часов солнечного сияния.
В третьей декаде июня, как и в двух предыдущих, сохраняется теплая погода. Средняя температура воздуха составляет 18-21˚С,а преобладающие ночные температуры 10-15˚С.
Относительная влажность 75-80%, днем 40-50%. Средний дефицит влажности 5-8 Мб. Июль жаркий и засушливый, max температура 32-34˚С .
Август неустойчивый температурным режимом. В начале и в конце первой декады августа среднесуточные температуры воздуха составляли 16-21˚С , в целом среднедекадная температура воздуха составляет 20-21˚С.Относительная влажность воздуха 64-77%, дефицит влажности 8-13мб.
Осень. Влажность воздуха 50%,в начале ноября среднесуточная t˚ становится ниже 0˚.Среднемесячная температура воздуха 11-12˚С, осадки выпадают в каждой декаде. В первой декаде выпадает 20-50% нормы. Среднедекадная температура воздуха сентября составляет 15-16°С. Первые заморозки в воздухе 27-29 сентября.
Среднемесячная температура воздуха в октябре составляет 2-4°С тепла, сумма осадков за месяц составляет 15-19 мм - это 65-76% нормы.
Зима. Зимой выпадает очень мало осадков и мощность снежного покрова не превышает 20-30см, это приводит к промерзанию почв и грунтов, до 2,5-3м.Продолжительность периода с отрицательными температурами составляет 172-175 дней, Сумма осадков за период составляет 25-50мм, что 60-80% нормы. Снежный покров устанавливается9-11. XI . Продолжительность периода со снежным покровом составляет 120-150 дней.
1.3 Породы вскрыши и их пригодность для биологическойрекультивации
Главнейшие факторы почвенно-грунтовой среды, ограничивающие возможность биологического освоения нарушенных земель - это показатели кислотности, механического состава, содержание питательных веществ.
Оценивая пригодность пород для биологической рекультивации по одноименным показателям, можно видеть, что даже в пределах одного участка нарушенной территории количественные характеристики пород существенно различаются, категории их пригодности неодинаковы.
Порядок формирования потенциально плодородною корнеобитаемого слоя при рекультивации поверхностей выработанных карьеров и отсыпанных отвалов зависит от токсичности слагающихих пород. Если породы фитотоксичные и содержат более 20 % токсичных грунтов, то на них нельзя непосредственно наноситьслой почвы. Так, при покрытии гумусированным слоем почвысульфидсодержащих пород в почвенном слое увеличивается содержание подвижных форм железа и особенно алюминия, обменного водорода и понижается содержание обменных катионом. Поступающие с капиллярной влагой растворы серной кислоты вызываютразрушение минеральной части почвы, что способствует появлению дополнительныхколичеств подвижных форм алюминия и кремнекислоты, резкому понижению рН. Захоронение сульфидсодержащих пород даже на глубину 1 м не спасает растения от их неблагоприятного воздействия и значительно понижает урожай по сравнениюзональными почвами. Токсичность сульфидсодержашнх пород может быть уменьшена при проведении химической мелиорации, прежде всего известкованием с внесением высоких доз извести (неменее 7...10кг/м2 при глубине мелиорируемого слоя 0.5…0,7 м) После проведения химической мелиорации породы покрывают нетоксичной почвообразующей породой, а поверх нее наносят плодородный слой. При содержании токсичных грунтов менее 20 % химическую мелиорацию не проводят.
В связи с этим при разработке проекта следует придерживаться схемы классификации пород вскрыши и почв по их пригодности для биологической рекультивации. Эта схема положена в основу государственного стандарта по классификации пород - вскрыши. Более полные данные о свойствах пород могут быть получены с помощью ихминералогического анализа.
Классификация пород вскрыши и почв по их пригодности для биологической рекультивации:
1. Пригодные: плодородные, потенциально плодородные.
2. Малопригодные: по физическим свойствам, по химическим свойствам.
3. Непригодные: по физическим свойствам, по химическим свойствам.
В рассматриваемом случае малопригодные по химическим свойствам.Горные породы и почвы-кислые, среднезасоленные, солонцеватые почвы и породы мел и мергель рыхлые. Сухой остаток-1…2%,рн -5,5…9,подвижный AL- 3…15 мг∕ 100 г,Na -5…20% от емкости поглощения, фракция< 0,01 мм, 10…75%, гумуса нет. Способ использования для биологической рекультивации - необходимо известкование; проведение промывок; после мелиорации используют под лесопосадки после проведения необходимых мер по улучшению свойств пород.
1.4 Гидрологические условия