Лекция. ОХРАНА ПОЧВ И ЗЕМНЫХ НЕДР

1. Почва как природный ресурс и основное средство производства в сельском хозяйстве

2. Защита почв от отторжения продуктивных земель и от эрозии

3. Охрана почв от засоления и загрязнения

4. Рекультивация земель

5. Охрана земных недр

1. ПОЧВА КАК ПРИРОДНЫЙ РЕСУРС И ОСНОВНОЕ СРЕДСТВО ПРОИЗВОДСТВА В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Почва – заменимый, ограниченный, смешанный природный ресурс. В нашей зоне чаще всего встречаются обыкновенные черноземы, редко мощные, или типичные.

Эрозия – это процесс разрушения и сноса почвенного покрова (иногда и почвообразующих пород) потоками воды или ветром. Эрозия может протекать как быстрый процесс. Разрушение слоя почвы в 18 см может произойти за 20-30 лет, а иногда за один ливень или пыльную бурю.

В целом в СНГ и в Украине требует защиты от эрозии 2/3 пашни. На Луганщине 68 % эродированных земель, в Донецкой области – 64 %.

Слабоэродированные почвы – уменьшение урожая с.-х. культур в сравнении с неэродированными в среднем на 25 %; средней степени эродированные – на 50 %; сильноэродированные – на 75 %.

Обычно различают нормальную (геологическую) и ускоренную разрушительную эрозию. Главный источник широкого распространения эрозии – сельское хозяйство, которое неизбежно уничтожает растительный покров на значительных пространствах в процессе обработки почв.

Эрозию подразделяют на водную и ветровую (дефляцию). У нас наибольшее зло приносит водная эрозия (делится в свою очередь на горизонтальную и вертикальную). Обычно пыльные бури случаются каждые 10 лет. Сильные ветры восточного или юго-восточного направления поднимают в воздух мелкозем и переносят на большие расстояния. В ХХ веке самая страшная зимняя черная буря в 1969 г.

Противоэрозионные мероприятия объединены в четыре группы: организационно-хозяйственные, агромелиоративные (агротехнические), лесомелиоративные и гидромелиоративные.

К организационно-хозяйственным мероприятиям относится правильная организация природопользования на всей территории хозяйства, прежде всего, правильную специализацию хозяйств с учетом того, на каких территориях расположены их земли.

Сильно преобразованные площади в хозяйстве не должны составлять более 60 % – все с.-х. угодья, а также земли под застройками и дорогами. Около 40 % территорий должны быть непреобразованными, то есть, в основном лес – 25-30% от всех территорий.

Все сельскохозяйственные культуры можно возделывать на ровных участках или на склонах до 3 градусов. Это те территории, которые мы с полным правом должны выделять под полевые севообороты, иметь там чистые пары, возделывать культуры сплошного сева и пропашные культуры. Территории с уклоном 3-7 градусов могут использоваться тоже как пашня, но только под культуры сплошного сева, под кормовые и противоэрозионные севообороты. При этих севооборотах 3-5 лет выращивают многолетние травы, потом культуры сплошного сева: ячмень, овес, пшеницу и др., затем снова многолетние травы. Ни в коем случае здесь не должно быть чистых паров и пропашных культур. Если территории имеют уклон более 7 градусов, то их можно использовать только под сенокосы и пастбища.

Агромелиоративные (агротехнические) мероприятия – вспашка и посев поперек склона, противоэрозионная обработка почв, полосное размещение культур, создание кулис, приемы задержания снега и регулирование его таяния.

Лесомелиоративные мероприятия – создание полезащитных лесных полос, приовражных лесополос, лесонасаждений и кустарниковых насаждений по дну оврагов и их откосам, облесение сильно размытых и очень крутых склонов, непригодных для сельскохозяйственного использования.

Лесополосы занимают только 3-5 %, и это окупается прибавкой зерновых 2-3 ц/га, кроме того, на этих площадях не происходит эрозии.

Ветровая тень нашей стандартной лесополосы составляет около 400-500 м. Поэтому лесополосы, преграждающие путь самым опасным ветрам (у нас это восточные ветры), необходимо располагать через 500 м. Это лесополосы, идущие с севера на юг. А если территория ровная, то лесополосы с востока на запад необходимо располагать через 2 км. Теперь можно подсчитать и размер поля, умножив 500 м на 2000 м. Получается, что максимальный размер поля у нас должен быть около 100 га.

Гидромелиоративные (гидротехнические) мероприятия – устройство распылителей стока, создание террас, водоотводных каналов, склоновых водоемов и лиманов в ложбинах для удержания и использования склонового стока, водозадерживающих и водоотводных валов и канав перед вершинами оврагов, устройство плотин в оврагах и балках, планирование расчлененных эрозией склоновых земель (выполаживание откосов оврагов, засыпка промоин и мелких оврагов и др.).

3. ОХРАНА ПОЧВ ОТ ЗАСОЛЕНИЯ И ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Засолением называют процесс накопления вредных для растений солей в верхних слоях почвы.

При поливе существует три причины засоления:

1. Полив сильно минерализованной водой, то есть водой с содержанием солей более 1000 мг/л;

2. Невыровненные поля (отвальные и развальные борозды, места разворота техники, канавы, ямы). В понижениях накапливается поливная вода и там образуются засоленные пятна;

3. Излишние нормы полива. В последнее время засоление по этой причине в нашей зоне стало очень редким из-за дефицита воды.

В недалеком прошлом почва загрязнялась в основном бытовыми отходами – мусором и нечистотами. Это были преимущественно органические загрязнения, которые разлагались в почве микроорганизмами. Мусор и нечистоты обсеменены микроорганизмами, загрязнены яйцами гельминтов, поэтому в случаях небрежного сбора, удаления и обезвреживания отбросы, нечистоты и почва, интенсивно ими загрязненная, могут стать источниками распространения кишечных инфекций, сибирской язвы, заболеваний, вызываемых анаэробами, инвазий и др.

В настоящее время с бытовым мусором в почву поступают многие химические соединения, применяемые в быту: инсектициды, поверхностно-активные моющие вещества, количество синтетической пленки, других упаковочных материалов, не разлагаемых в большинстве случаев микроорганизмами, количество металлических упаковочных материалов и стекла.

Источником загрязнения почвы являются также химические средства защиты растений – пестициды. Среди этих веществ существует ряд стойких соединений, которые стабильно загрязняют почву и всю окружающую среду не только в месте применения, но и далеко за его пределами. Многие хлорорганические соединения – ДДТ, гексахлоран, гептахлор, полихлорпинен – сохраняются в почве годами.

К числу устойчивых в почве относятся ртуть- и медьсодержащие пестициды, соединения мышьяка (его применение ограничено) и другие вещества, обладающие свойствами, необходимыми для защиты растений. Почва интенсивно загрязняется препаратами, применяемыми для протравливания семян.

Одним из источников загрязнения почвы являются промышленные выбросы в атмосферный воздух. Вокруг предприятий, в технологическом процессе которых используются ртуть, мышьяк, фтор, цинк и другие химические вещества, почва интенсивно загрязняется соединениями этих элементов на расстоянии 3-5 и более километров. Овощи, выращенные на этой почве, как и рыба в водоемах, расположенных в зоне источников загрязнения, содержат повышенные концентрации загрязнителей.

Существенные источники загрязнения почвы – твердые и жидкие промышленные отходы: шламы, кубовые остатки, образующиеся при очистке сточных вод, их выпаривании, отработанные смазочные масла, промежуточные продукты синтеза различных веществ, шлаки, содержащие ряд токсичных и легко растворимых веществ, порода и др. В нашем регионе один из основных загрязнителей почвы, водоемов и атмосферы – породные отвалы (терриконы) угольных шахт.

4. РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ

Рекультивация земель это весь комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности нарушенных промышленностью территорий с последующим использованием их по разному назначению (ре – повторное; культивация – использование, культивирование). Образно говоря, это возвращение к жизни разного рода "индустриальных пустынь".

Восстановление территорий осуществляется в следующих четырех направлениях: для сельхозиспользования (земледелие, садоводство); под лесные насаждения; под водоемы; для жилищного и капитального строительства.

Рекультивация обычно делится на два этапа: горнотехнический (культурно-технический) и биологический.

Горнотехнический этап состоит в подготовке территории: планировка отвалов, насыпка плодородных грунтов, выравнивание, засыпание, нивелировка и обустройство территории, создание подъездных путей и т.д. На этом этапе используют только технику.

Биологический этапзаключается в восстановлении нарушенных земель путем посадки древесных и кустарниковых пород, посева дикорастущих трав или выращивания сельскохозяйственных культур.

Объекты рекультивации: выемки карьеров, породные отвалы шахт и карьеров, хвостохранилища обогатительных фабрик, золоотвалы, отвалы металлургического шлака, выемки и насыпи вдоль дорог, отвалы вдоль каналов и др.

Сельскохозяйственная рекультивация осуществляется двумя путями: с нанесением почвенного покрова (что лучше) и без использования почв для покрытия пород. Следует иметь в виду, что нередко почву для такой операции брать негде, потому крайне важно при строительных работах, отведении участков под отвалы и в других случаях предварительно снимать почвенный покров. Потом эту почву можно использовать для рекультивации или для улучшения используемых земель.

Рекультивация без землевания (без нанесения почвенного слоя) дает худшие результаты, вместо почвы используются потенциально плодородные породы (лессовидные суглинки и др.). На таких землях вначале выращивают многолетние травы (часто с внесением удобрений), через восемь лет под многолетними травами образуется перегнойный горизонт в несколько сантиметров, после чего уже можно выращивать некоторые сельскохозяйственные культуры.

На территории нашего края много объектов, подлежащих рекультивации: это и терриконы (определенный опыт в их озеленении накоплен), и шламонакопители содовых заводов, территории, занятые отходами теплоэлектростанций, обогатительных фабрик, металлургических заводов и другие промышленные пустыри.

5. ОХРАНА ЗЕМНЫХ НЕДР

Термин недра шире, чем полезные ископаемые. Под этим словом понимают часть природной среды, которая находится под земной поверхностью, включая минералы и горные породы, выходящие на поверхность земли. Их залежи составляют основу минеральных и энергетических ресурсов любой страны.

Полезные ископаемые есть в Украине, есть они и в Донбассе. Основное богатство нашего края – каменный уголь, именно поэтому Донбасс стал одним из основных центров угольной и металлургической промышленности. Этим не исчерпывается перечень ископаемых. Известные в нашем крае месторождения ртутной руды - киновари - разрабатываются в Никитовке (Донецкая область). В Донбассе находятся крупнейшие в Украине залежи соли. Сейчас эксплуатируются три месторождения: Славянское, Артемовское и Новокарфагенское. Часть соли идет на пищевые потребности, часть используется для получения соды и других веществ. В Донбассе много залежей различных известняков, используемых как в промышленности, так и в строительстве. На Амвросиевском месторождении добывается мергель, в районе Артемовска – гипс.

Минеральные ресурсы относятся к исчерпаемым, невозобновимым природным ресурсам (исключение составляют некоторые соли и торф).

Эксплуатация газовых месторождений и нефти будет продолжаться 50-100 лет, каменного угля – 200-300 лет. Обеспеченность Украины собственными ресурсами: нефть – 8 %, газ - 20 %, уголь – 80-100%. В целом обеспеченность собственными энергетическими ресурсами составляет около 40 %.

Необходимость охраны недр диктуется не только исчерпаемостью запасов полезных ископаемых, но и тем, что разработка месторождений и переработка полезных ископаемых влияют на состояние других природных ресурсов – почвенного покрова, подземных и поверхностных вод, леса и другой растительности, атмосферного воздуха и т.д.

Пути рационального использования и охраны невозобновимых природных ресурсов отличаются от использования и охраны возобновимых ресурсов и включают комплексное использование полезных ископаемых: борьбу с потерями при добыче, транспортировке и переработке сырья и утилизацию отходов его переработки.

В Украине ежегодно добывается 2.3 млрд. тонн горной массы, а отходы ее переработки превышают 1.5 млрд. тонн в год. Доля вторичных ресурсов в общем объеме переработанного сырья составляет сейчас лишь несколько процентов.

Хотелось бы специально остановиться на некоторых проблемах угледобывающих районов и их обострения вследствие закрытия шахт. Только в Луганской области закрыли 77 шахт и 1 обогатительную фабрику. При закрытии шахт преимущество отдают их физической ликвидации. Работы по решению экологических проблем, созданию рабочих мест и другим остросоциальным вопросам "Укруглереструктуризацией" финансируется по остаточному принципу, что привело к обострению социальных и экологических проблем. Одна из таких проблем – проблема водоснабжения. За последнее время прекратили свое существование десятки колодцев и источников в Селезневском, Лисичанском и Алмазно-Марьевском геолого-промышленном районах. Закрытие только 34 шахт угрожает подтоплением 25 кв. км, площадь подработанной территории превышает 400 кв. км. Площадь территории, составляющей опасность выброса метана, равна 33 кв. км, а территория возможных деформаций земной поверхности – 17 кв. км.

В настоящее время в г. Краснодоне уже подтоплено около 650 жилых строений. В Стахановском регионе в зону подтопления попадает более 2 тыс. зданий, водозаборные сооружения и системы канализации. Продолжается подтопление жилых и производственных строений в поселках Урало-Кавказ, Малый Суходол, Шелковый проток, Лозовая Павловка и др. Прекращение сброса шахтных вод из закрываемых шахт ведет к необратимому загрязнению и засолению подземных водных горизонтов.

Поднимаясь на поверхность, шахтные воды приводят к заболачиванию местности, попадают в ближайшие реки. Уже сегодня наблюдается изменение гидрологического и гидрохимического режима рек Ольховая, Санжаровка, Большая Каменка, Лугань и др., многие из которых являются основным источником хозяйственно-питьевого водопользования в углепромышленных регионах. При затоплении шахт под давлением воды происходит проникновение на поверхность рудничной атмосферы, обогащенной метаном, что приводит к насыщению им подвалов, зданий, колодцев и т. п. А ведь он очень взрывоопасен. Только в Стахановском регионе в результате закрытия шахт им. Ильича, Брянковская и Центральная-Ирмино этой опасности подвержена площадь в 2500 гектаров, на которой расположено 1870 жилых и 283 производственных и административных зданий. В 78 из них выявлено наличие метана.