-
MIKROBIOLOGISCHES VERFAHREN ZUR REKULTIVIERUNG VON
-
KIPPEN BEZIEHUNGSWEISE ABRAUMHALDEN Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf das Gebiet des Umweltschutzes, insbesondere auf mikrobiologische Verfahren
zur Rekultivierung von Kippen beziehungsweise Halden in der Kohlenindustrie.
-
Diese Kippen und Halden fallen in großen Mengen in Tagebauen und
bei der Untertagegewinnung von Stein- und Braunkohle, sowie von Brand- und Kohle-schiefern
an.
-
Außerdem entstehen Halden beim Betrieb von Wärmekraftwerken und in
der Hüttenindustrie. Da diese Kippen und Halden die Umwelt belasten und große Nutzflächen
einnehmen, wird es notwendig; diese zu rekultivieren. Das Problem der Rekultivierung
von Kippen und Halden ist eins der aktuellen Probleme des Umweltschutzes.
-
Ein bekanntes und in d» Praxis viel angewandtes konventionelles Vorfabren
zur Rekult;ivierung von Kippen und Halden besteht In Aufbringen (auf die Oberfläche
der Kippen und Halden) einer von anderen Bodenflächen abgenommenen frucht z ) aber
baren Bodenschicht. Dieses Verfabren erfordert arbeitsinten sive Operationen zur
Beförderung der Bodenschicht und führt zu einer Zerstörung des natürlichen bodenhorizontes.
in ulesem Zusammenhang sind zusatizliche Investitionen zur Wiedernutzbarmachung
derjenigen Grunstücksflächen notwendig, von denen die fruchtbare Bodenschicht abgenommen
worden i9to 15 ist ein Verfahren zur Rekultivierung von Aschehalden durch deren
biologische Befestigung unter Verwendung von häuslichen Abwässern bekannt (UdSSR-Urheberschein
515482)o Nach diesem Verfahren teilt man die Oberflache der Aschehalden in Gräben,
die man mit ungereinigtem häuslichen Abwasser bis zu einer Tiefe von 20 bis 30 cm
füllt und anschließend pflugt. Die Füllung der Gräben mit häuslichem Abwasser und
das anschlieBende Pflügen nimmt man mehrmals (6 bis 7 Male) vor.
-
Nach der Durchführung dieser Arbeiten besät man die Aschehalden mit
mehrjährigen Gräsern oder Getreide und technischen Kultur ren und begießt mit Wasser.
-
Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist der lang oam Prozeß der
Bodenbildung (Bodenverbesserung). Dieser Nachteil ist dadurch bedingt, daß in die
Aschehalden nur häusliche Abwasser, die organische Stoffe und biogene Elemente
enthalt
geleitet werden. Diese stimulieren aber die Lebenstätigkeit nicht nur der nützlichen
Mikroflora, sondern auch Von Mikroorganismen, die Antagonisten sind und die nützliche
Mikroflora unterdrücken.
-
Außerdem geht der Piozeß der Bodenbildung deshalb langsam vor sich,
weil der Gehalt der Aschehalden an Bodenmikroorganismen unbedeutend ist.
-
Ls muß auch berücksichtigt werden, daß einige Mikroorganismen, die
im häuslichen Abwasser enthalten sind, eine n Quelle für die Infektion von Menschen,
Tiere und Pflanzen sein können.
-
ls ist ein Verfahren zur Rekultivierung von Kippen und Halden bekannt,
welches darin besteht, daß man die Kippen-und Haldengesteine in der Höhe senkt und
unter anschließendem Planieren in einzelnen Parzellen mit einem Gefälle von wobei
fälle von höchstens 1,5 , man sie stufenweise anordnet (UdSSR-Urheberschein 494139).
Auf den vorbereiteten Flächen pflanzt man Obstbäume, sät dann Gründüngungspflanzen,
kultiviert das Gestein durch Aufschütten einer Humusschicht im Verlaufe von 3 bis
7 Jahren und durchgehende Impfung mit Bodenmikroorganismen unter Verwendung von
Präparaten, beispielsweise von Azotobakterin, Nitragin (UdSSR--Urheberschein 494139).
Die Abhänge der Flächen befestigt man durch Aussaat von mehrJährigen Gräsern.
-
Ein Nachteil dieses Verfahrens ist die lange Periode der Bodenbildung
sowie seine Arbeitsintensivität. Die lange
Periode der Bodenbildung
ist dadurch bedingt, daß man die Impfung mit Mikroorganismen vornimmt, die an die
Beding gungen der Kippen- und Haldengesteine nicht adaptiert sind.
-
Außerdem kommt es infolge eines mehrmaligen Einbringens von Humus
zu einer Verdichtung und brhärtung des Bodens unter der aufgebrachten Humussca1cht.
ble erhärtete Schicht wird lufolge fehlenden SapillarwasserumlauSes für die Pflanzenkulturen
impermeabel, wodurch der Prozeß der Bodenbildung ebenfalls verlangsamt wird.
-
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein mikrobiologisches Verfahren
zur Rekultivierung von Kippen und Abiaumhalden zu entwickeln, welches den Prozeß
der Bodenbildung auf den Kippen und Halden beschleunigt, ihre rasche Bepflanzung
ermöglicht, einfach in der Durchführung ist und keine großen Investitionen erfordert.
-
Dies mikrobiologische Verfahren zur Rekultivierung von Kippen beziehungsweise
Abraumhalden durch deren Behandlung mit Düngemitteln und Biopräparaten, Pflügen,
Besäen mit Pflan zensamen und Begießen mit Wasser ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß es folgende Stufen in der nachstehend angeführten Reihenfolge umfaßt: a) Ebnen
der Kippen beziehungsweise Halden; b) Einbringen din diese>von Dtingemitteln,
erhalten bei der Reinigung von häuslichem Abwasser; c) einbringen eines HuminpräpaIates,
welches eine Kultur des Humus produzierenden Schimmelpilzes Aspergillus niger,
abgetrennt
aus den Kippen beziehungsweise Halden, enthält; d) PflAgen; e) Aussaat von Samen
mehrjähriger Pilanzen; f) Inokulation der mit Samen besäten Oberfläche der Kippen
beziehungsweise Halden mit einem bakteriellen Präparat, welches eine Kultur von
ammonifizierenden und nitrifizierenden Bakterien, abgetrennt aus den Kippen beziehungsweise
Halden, enthält; g) Inokulation der Oberfläche der Kippen beziehungsweise Halden
mit einem Präparat, welches eine Kultur der ausden Kippen beziehungsweise Halden
abgetrennten Azotobacter und phosphatlösenden Bakterien enthält, während des Aufgehens
und der Bestockung der Pflanzen; h) Begießen der Pflanzen mit Wasser.
-
Man verwendet erfindungsgemäß ein Huminpräparat in Form einer wässerigen
Suspension, welche in 1 Liter 4 bis 7 g, bezogen auf das Trockengewicht, der Kultur
Aspergillus niger enthält, in einer Menge von 80 bis 100 g aktive Komponente Je
1 m2 der zu rekultivierenden Fläche. Ein solches Präparat läßt sich mit den Teilchen
des Kippen- beziehungsweise Haldenmaterials leicht vermischen und ersetzt vollständig
die Verwendung der Bodenhumusschicht.
-
Die mit Samen besäte Oberfläche der Kippen beziehungsweise Halden
ist zu inokulieren. Die Inokulation wird zweckmäßigerweise
mit
einem Präparat in Form einer wässerigen Suspension vorgenommen, welche in 1 er (in
Gramm nach dem Trockengewicht) 0,1 bis 0,2 der Kultur Bacillus mycoides, 0,07 bis
0,15 der Kultur Nitrosomonas europaea und 0,08 bis 0,15 der Kultur Nitrobacter Winogradskyi
enthält. Die aufzuan wendende Menge Präparat für die Inokulation beträgt 0p25 bis
0,) g aktive Komponente Je 1 m2 der zu rekultivierenden sei ilacue. Im folgenden
dieses Präparat der Kürze wegen mit "BNN" bezeichnet, wo bei BNN die Anfangsbuchstaben
der Beszeichnungen der Bakterien Bacillu59 Nitrosomonas, Nitrobacter sind.
-
Das Präparat "BNN" läßt sich gut mit Wasser versprühen und wird durch
die Teilchen des Kippen- be«iehungsweise Halden materials gut sorbiert. Der genannte
Gehalt an der aktiven Komponente in dem Präparat ist ausreichend für eine wirksame
Bodenbildung.
-
Die Oberfläche der Kippen beziehungsweise Hald ist weiter erfindungsgemäß
während des Aufgehens der Pflanzen und ihrer Bestockung zu inokulieren. Für die
Inokulation verwendet man in diesem Falle ein Präparat zweckmäßigerweise in Form
einer wässerigen Suspension, welche in 1 Liter (in Gramm nach dem Trockengewicht)
0,1 bis 0,3 der Kultur Azotobacter chroococcum und 0,15 bis 0>2 der Kultur Bacillus
megaterium enthält. Die aufzugendende Nenge des Präparates für die Inokulation beträgt
0,25 bis 0,5 g aktive Komponente be 1 m2 der zu rekultivierenden
Fläche.
Dieses Präparat sei im nachfolgenden der Kürze wegen mit "AB" bezeichnet, wobei
A und B die Anfangsbuchstaben der Bexeichungen der Bakterien Azotobacter und Bacillus
sind.
-
Das Präparat "AB" läßt sich ebenfalls gut mit Wasser verspriihen
und wird durch die Teilchen des Kippen- beziehungsweise Haldenmaterials gut sorbiert.
Der genannte Gehalt an der aktiven Komponente in dem Präparat ist ausreichend für
eine aktive hntwicklung der Mikroorganismen und für die Synthese von für die Pflanzen
notwendigen N:ihrstoffen Das erfindungsgem:lße Verfahren zur Rekultivierung von
eines Kippen und Abraumhalden begtinstigt die Lösung Wichtigen Problemes des Umweltschutzes
und ermöglicht die Bepflanzung des zu rekultivierenden Geländes.
-
Durch die Verwendung des Huminpräparates und die Inokulation mit
den bakteriellen Präparaten "ENN" und "AB" entfällt die Notwendigkeit , auf die
Oberfläche der zu rekultivierenden Kippen beziehungsweise Halden teuere fruchtbare
en Humusuchicht aufzubringen. Im nächsten Jahr ist keine zusätzliche Bodenverbesserung
auf den zu rekultivierenden F1ächen notwendig, weil ein rascher Prozeß der Bodenbildung
und Vergrasung der Oberfläche der Kippen beziehungsweise Halden beobachtet wird.
Solche Flächen können nach Ablauf von 2 bis 3 Jahren in der Landwirtschaft zum Setzen
von Kulturpflanzen benutzt werden. Diese Zeit ist um das 2 bis 3fache
kürzer
als die Dauer der Rekultivierung nach dem bekannten konventionellen Verfahren untcr
Verwendung einer von anderen Flächen abgenommenen Bodenthumusschicht.
-
der Diese und weitere Vorteile werden aus folgendes ausführlichen
Beschreibung ersichtlich sein.
-
Die zur Rekultivierung bestimmten Kippen und Halden, einschließlich
der Kuppen und Halden, welche durch die Gewinnung von Stein- und Braunkohle, Brand-
und Kohlenschiefern, entstehen, sowie verschleuerle Aschehalden werden zunächst
geebnet; dann wird die geebnet Fläche gegeLenenfalls plaziert, Im Falle einer Halde
wird der Gipfel abgenommen unter anschließender Terrassierung des Haldengesteins.
Wenn der pH-Wert des Haldengesteins niedrig ist (2 bis 3), ist ein solches Gestein
mit einem Neutralisierungsmittel zu behandeln. Als Neutralisierungsmittel kommen
Kalk, Abfallprodukte der Sodaherstellung, Kalkstein und dergleichen in Frage.
-
Man verwendet jedoch vorzugsweise als Neutralisierungsmittel Abfallprodukte
der Sodaherstellung, welche ein Gemisch von Kalziumoxyd und Kalziumkarbonat enthalten.
Die Menge der für die Neutralisation des Kippen- beziehungsweise Haldenent verwendeten
Abfallprodukte entsprechend gesteins verwendeten Abfallprodukte wird der hydrolytischen
Azidität der jeweils zu rekultivierenden Kippe beziehungsweise Halde berechnet.
-
In die vorbereitete Fläche der zu rekultivierenden Kippe beziehungsweise
Halde bringt man ein Düngemittel, welches biogene elemente (Stickstoff, Phosphor,
Kalium) enthält, in einer
Menge von 1,5 bis 2 kg je 1 m2 der zu
behandelnden Fläche ein. Als solches Düngemittel kann er bei der einigung von .m
häuslichem Abwasser anfallende verwendet werden. Danach bringt man in die zu iekultivierende
Fläche der Wippe beziehungsweise Halde erfindungsgemäß ein Huminpräparat in Form
einer wässerigen Suspension ein, welche in 1 Liter nach dem Trockengewictlt 4 bis
7 g der Kultur Aspergillus niger enthält. Die Menge des Huminpräpaxates beträgt
80 bis 100 g aktive Komponente Je 1 m2 der zu rekultivierenden Fläche. Die Verwendung
des genannten Huminpräparates bringt einen großen ökonomischen Effekt, der darauf
zurückzuführen ist, daß dieses Präparat auf der Basis von Kohlenschiefern bereitet
wird, die in dem Kippen- beziehungsweise fIaldengestein bei der Steinkohlengewinnung
enthalten sind, das heißt Abfallprodukte darstellen. Diese Kohlenschiefer sind ein
gutes Nährmedium für die Züchtung des Pilzes Aspergillus niger, der Huminsäuren
und andere organische Stoffe produziert, die dem Präparat biologische Wirksamkeit
verleihen.
-
Das Huminpräparat wird durch Kultivit;ren der Schimmelpilze Aspergillus
niger, die Humus produzieren, auf einem Nährmedium bereitet, das Kohlenschiefer
enthält. Bekanntlich enthalten Kchlenschiefer Kohlenstoff, Eisen, Aluminium, SticKsboff,
Schwefel, Phosphor, Kalium, Kupfer, Bor, Mangan.
-
All diese Elemente sind notwendig für die Lebenstätigkeit des Schimrnelpilzes
Aspergillus niger, weshalb Kohlenschiefer
als Nährmedium für diesen
Pils verwendet werden können.
-
Kohlenschiefer mahlt man und enthimmt die Fraktion mit einen Teilchengröße
von höchstens 1 mm2 in einer Menge von 6 bis 8 Masseprozent. Die Fraktion vermischt
man mit Wasser und gibt dei erhaltenen Suspension 20 bis 40 Masse einer prozent
Kohlenstoffquelle zu, Als Kohlenstoffquelle dienen z.B die Abwässer von Konditoreiwarenfabriken,
welche 0,5 bis 1% acker enthalten. Dann inokuliert man diese als Nährmedium dienende
Suspension mit der Kultur des Schimmelpilz es As-Aspergillus niger, der Humus produziert,
und züchtet diesen bei einer Temperatur von 25 bis 3000 im Verlaufe von 10 bis 15
Tagen. Die Biomasse des Pilzes, die Produkte seiner Lebenstätigkeit (Humus und andere
organische Stoffe), die Reste vom Kohlenschiefer - all das zusammen wird als Humin
präparat verwendet.
-
Der Gehalt des Präparates an Humus beträgt 3 Masseprozent, der an
Gesamtstickstoff 0,5 Masseprozent.
-
Der venvendete Schimmelpilz Aspergillus niger wild aus dem zu rekultivierenden
Kippen- beziehungsweise Halden-und gestein abgetrennt dann auf Czapek-Nährmedium
bei einer Temperatur von 25 bis 30°C £ur die Herstellung von Speicherkul tur gezüchtet.
-
Die Verwendung des Huminpräparates zur Rekultivierung von Kippen-
beziehungsweise Haldengestein macht es möglich,
den arbeitsintensiven
und teueren Prozeß des AuSbringen3 einer von anderen fruchtbaren Grundstückflächen
abgenommenen die damit vorbundenen natürlichen Humusschicht und arbeitsintensive
Arbeiten sewie den materiellen Aufwand fur die Wiedernutzbarmachung der letzteren
zu vermeiden.
-
Nach dem Einbringen (in die zu rekultivierende Fläche) des genannten
Huminpräparates/pflAgt man diese bis zu einer Tiefe von 15 bis 20 cm und besät sie
mit den Samen mehrjähriger Pflanzen. Man verwendet dazu gewöhnlich ein Gemisch von
Hülsonfruchtgewächsen und Grüsern, beispielaweise ein Gemisch von Steinklee (Melilotus)
und Treppe (Bromus), ein Gemisch von Klee (Trifoleum) und Straußgras (Agrostis)
und andere geeignete Kulturen. Die Aussaatnorm der Samen beträgt 0,15 bis 0,020
kg je 1 m2 der Fläche.
-
Die mit den Samen besäte zu rekultivierende Fläche inokuliert man
erfindungsgemäß mit dem bakteriellen Präparat "BNN" in Form einer wässerigen Suspension,
welche in 1 Liter (in Grain nach dem Trockengewicht) 0,1 bis 0,2 der Kultur ammonifizierender
Bakterien, beispielsweise Bacillus mycoi des, 0,07 bis 0,15 der Kultur der nitrifizierender
Bakterien, beispielsweise Nitrosomonas europaea und 0,08 bis 0,15 Nitrobacter Winogradskyi,
enthält.
-
Die Menge des eingebrachten Präparates "BNN" beträgt 0,25 bis 0,5
g aktive Komponente Je 1 m2 der zu rekultivierenden Fläche.
-
Die Bakterien des Pläpax,ates "BNN" beteiligen sich an den Prozessen
der Umwandlung des Stickstoffes, das heißt sie überführen den Stickstoff aus der
schwerzugänglichen Form eine in für die Pflanzen zugangliche Form0 Außerdem bilden
sich durch den Metabolismus dieser Bakterien solche starken Reagenzien wie Ammoniak
und Salpetersäure, welche das ltristallgitter des Minerals zerstören und dadurch
das Gestein in Boden verwandeln.
-
Die zu rekultivierende Fläche inokuliert man während des Aufgehens
der Pflanzen erfindungsgemäß mit dem bakteriellen Präparat "AB" in Form einer wässerigen
buspension, welche inll Liter 0,1 bis 0,3 g (nach dem Trockengewicht) Azotobacter,
beispielsweise Azobacter chroococcum, und 0,15 bis 0,2 g phosphatlösende Bakterien,
beispielsweise Bacillus megaterium enthält. Die Menge des eingebrachten Präparates
"AB" beträgt 0,25 bis 0,5 g aktive Komponente je 1 m2 der zu rekultivierenden Fläche.
-
Während der Bestockung der Pflanzen führt man eine nochmalige Inokulation
mit dem Präparat "AB" der gleichen Zusammensetzung und in gleicher Menge wie auch
bei der Inokulation während des Aufgehens der Pflanzen durch. Nach der Inokulation
begießt man die Pflanzen mit Wasser.
-
Die in die zu rekultivierende Fläche mit dem Präparat "AB" eingebrachten
Azotobacter und phosphatlösenden Bakterien und bilden durch den Metabolismus) scheiden
aus verschiedene organische Stoffe, wie heterozyklische Verbindungen, Karbonsäuren,
Aminosäuren,
verschiedene Vitamine, usw. welche für die Pflanzen während des Aufgehens und der
Bestockung besonders notwendig sind. Außerdem überführen die phosphatlösenden Bakterien
die Phosphate aus der schwerlöslichen Form in die für die Assimilation durch die
Pflanzen leicht zugängliche lösliche Form.
-
Die für die Bereitung dei Präparate "BNN" und "AB" zu verwendenden
Bakterien trennt man vorher aus den zu rekultivierenden Kippen beziehungsweise Halden
ab. Diese Maßnahme macht es möglich, die (langwierige Operation,) mit der Adapta
tion der Bodenbakterien dieser Art an die Bedingungen der zu verbundene rekultivieienden
Kippen beziehungsweise Halden zu vermeiden.
-
Die Abtrennung aus den zu rekultivierenden Kippen beziehungsweise
Halden4(der genannten Bakteriebereibet keine Schwierigkei- kann.
-
ten, weil sie nach einer bekannten Methodik durchgefährt wurden Diese
Methodik besteht darin, daß man Proben des Kippen- beziehungsweise Haldenmaterials
entnimmt und diese in Wasser suspendiert. Linse solche wässerige Suspension verwendet
man als Impfmaterial, mit dem man ein bekanntes elektives Nährmedium, beispielsweise
Peptonwasser, Winogradskyi-Nährmedium, Derx-oder -Nährmedium, Pikowskaja-Nährmedium
andere geeignete Nährmedien, beiomsft. Auf den genannten Nährmedien züchtet man
die Speicherkultur der ammonifizierenden und nitrifizierenden Bakterien, die für
die Bereitung des Präparates "BNN" verwendet wird, und die Speicherkultur von Azotobacter
und der phosphatlösenden Bakterien für die Bereitung des Präparates "AB".
-
Somit ist der Prozeß der Abtrennung der Bakterien aus den zu rekultivierenden
Kippen beziehungsweise Halden einfach durchführbar und Leicht und erfordert keinen
bedeutenden materiellen Aufwand.
-
Für die Bereitung des Präparates "BNN" verwendet man zweckmäßig folgende
Bakterien: Bacillus mycoides, Nitrosomonas europaea und Nitrobacter Winogiadskyi,
die durch erhöhte Aktivität un Vergleich zu anderen Arten von ammonfizierenden und
nitrifizierenden Bakterien geker£nzeichnet sind. Die Speicherkultur der ammonifizierenden
Bakterien in einer Menge von 0,1 1 bis 0S2 g (nach dem Trockengewicht) und die Speicherkultur
der nitrifizierenden Bakterien in einer Menge von 0,07 bis 0,15 g suspendiert man
in Wasser. Ein solches bakterielles Suspensionsgemisch ist das Präparat "BNN" und
ist gebrauchsfertig.
-
Was die Bereitung des Präparates "AB" anbelangt so wird dieses ebenfalls
durch Suspendieren der Speicherkulturen in Wasser bereitet. Dazu nimmt man die Kultur
Azotobacter in einer Menge von 0,1 bis 03 g (nach dem Trockengewicht) und die Kultur
de phosphatlösenden Bakterien in einer Menge von 0,15 bis 0,2 g (nach dem Trockengewicht)
suspendiort in Wasser und vermischt. Bin solches bakterielles Suspensions gemisch
ist das Präparat "AB" und ist gebrauchsfertig.
-
Wie aus der angeführten Beschreibung hervorgeht, bereitet die Bereitung
der vorgeschlagenen Präparate ebenfalls keine Schwierigkeiten.
-
Die ausführliche Beschreibung der Erfindung zeigt, daß das erfindungsgemäße
Verfahren zur Rekultivierung von Kippen und Halden keinen großen Energieaufwand,
keine teueren und knap-und pen Komponenten, keine speziellen Einrichtungen erfordert,
einfach in der Durchführung und deshalb wirtschaftlich vorteilhaft ist und daß die
Technelogie zur Bereitung des verwendeten Huminpräparates der Piäparate "BNN" und
"AB" einfach und leicht durchfiihrbar ist.
-
Da man für die Bereitung der genannten Präparate aus der zu rekultivierenden
Wippe beziehungsweise Halde abgetrennte Bakterien ver;,endet, ist es möglich, die
vorhergehendauernde de langwierige (1 bis 2 Jahr Adaptation de Bodenbakterien an
die Bedingungen der zu rekultivierenden Kippen beziehungsweise Halden zu vermeiden.
-
Elias erfindungsgemäße Verfahren macht es möglich, die Rekultivierung
der Kippen und Halden bereits im 1. Jahr der Rekultivierung herbeizuführen. Dus
bedeutet, daß das tninbrinQen des Huminpräparates und der bakteriellen Präparate
"BNN" und 'tAB" nur während der ersten Vegetationsperiode des Pflanzenwachstums
vorgenommen wird; im 2. Jahr brauchen sie bereits nicht eingebracht zu werden.
-
Alle diese Vorteile können leicht erreicht werden bei genauer Einhaltung
der genannten ReihenfolLse der Arbeitsstadien und insbesondere der Inokulation mit
den Präparaten "B}m" und "AB". Bei Nichteinhaltung der genannten keihenfolge so
können die gev;unschten Resultate nicht erreicht werden und
der
Prozeß der Bodenbildung wird langsam vor sich gehen.
-
Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend
folgende Beispiele angeführt.
-
Beispiel 1. Man rekultivierte Haldengestein vom Kohle -bergbau, welches
aus Argilliten, Aleuroliten und Quarzsandsteinen mit Pyriteinschlüssen besteht und
folgende Elemente enthält: Gesamtkohlenstoff 9,9 Masseprozent, Gesarnteisen 47,7
Maszeprozent, Gesamtaluminium 8,? Masseprozent, Gesamtstickstoff 0,21 Masseprozent,
Gesamtschwefel 1,1 Masseprozent, Phosphate 0,0069 Masseprozent, Kalium 0,01 Masseprozont,
Kupfer 0,02 Masseprozent, Bor 0,17 Masseprozent, Mangan 0,27 Masseprozent. Der pH-Wert
des Gesteins beträgt 2,45 bis 3,6.
-
Die Oberfläche ebnet man, führt eine Planierung durch und parzelliert
in 2 m2 große Parzellen. In jede Parzelle bringt man zur Neutralisation der toxischen
Ligenschaften dcs Gesteins ein Gemisch von CaO und Caco3 als Neutralisierungsmittel
in einer Menge von 1 kg Je 1 m2 Fläche ein.
-
Danach bringt man in das Gestein den bei der Reinigung von und häuslichen
Abwässern erhaltenen Schlamm als Dungemittel ein. Die Menge dieses Düngemittels
betragt 1,5 kg je 1 m2 der zu rekultivierenden Fläche. Danach bringt man das iluminpräparat
in Form einer wässerigen Suspension ein, welche in 1 Liter 4 g (nach dem Trockengewicht)
der Kultur Aspergillus niger enthält.
-
Die Menge des Huminpräparates beträgt 80 g (umgerechnet die auf aktive
Komponente) je 1 m2 der zu rekultivierenden Fläche.
-
Das auf diese Weise behandelte Gestein pflUgt man bis zu es einer
Tiefe von 20 cm und besät mit den Samen mehrjährig er Pflanzen. Dazu verwendet man
ein Gemisch von Hülsenfruchtgewächsen und Gräsern. Die Ansaatnorm der Samen beträgt
0,015 kg je 1 m2 der zu rekultivierenden Fläche. Danach inokuliert man die Haldenoberfläche
mit dem Präparat "BNN" und während des Aufgehens und der Bestockung der Pflanzen
mit dem Präparat 'AB". In den genannten bakteriellen Präparat ten ist die Menge
der Kultur in Gramm nach dem Trockengewicht angegeben.
-
Das mit den Samen besäte Gestein inokuliert man mit dem bakteriellen
Präparat "BNN" in Form einer wässerigen Suspension, welche in 1 Liter 0,1 g der
Kultur Bacillus mycoides, 0,07 g der Kultur Nitrosomonas earopaea und 0,08 g der
Kultur Nitrobacter Winogradskyi enthält. Die genannten Bakterien wurden aus dein
für die Rekultivierung gewählten Ausgangsgestein abgetrennt. Die Menge des in das
Gestein eingebrachten Präparates "BN" beträgt 0,25 g aktive Komponente je 1 m2 der
zu rekultivierenden Fläche. Während des Aufgehens der Pflanzen führt man die Inokulation
mit dem bakteriellen Präparat "AB" in Form einer wässerigen Suspension durch, welche
in 1 Liter 0,1 g der Kultur Azotobacter chroococcum und 0,15 g der Kultur Bacillus
megaterium enthält. Die Menge des eingebrachten Präparates t'AB" beträgt 0,25 g
aktive Komponente je 1 m2 der zu rekultivierenden Fläche. Die in dem
einer
wässerigen Suspension, welche in 1 Liter 0,3 g der Kultur Azotobacter chroococcum
und 0,2 g der Kultur Bacillus megaterium enthält. Die Menge des in das Gestein eingebrachten
Präparates beträgt 0,5 g aktive komponente je 1 m2 der zu rekultivierenden Fläche.
-
Nach der Inokulation begießt man die Pflanzen mit Wasser. Die Anzahl
der Xlliederholungen im Versuch beträgt 4.
-
Die Resultate der Änderung der chemischen Zusammensetzung des Gesteins
sind in der Tabelle angeführt. In derselben Tabelle sind Versuchsergebnisse zum
Vergleich, das heißt ohne Behandlung des Gesteins mit dem Huminpräparat und ohne
Inokulationen. mit den bakteriellen Präparaten angeführt. Als Kontrolle dienten
Versuchsparzellen, die zur Neutralisation der toxischen Eigenschaften des Gesteins
nur einem mit einem Gemisch von CaO und CaCO3 sowie mit bei der Reinigung von häuslichen
Abwässern erhaltenen Düngemittel, Klärschlamm mit dem sogenannten behandelt worden
waren.
-
Aus der Tabelle ist zu versehen, daß bei der Rekultivierung des Haldengesteins
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich zu dem bekannten Verfahren eine
Zunahme des pH-Wertes, eine Senkung der hydrolytischen Azidität, eine ErhUhung sowie
der Summe der Austauschbasc-n eine Senkung des Gehaltes an Eisen, Aluminium, Schwefel,
Kohlenstoff beobachtet wird. Man beobachtet den Prozeß der Humusspeicherung. In
dem Gestein wächst die Menge an beweglichmE:alium und beweglictlem
Präparat
"AB" enthaltenen Bakterien wurden ebenfalls aus dem für die Rekultivierung gewählten
Ausgangsgestein abgetrennt.
-
Während der Bestockung der Pflanzen nimmt man eine nochmalige Inokulation
mit dem genannten Präparat "AB" der gleichen Zusammensetzung und in gleicher Menge
wie a auch bei der Inokulation während des Aufgehens der Pflanzen vor. Nach der
Inokulation Degiebt man die Pflanzen mit wasser. Die Anzahl der Witderholungen im
Versuch beträgt 4.
-
Die Resultate der Änderung der chemischen Zusammensetzung des rekultivierten
Gesteins sind in der Tabelle angeführt.
-
Beispiel 2. Die Rekultivierung des Gesteins wird analog zu Beispiel
1 durchgeführt. Die Zusammensetzung des Ausgangsgesteins ist analog zu Beispiel
1. Ein Unterschied in diesem Beispiel zu dem Beispiel 1 ist der mengenmäßige Gehalt
des Präparates "BON" und des Präparates "AB" an Bakterien kulturen und die Menge
des in das zu rekultivierende Gestein eingebrachten Präparates. Die Inokulation
des Gesteins nimmt man mit dem bakteriellen Präparat "BNN" in Form einer wässerigen
Suspension vor, die in 1 Liter 0,2 g der Kultur Bacillus mycoides, 0,15 g der Kultur
Nitrosomonas europaea und 0,15 g der Kultur Nitrobacter Winogradskyi enthält. Die
Menge des in das Gestein eingebrachten Präparates beträgt 0,5 g aktive Komponente
je 1 m2 der zu rekultivierenden Fläche.
-
Während des Aufgehens der Pflanzen und deren Bestockung inokuliert
man mit dem bakteriellen Präparat "AB" in Form
Phosphor sowie der
Gehalt an Gesamtstickstoif.
-
Der beste Effekt wurde bei der Rekultivierung mit den bakteriellen
Präparaten "BNN" und "AB" erzielt, welche in einer Menge von 0,5 g/md, umgerechnet
auf die aktive Eomponente, genommen wurden.
-
Untersuchungen haben ergeben, daß auf den nach dem erfindungsgemäBen
Verfahren rekultivierten Flächen günstigere Bedingungen für die Prozesse der Nitrifizierung
und Mobilisierung der beweglichen Form des Phosphors und des Kaliums sowie der Nährstoffelemente
geschaffen werden. Unter dem Einfluß der Tätigkeit der eingebrachten Mikroorganismen
verbessern sich die agrochemischen Ligenschaften des rekultivierten Gesteines. Das
Einbringen (in das Gestein) von an das Gestein bezeits/adaptierten Mikroorganismen
beschleunigt den Prozeß der Bodenbildung, wodurch das Gestein im 2. Jahr nicht mehr
behandelt zu werden braucht und es keiner nochmaligen Einbringung des Huminpräparates,der
Präparate "ENN§ und der bedarf.
-
Gleichzeitig mit dem Prozeß der Bodenbildung geht der Prozeß der Vergrasung
der Kippen und Halden vor sich. Auf solchen Flächen kann man Baumsetzlinge pflanzen.
Somit wird die Rekultivierung der Kippen- beziehungsweise Haldengesteine in n in
einem Jahr statt 3 bis 7 Jahre na ch der früher angewandten schnelle Methode durchgeführt.
Das Verfahren gewährleistet Bepflanzung des Bergbaugeländes und schützt die Umwelt.
-
Beispiel 3. Dieses Beispiel illustriert die Bereitung des bakteriellen
Präparates "BNN".
-
Die Bereitung des Präparates sieht die Herstellung einer Speicherkultur
durch Eultivieren<auS einem elektiven Nährmedium> der ammonifiziereden Bakterien
Bacillus mycoides und der nitrifizierenden Bakterien Nitrosomonas europaea und Nitrobacter
Winegradskyi vor.
-
Dic genannten Bakterien trennt man aus dem Haldengestein der in Beispiel
1 beschriebenen Zusammensetzung ab. Die Abtrennung der Bakterien erfolgt nach bekannter
Methodik, welche darin besteht, daß man Proben des IIaldengesteins in Wasser unter
sterilen Bedingungen suspendiert. Die erhaltene wässerige Suspension verwendet man
als Impfmaterial für die Bereitung der Speicherkultur. Mit dem Impfmaterial beimpft
man Peptonwasser zur Züchtung von Bacillus mycoides und Winogiadskyi-Nährmedium
zur Züchtung von Nitrosomonas europaea und Nitrobacter Winogradskyi. Nach mehrmaligem
Uberimpfen züchtet man auf den genannten Nährmedien die Speicherkultur der genannten
Bakterien. Die erhaltene Speicherkultur Bacillus mycoides in einer Menge von 0,1
g (nach dem Trockengewicht), die Speicherkultur Nitrosomonas europaea in einer Menge
von 0,07 g (nach dem Trocken$ewicht) und itrobacter Winogradskyi in einer Menge
von 0,08 g (nach dem Trockengewicht) suspendiert man und vermäscht in Wasser. Alle
Operationen werden unter sterilen Bedingungen durchgeführt. Die erhaltene bakterielle
Suspension ist ein Fertigprodukt, , das hier der Kiirze wegen mit "BNN" bezeichnet
ist.
-
Sin Vorteil dieses Präparates ist die Einfachheit seiner Bereitung
und ein besonderer Vorteil ist esS daß die genannten Pakterien an die Bedingungen
des Kippen- beziehungsweise Halden,gesteins adaptiert sind5 wodurch der Prozeß der
Bodenbildung beschleunigt wird.
-
Beispiel 40 Dieses Beispiel illustriert die Bereitung des bakteriellen
Präparates "AB".
-
Die Bereitung des Präparates "AB" sieht die Herstellung einer Speicherkultur
durch Kultivieren (auf einem elektiven Nährmedium)der Bakterien Azotobacter chroococcum
und der phosphatlösenden Bakterien Bacillus megaterium vor.
-
Die genannten Bakterien trennt man aus dem Haldengestein der in Beispiel
1 genannten Zusammensetzung ab. Die Abtrennung der Bakterien erfolgt nach der in
Beispiel 3 beschriebenen Methodik. Mit dem Impfmaterial beimpft man das Derx-Nahrmedium
zum Züchten der Bakterien Azotobacter chroococcum und Pikowskaja- Nährmedium zum
Züchten der Bakterien Bacillus megaterium. Nach mehrmaligem Uberimpfen züchtet man
auf den genannten Nährmedien die Speicherkultur der gegenannten Bakterien. Die erhaltene
Speicherkultur der Bakterien Azotobacter chroococcum in einet Menge von 0,1 g (nach
dem Trockcnewicht) und die Speicherkultur der Bakterien Bacillus megaterlum in einer
Menge von 0,15 g (nach dem Trockengewicht) sie suspendiert man und vermischt in
Wasser. Alle Operationen werden unter sterilen Bedingungen durchgeführt. Die erhaltene
bakterielle Suspension ist ein Fertigprodukt, das hier
der Kürze
halber mit "AB" bezeichnet ist.
-
Lin Vorteil dieses Präparates ist die Einfachheit seiner Bereitung
und ein besonderer Vorteil ist es, daß die gegenannten Bakterien an die Bedingungen
des Kippen- beziehung weise Haldengesteins adaptiert sind, wodurch der Prozeß der
Bodenbildung beschleunigt wird.
-
Beispiel 5. Das vorliegende Beispiel illustriert die Bereitung des
Huminpräparates.
-
Das Huminpraparat bereitet man durch Kultivierung der Schimmelpilze
Aspergillus niger, die Humus produzieren, auf einem Nährmedium, welches Kohlenschiefer
enthält.
-
Die genannten Pilze werden aus des Haldengestein der in Beispiel
1 genannten Zusammensetzung abgetrennt. Die Abtrennung erfolgt nacn bekannter Methodik,
die darin besteht, daß man Proben des Haldengesteins entnimmt und diese in Wasser
suspendiert. Eine solche wässerige Suspension verwendet man als Impfmaterial zur
Bereitung der Speicherkultur des genannten. Schimmelpilzes. Dazu beimpft man mit
der bereiteten wässerigen Suspension Gzapek-Nährmedium und züchtet die Speicherkultur
Aspergillus niger. Diese Speicherkultur des Pilzes verwendet man zur Bereitung des
Huminpraparates, welche in der Kultivierung der abgetrennten Kultur des Pilzes Aspergillus
niger auf einem Nährmedium, welches Kohlenschiefer enthält, besteht. Dazu mahlt
man Kohlenschiefer, entnimmt die Fraktion mit einer Teilchengröße von
höchstens
1 mm2 in einer Menge von /0 g und suspendiert in 0,8 1 Wasser. Der erhaltenen Suspension
gibt man 0,2 1 in der Nahrungsmittelindustrie anfallenden Abwässern,die in 1 Liter
5 g Zucker enthalten, als Kohlenstoffquelle zu und bringt 10 ml Speicherkultur des
Pilzes Aspergillus niger ein.
-
Die züchtung wird bei einer Temperatur von 28°C im Verlauf von 12
Tagen durchgeführt. Alle Operationen werden unter sterilen Bedingungen durchgeführt.
-
Das erhaltene Kulturgemisch, welches Biomasse des Pilzes, Humus und
weste von Kohlenschiefer enthält, ist dasHuminpräparat. Das Präparat enthält 3 Masseprozent
Humus und 0,5 Masseprozent Gesamtstickstoff.
-
lin Vorteil dieses Huminpräparstes ist es, daß man Abfallprodukte
der Kohlenindustrie und der Nahrungsmittelin dustrie, insbesondere Abwässer der
Konditoreiwarenindustrie als Rohstoff für das Nährmedium verwenden kann.
-
Tabelle Chemische Zusammensetzung des rekultivierten Gesteins 6ei-
Hydreolytische Summe der Fe203, Al203, S,% Ge- Humus, Ge- K20 P205 spie- PH H20
Azidität, Austausch- % % samt-C, % samt-N, mg/100 g mg/100 g le mg/val/100g mg/val/100g
% % unbehandelt 3,52 16,17 8,51 10,06 14,22 7,08 14,49 0,16 0,15 5,27 0,52 Beispiel
I 5,72 2,98 15,02 4,32 10,12 1,32 11,82 0,36 0,47 7,63 2,68 Beispiel II 7,15 1,22
24,09 2,44 5,08 0,85 5,75 0,54 0,65 19,06 5,32