РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

 

План лекции

8.1. Химическое загрязнение геосистем и принципы рекультивации загрязненных земель.

8.2. Рекультивация земель, загрязненных тяжелыми металлами.

8.3.Рекультивация земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.

 

8.1. Химическое загрязнение геосистем и принципы рекультивации загрязненных земель.

 

Загрязнение будь то природное или антропогенное по своей сущности -это привнесение (внедрение) различных веществ в абиотические и биотические компоненты геосистемы, обусловливающее негативные токсико-экологические последствия для биоты.

Можно считать, что геосистемы становятся загрязненными, когда накопление в них загрязняюших вешеств, а также формы их нахождения приводят к нарушению газовых, концентрационных, окислительно-восстановительных функций биоты, вызывающих утрату ее геохимического самоочищения; изменению биохимического состава продукции биоты, вызывающему нарушение жизненных функций цепей в данной геосистеме и за ее пределами при отчуждении биологической продукции; снижению биологической продуктивности геосистемы; уменьшению информативности геосистемы, т. е. разрушению генофонда, необходимого для ее существования; гибель биоты.

Загрязнение может вызываться природными процессами, но часто это результат деятельности человека. Антропогенное загрязнение почв можно разделить на коммунальное, сельскохозяйственное, промышленное и военное.

Коммунальное загрязнение связано с функционированием населенных пунктов, при котором в природную среду сбрасывают продукты жизнедеятельности людей в местах их поселения: сточные воды, бытовые отходы, мусор и т. п.

Сельскохозяйственное загрязнение возникает на больших территориях как последствие применения средств борьбы с болезнями и вредителями культурных растений, с сорной растительностью (пестициды, инсектициды, гербициды), при внесении повышенных доз минеральных и органических удобрений. Сюда же можно отнести загрязнения при использовании сточных вод, в том числе и промышленных, с удобрительной и увлажнительной целью и при использовании для орошения вод с повышенной минерализацией.

Промышленное загрязнение почв на больших территориях возникает при попадании в почву воздушным путем через атмосферу или с дождём или снегом паров, аэрозолей, пыли или растворенных тяжелых металлов и органических соединений.

Локальное загрязнение возникает в местах хранения отвалов, отходов, при авариях и т.п.

Военное загрязнение возникает при ведении боевых действий, маневров, испытании боевой техники.

Объектами загрязнения могут быть все компоненты геосистемы: приземные слои воздуха, поверхностные и подземные воды, ледники, но основное внимание нужно уделять загрязнению почв по следующим причинам: почва, являясь по определению В. В. Докучаева наружной оболочкой суши, в первую очередь воспринимает удар от многих загрязнителей, аккумулирует большой объем загрязняющих вешеств; загрязненная почва, будучи средой обитания сельскохозяйственных растений, предопределяет возможность нарушения их жизнедеятельности, загрязнение продукции и другие, связанные с этим последствия:

почва, как активно действующее органоминеральное тело, способна значительно трансформировать загрязняющие вещества, связывать их в неподвижные формы и даже разрушать;

почва, трансформируя потоки влаги и содержащие в ней вещества, регулирует в известных пределах загрязнение подстилающих горных пород, подземныхи связанных с ними поверхностных вод, т.е. выполняет природоохранную и восстановительную функции.

Для правильного понимания процессов загрязнения компонентов геосистем и выработки способов их рекультивации (очистки, санации) полезно использовать теорию биогеохимических барьеров, объективно существующих в природе и создаваемых человеком. В связи с этим в качестве основных мероприятий по рекультивации загрязненных земель надо рассматривать такие, которые обеспечивают условия самоочищения почвы как за счет развития существующих почвенных процессов, так и за счет инженерно-экологического обеспечения жизнедеятельности микроорганизмов, внесенных в почву для деструкции токсичных веществ.

Процесс самоочищения почвы идет нелинейно, т.е. со временем затухает (нелинейность природных процессов - одно из свойств геосистемы), поскольку деструкция загрязняющих веществ определяется ростом и отмиранием бактерий, функционирующих в условиях уменьшения объема питательной среды. Это обеспечивает возвращение геосистемы в устойчивое состояние.

Микроорганизмы, участвующие в очистке почв от загрязняющих веществ, относятся в основном к группам мезофилов и психрофилов. Активная жизнедеятельность этих групп протекает при температуре почвы 20...36 °С и влажности от 60 до 70 % полной влагоемкости и в условиях достаточного минерального питания.

Особенность подготовительного периода рекультивации загрязненных земель - проведение исследований по установлению источников и причин загрязнения, оценки уровня загрязнения, разработки мероприятий и проектов по снижению выбросов, локализации или ликвидации источника загрязнения.

Для оценки загрязненности почв в качестве критериев используют соотношение содержания химического вешества с его предельно допустимым (ПДК) или фоновым значением в почве и суммарный показатель химического загрязнения («Порядок определения размеров ушерба от загрязнения земель химическими веществами». 1993; «Методика исчисления размеров ушерба, вызываемого захламлением, загрязнением и деградацией земель на территории Москвы*. 1999). В методиках определено пять уровней загрязненности почв химическими веществами: 1 - допустимый; 2 - низкий; 3 - средний; 4 - высокий; 5 - очень высокий.

Содержание загрязнителя при каждом уровне зависит от токсичности вешества, например, для кадмия, имеющего допустимую концентрацию 2 мг/кг при рН суглинистой и глинистой почвы более 5,5, низкий - 2...3 мг/кг; средний - 3...5 мг/кг; высокий – 5…10 мг/кг; очень высокий - более 10 мг/кг почвы. Загрязнение цинком при тех же почвенных условиях характеризуется соответственно: допустимый - менее 220 мг/кг; низкий - 220...450 мг/кг; средний - 450...900 мг/кг; высокий - 900. .1800 мг/кг; очень высокий - более 1800 мг/кг.

Кроме значений ПДК разрабатывают экологические нормативы, которые отражают последствия негативных воздействий на экологические связи и биоту.

Все названные способы нормирования ПДК имеют право на существование. В качестве ПДК используют утвержденные гигиенические нормативы.

Почвы сельскохозяйственных земель по степени загрязнения химическими веществами разделяют на следующие категории:

допустимая - содержание химических веществ в почве превышает фоновое, но не выше ПДК;

умеренно опасная - содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем показателе вредности (общесанитарном, миграционном водном и воздушном), но ниже допустимого уровня по транслокационному показателю;

опасная - содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем транслока пион ном показателе вредности;

чрезвычайно опасная - содержание химических веществ превышает ПДК по всем показателям вредности.

Ограничения по использованию почв селитебных территорий начинаются с допустимой категории загрязнения, при которой запрещается создание и функционирование объектов повышенного риска. На почвах сельскохозяйственных земель при допустимой категории загрязнения можно выращивать любые культуры, но обязательно проведение мероприятий по снижению возможности поступления загрязняющих веществ в растения. Поэтому рекультивацию загрязненных почв надо начинать при допустимой категории загрязнения, когда только появляется опасность токсикологического воздействия на почву и сопряженные с ней компоненты природы.

Для умеренно опасной и опасной категории загрязнения набор методов и способов рекультивации одинаков, отличие заключается лишь в объемах и продолжительности работ. На территории с чрезвычайно опасной категорией загрязнения, соответствующей угрозе разрушения функционированных геосистем, требуются способы сдерживания и ограничения деградации иерархической структуры геосистем, создаются условия восстановления утраченных природных объектов и их связей.

Эффективность рекультивационных мероприятий на сельскохозяйственных землях оценивают по содержанию химических веществ в производимой продукции растениеводства и животноводства. В растения химические вещества поступают из почвы вместе с питательным раствором, а в животных - при потреблении растительной массы.

Для 1-го уровня загрязнения рекультивация имеет предупредительное и оздоровляющее назначение. На этом уровне регулируют подвижность и трансформацию загрязняющих вешеств, поддерживают или повышают плодородие почвы, применяют мероприятия почвозащитного земледелия; проводят агромелиорацию и фиторекультиваиию, культивируют устойчивые к загрязнению растения. Здесь же рассматривают возможные варианты снижения, стабилизации или повышения уровня загрязнения от выявленных источников, а в рамках пилотных проектов или опытно-производственных испытаний отрабатывают способы рекультивации для конкретных условий.

Для почв 2-го уровня загрязнения создают инженерно-экологические системы, предназначенные для управления техноприродными процессами на больших территориях с использованием барьерных свойств геосистем, очищают почвы с помошью биолеструкторов и мероприятий 1-го уровня.

На почвах, относящихся к 3-му уровню, проводят санитарно-гигиеническую рекультивацию, создают инженерные системы природообустройства, заменяют или полностью ликвидируют отдельные участки загрязненных компонентов геосистемы, восстанавливают биологические и геологические круговороты вещества, например, взамен ликвидируемого и утилизируемого почвенного слоя, загрязненного радиоактивными веществами, создают рекультиваиионный слой, соответствующий санитарным требованиям, с помощью очистных сооружений восстанавливают химический состав поверхностных вод и т.д.

 

8.2. Рекультивация земель, загрязненных тяжелыми металлами

 

К тяжелым металлам относится более 40 химических элементов, масса томов которых превышает 50 а. е. м.

Эта группа элементов активно участвует в биологических процессах, входя в состав многих ферментов.

Обычно в группу тяжелых металлов включают свиней, цинк, кадмий, ртуть, молибден, марганец, никель, олово, кобальт, таллий, медь, ванадий, сурьму, а также мышьяк. Избыток этих элементов в почве приводит к снижению продуктивности растений, повышению их содержания в сельскохозяйственной продукции, при ее употреблении в пищу, они отрицательно действуют на здоровье животных и человека, вызывая серьезные заболевания.

Фоновое содержание тяжелых металлов в почве невелико, редко превышает 50 мг/кг (каждого в отдельности), т. е. не более 0,005% массы почвы. Так. в дерновоподзолистых почвах европейской части России свинца содержится около 20 мг/кг, кадмия - 1мг/кг, ртути - 0,02 мг/кг. В серых лесных почвах: 25; 0.5 и 0,08 мг/кг. в выщелоченных черноземах - 35; 0.6 и 0,20, в черноземах обыкновенных соответственно - 1,3; 1,4; 0,06 мг/кг. Содержание цинка во всем профиле почвы обычно находится в пределах 20...50 мг/кг.

Предельно допустимое содержание тяжелых металлов в почве еще точно не определено, имеющиеся рекомендации часто противоречивы, вместе с тем можно полагать, что. учитывая высокую токсичность многих из них, превышение их содержания над локальным фоном уже опасно.

Загрязнение почв тяжелыми металлами приводит к образованию кислой или щелочной реакции почвенной среды, к снижению обменной емкости катионов, к потере питательных веществ, к изменению плотности, пористости, отражательной способности, к развитию эрозии, дефляции, к сокращению видового состава растительности или к ее полной гибели.

Прежде чем начать рекультивацию таких земель, необходимо установить источник и причины загрязнения, провести мероприятия по снижению выбросов, локализации или ликвидации источника загрязнения. Только при таких условиях может быть достигнута высокая эффективность рекультивационных работ.

Ориентиром для разработки состава работ по рекультивации земель в первую очередь служит приоритетное вещество, вызывающее ухудшениеэкологического состояния почв и качества сельскохозяйственной продукции, а ожидаемую подвижность других опасных веществ регулируют специальными или комплексными мероприятиями.

Рекультивацию земель, загрязненных тяжелыми металлами, осуществляют следующими способами.

 

Культивирование устойчивых культурных и дикорастущих растений. 

На загрязненных землях сельскохозяйственного назначения проводят реорганизацию и переориентаиию сельскохозяйственного производства за счет введения новой структуры посевов, обеспечивающей получение качественной продукции. В зонах со вторым уровнем загрязнения, содержащих многоэлементный набор загрязнителей, целесообразно переходить с производства овощей на введение зернокормовых севооборотов и развитие животноводства с особым режимом содержания животных, например, со стойловым и кормлением разбавленными кормами или с выгоном, чередуя пастьбу на загрязненных и чистых лугах.

Переход на другие сельскохозяйственные культуры зависит от их отзывчивости на содержание металлов в почве, причем эта отзывчивость у растений проявляется как в зависимости от вида, сорта, так и распределения металлов в вегетативных и регенеративных органах. Различное накопление тяжелых металлов в растениях вызвано существованием биологических барьеров в системе почва-корень-стебель (листья)-регенеративный орган. Обычно тяжелых металлов накапливается больше в вегетативных органах, меньше - в регенеративных, например, при содержании в почве 800 мг/кг свинца в соломе ржи обнаружено его 9 мг/кг, а в зерне - 0,9 мг/кг. Отзывчивость растений на отдельные металлы можно проследить на примере кадмия, наиболее чувствительны к избытку кадмия - соя, салат, шпинат, а устойчивы - рис, томат, капуста.

С учетом конкретных условий на почвах, загрязненных тяжелыми металлами, можно выращивать следующие устойчивые культуры: зерновые колосовые, злаковые травы, картофель, капусту, томаты, хлопчатник, сахарную свеклу. По накоплению цезия-137 в многолетних злаковых травах установлен следующий убывающий по применению ряд: кострец безостый, тимофеевка, ежа сборная, овсяница, мятлик луговой, райграс пастбищный: для однолетних: зернолюпина, редька масленичная, рапс, зерно гороха и вики, зеленая масса гороха, вики, солома яровых, зерно кукурузы и зерновых.

Для строниия-90 имеются некоторые отличия: клевер, горох, рапс, люпин, однолетние бобово-злаковые травосмеси, многолетние злаковые, зеленая масса кукурузы, ржи, свекла кормовая, зерно зерновых, картофель.

Рекультивация почв с помощью растений (фиторекультивация), способных накапливать тяжелые металлы в вегетативных органах. Установлено, что дерево за вегетационный период вдоль автомобильной дороги способно накапливать в себе количество свиниа, соответствующее его содержанию в 130 кг бензина, поэтому в населенных пунктах с загрязненными районами листовой  опал целесообразно собирать и утилизировать.

Для очистки почв от цинка, свинца и кадмия необходимо выращивать большой горец, от свинца и хрома - горчицу, от никеля - гречиху и т. д., при загрязнении радиоактивными изотопами можно использовать вику, горох, люцерну, махорку. Применяют рапс, который в последующем идет на производство машинных масел.

 

Использование активных биологических средств.

 

 Оно заключается в культивировании на загрязненных землях живых организмов, способных аккумулировать в себе тяжелые металлы, включая радионуклиды. Один из представителей таких организмов - дождевые черви. Механизм очистки почвы основан на трофической связи дождевых червей и почвенных микроорганизмов. Последние (оксиданты и низшие грибы) перев

одят тяжелые металлы в ионную форму или сорбируют их поверхностью своего тела. Дождевые черви, пропуская через себя почвенный субстрат, накапливают в себе часть этих металлов, а выработанные ими гуминовые кислоты образуют труднорастворимые соединения. С помощью специальных приманок и создания очагов наиболее благоприятных условий дождевые черви изымаются из почвы.

 

8.3. Рекультивация земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами

 

При ежегодной мировой добыче нефти 2 млрд 500 млнт в год теряется около 50 млн. т, или примерно 2 %. Земли и воды загрязняются при добыче нефти, транспортировке ее и ее продуктов, переработке, хранении, заправке машин топливом в результате аварий, утечек, протечек, испарений.

Опасны не только крупные аварии на водном и железнодорожном транспорте, при прорыве нефтепроводов, но и мелкоочаговые загрязнения вокруг многочисленных мелких баз хранения и распределения топливно-сма-зочных материалов (ТСМ), топливозаправочных станций, при хранении и ремонте техники.

Поэтому очень важно принятие неотложных мер по всемерному сокращению потерь нефтепродуктов, а также по очистке загрязненных территорий.

Часть пролитых нефтепродуктов, особенно их легкие фракции, улетучиваются из самого верхнего слоя почвы, но значительная их часть просачивается вниз, достигает поверхности грунтовых вод и образует зону загрязнения, в которой в разных пропорциях содержатся нефтепродукты и подземные воды. Эта зона распространяется по площади и смещается в сторону потока грунтовых вод. При сезонных колебаниях уровней грунтовых вод загрязнение распространяется вглубь, а за пределами очага проливов и утечек – также и выше среднегодовой глубины грунтовых вод. В отдельных случаях, как это наблюдалось вокруг крупных баз аэродромов, нефтепродукты выклиниваются в подпольях, погребах и даже на дневную поверхность.

Просочившиеся нефтепродукты создают большую экологическую угрозу водоносным горизонтам, а также водоемам и водотокам, так как даже при незначительном содержании (0,1 мг/л) вода не пригодна для питья, а концентрация больше 0,05 мг/л недопустима для рыбохозяйственных водоемов.

Мероприятия по рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, необходимо назначать с учетом санитарно-гигиенических норм и оценки экологической обстановки территорий.

В Нидерландах для оценки загрязнения почв применяют три уровня: 1-й – фоновый с содержанием нефтепродуктов 50мг/кг почвы; 2-й – повышенное загрязнение (1000 мг/кг), при котором выявляют и устраняют причины загрязнения, организовывают мониторинг; 3-й – высокое загрязнение (5000 мг/кг) – служит основанием для проведения рекультивации и грунтовых вод.

В Германии допустимое содержание нефтепродуктов в почве водоохранных зон и заповедников составляет 300 мг/кг; почв древних речных долин – 3000 мг/кг; водоразделов – 5000 мг/кг. Многие западноевропейские страны за верхний безопасный уровень содержания нефтепродуктов в почве принимают 1000 мг/кг.

Для России в нефтедобывающих районах институт Геоэкологии РАН рекомендует безопасные уровни загрязнения грунтов нефтепродуктами в мерзлотно-тундровых и таежных районах до 1000 мг/кг, в таежно-лесных – до 5000 мг/кг, лесостепных и степных районах – до 10 000 мг/кг. За нижний безопасный уровень загрязнения грунтов принимают 1000 мг/кг, рекультивационные работы рекомендуют начинать при содержании нефтепродуктов – 5000 мг/кг.

Если учитывать, что фоновое содержание нефтепродуктов в грунтах для территории России изменяется от 10 до 500 мг/кг. А подавление микробиологических процессов на вновь загрязненных землях начинается при содержании нефтепродуктов 200…300 мг/кг, то для сельскохозяйственных земель ПДС нефтепродуктов не должно быть больше 300 мг/кг. Норматив содержания нефти и нефтепродуктов при рекультивации необходимо определять с учетом фонового содержания, характера загрязнения, вида нефтепродуктов, использования земель и природных условий, обусловливающих самоочищающую способность компонентов геосистем.

Для земель сельскохозяйственного назначения первого уровня рекультивации (низкий уровень загрязнения нефтью и нефтепродуктами) содержание их в почве 300…1000 мг/кг, второго (средний ивысокий уровень загрязнения) – 1000…5000 мг/кг. Третьего (очень высокий уровень загрязнения) – более 5000 мг/кг. Для земель несельскохозяйственного назначения эти пределы следующие: 1-й уровень – 3000..,5000 мг/кг, 2-й уровень – 5000…10 000, 3-й уровень – свыше 10 000 мг/кг.

Состав работ первого уровня рекультивации направлен на активизацию почвенных микроорганизмов по деструкции углеводородов. Сюда входят рыхление почвы, внесение извести, гипса, высоких доз органических и минеральных удобрений с последующей запашкой, создание мульчирующей поверхности из высокопитательных смесей, посев нефтетолерантных растений повышенными нормами, а также возможно применение составных мелиорантов: NPK. + навоз; NPK + известь; NPK + известь + навоз.

Большое внимание уделяют использованию растений для очистки почв, загрязненных углеводородами (нефтью и нефтепродуктами), рассматривая три наиболее перспективных метода очистки загрязнений с помощью растений: фитодеградация, фитоиспарение, ризодеградация.

Фитодеградоция – внутреннее» разрушение углеводородов растением после поглощения разложение их в ходе метаболических процессов либо «внешнее», когда нефтепродукты разлагаются под действием корневых выделений. Проведенные опыты за рубежом доказывают возможность разрушения – разложения на безопасные составляющие растением нефти и нефтепродуктов.

Фитоиспарение – способность растения поглощать нефть или нефтепродукты в процессе поддержания своего водного баланса, т.е. вместе с водой «выкачивать» из почвы загрязняющее вещество.

Эта способность хотя и может быть использована для очистки загрязнений, но имеет отрицательное последствие (загрязняющее вещество выводится в атмосферу в процессе транспирации).

Более эффективна очистка, когда растение совмещает способность к фитоиспарению и фитодеградации, тогда в воздух выводятся только безопасные продукты разложения нефтепродуктов.

Ризодегродация – усиленная микроорганизмами биодеградация. Принцип этого механизма заключается в том, что загрязняющие углеводороды разлагаются не непосредственно самим растением, а микроорганизмами, обитающими около его корней, т. Е. в ризосфере. Растения усиливают работу микроорганизмов за счет биологически активных корневых выделений. В то же время растения помимо стимуляции микробов в некоторой степени самостоятельно участвуют в разложении углеводородов (фитодеградация).

Листья растения испаряют воду, выполняя функцию насоса, выкачиваюшего из почвы при помощи корней воду с растворенными в ней веществами. Углеводороды, из которых состоит нефть, абсорбируются на поверхности корней (что снижает подвижность и токсичность нефти), поглощаются корнями, поступают в надземные части растений, где разрушаются (деградируют), накапливаются или испаряются в атмосферу.

Растения находятся в тесном взаимодействии с микроорганизмами, заселяющими почву. Растительный организм в ходе фотосинтеза аккумулирует солнечную энергию в углеводах (сахарах). От 10 до 20% всей запасенной в процессе фотосинтеза энергии тратится растением на синтез и выделение веществ (сахара, спирты, органические кислоты) в прикорневую зону, что способствует развитию микроорганизмов. Поэтому непосредственно рядом с поверхностью корней в 1 см3 содержится около 130 млрд микроорганизмов, а на расстоянии 10см их содержание снижается до 20 млрд. Важнейший механизм фиторемедиации почвы – биодеградация углеводородов нефти микроорганизмами, чье развитие стимулируется выделениями корней.

Технология фиторемедиации почвы, загрязненной нефтью, достаточно проста в применении, но требует высококвалифицированных специалистов. Она складывается из нескольких этапов:

оценка загрязнения участка (химический состав разлива, степень проникновения нефти в почву, картирование};

разработка оптимальной схемы фиторемедиации (подбор видового состава растений, которые оптимально подходят для устранения данного типа загрязнения и соответствуют данным почвенно-климатическим условиям, определение схемы посадки, выбор необходимых агротехнических мероприятий, в том числе оптимизация питания и химическая защита растений): выращивание растений (проведение комплекса агротехнических мероприятий, в том числе подготовка семенного материала, почвы, внесение минеральных удобрений, использование средств защиты);

мониторинг участка (определение концентрации и распространения химических компонентов нефти, отслеживание путей биодеградации нефти, проведение информационного анализа и прогнозирования).

В рекультивационные работы второго уровня входят замена загрязненного слоя путем удаления последнего, создание рекультивационного слоя способом смешивания замазученных и чистых слоевпочвы; внесение органоминеральных и бактериальных активаторов (керамзитовые окатыши, навоз, биодеструкторы); устройство пол загрязненным слоем поглотительно экранирующих слоев из минеральных грунтов и извести. Почвы с высоким уровнем загрязнения направляют на переработку с целью добычи извлекаемой части нефтепродуктов, после чего их рекультивируют в стационарных или полевыхучастки почв от нефтепродуктов, использование биолеструкторов. Их

эффективность обеспечивается активностью микроорганизмов по отношению к углеводородам в условиях хорошей аэраиии почв, благоприятного водного, температурного (5…30 °С) и питательного режимов почв. Благодаря действию таких препаратов содержание нефтепродуктов в почве за 10 сут. Может снизиться на 30 %.

Эффективность очистки почвы с помощью биологических препаратов можно проследить на примере биодеструкции нефти им мобилизованными на вермикулите клетками микроорганизмов.

Применение иммобилизованных культур пособствовало еше более глубокой дструкции нефти, что уменьшило нефтяное загрязнение в 3…4 раза по сравнению с контрольными вариантами. За месяц максимальная деструкция нефтяных углеводородов для вариантов с биопрепаратами достигла 73.,.84% и 64 % - для вариантов с аборигенными углеводородокисляюшими микроорганизмами. Через 1,5 мес. Эксперимента деструкция нефтяных углеводородов в вариантах с внесенными биопрепаратами по-прежнему была больше, чем в контрольных вариантах. За 2,5 месяца остаточное содержание нефти значительно снизилось во всех вариантах и составило 0.48…0.54 г/кг почвы, что в 2 раза меньше, чем в контроле с биогенными добавками, и в 3 раза меньше, чем в первом контрольном варианте без биогенных добавок.

Таким образом, внесение в почву биопрепаратов с иммобилизованными ассоциациями алканотрофных микроорганизмов способствует ускорению деструкции НУГВ по сравнению с действием местной почвенной микрофлоры.

По мере снижения загрязненности почвы, при выполнении рекультиваиионных работ второго уровня, для доочистки применяют мероприятия первого уровня рекультивации.

В качестве устойчивых культур при среднем загрязнении вырашивают ежу сборную и полевицу белую; при низком загрязнении, кроме указанных, тимофеевку, овсяницу красную, кострец безостый, люпин многолетний, бекманию восточную, канареечник, лядвенец рогатый, клевер и люцерну.

При кормлении животных этими растениями необходим строгий санитарный контроль, так как в них могут накапливаться такие канцерогены, как полициклические ароматические углеводороды.

Возможная схема агробиологических рекультивационных работ:

1-й год – рыхление загрязненной почвы для ее освобождения от легких углеводородов и стимулирования биохимических процессов:

2-й год – применение биодеструкторов и регулирование для этой цели питательного и водного режимов почв:

3-й год и последующие годы – выращивание устойчивых культур до получения качественной продукции.

Рекультивацию земель, входящих во второй и третий уровни, проводят как систему мероприятий в составе инженерно-экологической системы.

 

Вопросы для самоконтроля:

 

1) Назовите источники загрязнения геосистем?

2) Что такое процесс самоочищения геосистем?

3) Назовите уровни ПДК?

4) Каково фоновое содержание тяжелых металлов в наших почвах?

5) Назовите биологические способы борьбы с загрязнением тяжелыми металлами?

6) Охарактеризуйте методы очистки почв загрязненных нефтепродуктами с помощью растений?

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Основная

1. Мелиорация земель: учебник / Ассоциация «Агрообразование»; ред. А.И. Голованов. – М.: КолосС, 2011. – 824 с. –ISBN 978-5-9532-0752-2

2. Рекультивация нарушенных земель: учебное пособие / А. И. Голованов, Ф.М. Зимин, В.И. Сметанин. –М.: КолосС, 2009. – 325 с.: ил. – (Учебники и учеб. Пособия для студентов высш. Учеб. Заведений). –ISBN 978-5-9532-0689-1.

 

Дополнительная

1. Зайдельман, Ф.Р. Мелиорация почв / Ф.Р. Зайдельман. – М.: Изд-во МГУ, 2003. – 448 с.

2. Пупонин, А.И. Земледелие / А.И. Пупонин, Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков и д.р. – М.: Колос, 2000. – 552с.

3. Лысогоров, С.Д. Орошаемое земледелие / С.Д. Лысогоров, В.А. Ушкаренко. – М.: Колос, 1995. – 447с.

4. Данилов, А.Н. Оросительная мелиорация в условиях недостаточного увлажнения Поволжья /А.Н. Данилов. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова, 2011. – 105 с.

5. Кубанцев, А.П. Проектирование орошаемого участка /А.П. Кубанцев. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова, 2010. – 76 с.

 

ЛЕКЦИЯ 9

ОХРАНА ЗЕМЕЛЬ

План лекции

9.1. Государственная политика в сфере охраны земель.

9.2. Система мероприятий по охране земель.

9.3. Мониторинг состояния земель.

 

9.1. Государственная политика в сфере охраны земель

 

Государственная политика в сфере воспроизводства, использования и охраны природных ресурсов, охраны окружающей среды подразумевает постановку системы стратегических и тактических целей, которых достигают путем реализации средне- и долгосрочных программ, мер по гарантированному обеспечению экономики природными ресурсами и поддержанию благоприятной среды обитания для населения с учетом требований экологической безопасности и устойчивого развития.

Стратегические цели государственной политики в этой сфере:

· создание условий для повышения эффективности использования природных ресурсов:

· обеспечение воспроизводства (восстановления) природных ресурсов:

· повышение зашишенности природной среды и обеспечения безопасности жизнедеятельности человека от негативных природных и антропогенных факторов.

Важная составляющая государственной политики - использование и охрана земель. Земли, находящиеся в пределах Российской Федерации, составляют земельный фонд страны. Согласно действующему законодательству и сложившейся практике государственный учет земель в Российской Федерации проводят по категориям земель и угодьям.

Цель государственного учета земель - получение систематизированных сведений о количестве, качественном состоянии и правовом положении земель в границах территорий, необходимых для принятия управленческих решений, направленных на обеспечение рационального и эффективного использования земель.

Категория земель - это часть земельного фонда, выделяемая по основному целевому назначению и имеющая определенный правовой режим. Земли к категориям относят согласно действую промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики; для обеспечения космической деятельности; обороны, безопасности и иного специального назначения; особо охраняемых территорий и объектов; лесного фонда; водного фонда; земли запаса.

Земельные угодья - это земли, систематически используемые или пригодные к использованию для конкретных хозяйственных целей и отличающиеся по при родно-историческим признакам. Учитывают земли по угодьям в соответствии с их фактическим состоянием и использованием. Земельные угодья делят на сельскохозяйственные и несельскохозяйственные в соответствии с действующими нормами и правилами, принимаемыми на государственном и ведомственном уровнях.

Сельскохозяйственные угодья включают: пашню; залежь; кормовые угодья (сенокосы и пастбища); многолетние насаждения.

Несельскохозяйственные угодья подразделяются: на земли под поверхностными водными объектами, включая болота: лесные земли и земли под древесно-кустарниковой растительностью; земли застройки; земли под дорогами; нарушенные земли; прочие земли (овраги, пески, полигоны отходов, свалки, территории консервации и т. д.).

Плодородие почвы во взаимодействии с другими природными факторами составляет основу производительной силы земли, влияющей на эффективность производства сельскохозяйственной продукции и ее себестоимость. Сохранение почвенного плодородия земель и его рациональное использование при хозяйственной деятельности имеет огромное значение.

 

9.2. Система мероприятий по охране земель

 

В результате анализа современного состояния природной среды и сельскохозяйственного производства, оценки динамики изменения качественных показателей земель отмечены сохранение тенденции снижения плодородия почв и ухудшение общей экологической обстановки в агропромышленном комплексе, что может привести к возникновению кризисной ситуации в сфере АПК. Продолжаются следующие негативные процессы:

· дальнейшее сокращение обшей площади сельскохозяйственных угодий;

· уменьшение площади орошаемых и осушаемых земель, ухудшение их мелиоративного состояния и хозяйственного использования;

· нарастание отрицательного баланса гумуса на пашне (до 1...3т/га в год);

· усиление процессов эрозии и опустынивания;

· загрязнение почв тяжелыми металлами, радионуклидами;

· увеличение площадей с сильнокислыми почвами, на которых ограничивается сельскохозяйственное производство;

· интенсивное развитие заболачивания и полтопления земель, зарастание их древесно-кустарниковой растительностью, ухудшение естественных лугов и пастбищ.

Указанные негативные процессы приведут к резкому сокращению площади сельскохозяйственных угодий, к ухудшению воднофизических, физико-химических свойств почв и снижению их плодородия. В ближайшие 10..,15 лет, особенно в нечерноземной зоне, плодородие почв может снизиться до естественного, а урожайность зерновых до 0,8...I т/га. Экологическая устойчивость природных систем в результате развития указанных процессов значительно понизится.

Поэтому в основных направлениях а гр о про довольстве иной политики Правительства Российской Федерации на 2001,..2010 гг. предусмотрено оказание государственной поддержки сельхозтоваропроизводителям при проведении единой технологической политики в области мелиорации земель и в выполнении агрохимических, противоэрозионных. агролесомелиоративных, культуртехнических, организационно-хозяйственных мероприятий и других работ. 

Система мероприятий представляет собойкомплекс взаимоувязанных технических, организационных, технологических, хозяйственных и экологических мероприятий, направленных на эффективное использование земли и повышение плодородия почв. Эти мероприятия должны иметь финансовое, материально-техническое, научное, информационное и кадровое обеспечение. Комплексмер воздействия на сохранение и воспроизводство плодородия включает:

· освоение современных систем земледелия и землеустройства;

· агрохимические мероприятия;

· агролесомелиоративные и фитомелиоративные мероприятия;

· гидромелиоративные и культуртехнические мероприятия.

Эффективное применение всех средств повышения плодоро

дия почв возможно только при наличии в каждом хозяйстве научно обоснованной эколого-ландшафтной си<