RU2484613C2 - Method of creation of vegetative ground cover in recultivation of disturbed soils - Google Patents

Method of creation of vegetative ground cover in recultivation of disturbed soils Download PDF

Info

Publication number
RU2484613C2
RU2484613C2 RU2011127453/13A RU2011127453A RU2484613C2 RU 2484613 C2 RU2484613 C2 RU 2484613C2 RU 2011127453/13 A RU2011127453/13 A RU 2011127453/13A RU 2011127453 A RU2011127453 A RU 2011127453A RU 2484613 C2 RU2484613 C2 RU 2484613C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
waste
wastes
disturbed
mining
Prior art date
Application number
RU2011127453/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011127453A (en
Inventor
Любовь Андреевна Иванова
Марина Вячеславовна Кременецкая
Тамара Тимофеевна Горбачева
Елена Станиславовна Иноземцева
Ольга Петровна Корытная
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина Кольского научного центра РАН (ПАБСИ КНЦ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Учреждение Российской академии наук Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина Кольского научного центра РАН (ПАБСИ КНЦ РАН) filed Critical Учреждение Российской академии наук Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина Кольского научного центра РАН (ПАБСИ КНЦ РАН)
Priority to RU2011127453/13A priority Critical patent/RU2484613C2/en
Publication of RU2011127453A publication Critical patent/RU2011127453A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2484613C2 publication Critical patent/RU2484613C2/en

Links

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention relates to the field of recultivation of disturbed soils, in particular technogenic wastelands. The method comprises application on the soil surface of wastes, mineral fertilisers, and sowing of perennial grasses. At that, on the soil surface the mining wastes are applied with the layer not less than 5 cm, containing calcite and/or hydrous magnesium silicate. Compound fertilisers N70P70K70 are applied, then exfoliated vermiculite is spread with a layer of up to 1 cm with granules of up to 4 mm, a mixture of seeds of perennial plants is sown, watered and covered with a polymer film which is removed at the 5-7th day. As mining wastes the carbonatite wastes are also used, or screened olivinite ore or serpentinite magnesite. As the seeds of perennial plants the red fescue, timothy, awnless brome, European dune wild ruttishness is used in the amount of 50-100 g/m2. Watering is carried out at the rate of 5 l/m2.
EFFECT: method reduces complexity of technical and biological works on recultivation of disturbed soils and planting of urban areas, wastes recycling of mining and processing complex, increasing the efficiency of formation of sowing culture phytocoenoses and their durability, accelerating the process of recultivation with creation of conditions for accelerated accumulation of elements of fertility in the disturbed layer.
4 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам биологической рекультивации нарушенных земель и может быть использовано для восстановления земель, ставших бесплодными в результате деятельности человека, в том числе для рекультивации антропогенно-нарушенных закисленных земель (техногенных пустошей).The invention relates to methods for biological reclamation of disturbed lands and can be used to restore lands that have become barren as a result of human activities, including for the restoration of man-made disturbed acidified lands (man-made wastelands).

Основным фактором дигрессионной сукцессии экосистем, находящихся в зоне воздействия предприятий, выбрасывающих в атмосферу тяжелые металлы (ТМ) и кислотообразующие вещества, в первую очередь диоксид серы, является закисление территории. Сложность решения проблемы усугубляется постоянным продолжающимся во времени высоким уровнем воздушного загрязнения. Традиционным приемом уменьшения кислотности почв является известкование. В качестве известковых материалов помимо исходных известковых пород, основным компонентом которых является кальцит CaCO3 и, в меньшей мере, карбонат магния MgCO3, применяют отходы промышленности сложного состава [1]. Например, в сланцевой золе большая часть кальция и магния находится в форме силикатов. Сланцевая зола при внесении в эквивалентных по СаО+MgO количествах эффективнее углекислых форм извести. Кремневая кислота в составе известковых материалов может уменьшать количество подвижного алюминия в почвах и способствовать лучшему усвоению фосфора растениями. В то же время в соответствии с ГОСТ 17.5.1.03-86 «Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель» в случае выраженной токсичности грунта рекультивируемых территорий необходима «коренная химическая мелиорация; создание экрана из нейтрализующих токсичные свойства пород; перекрытие потенциально-плодородными породами с мощностью слоя, обеспечивающего нормальное развитие растений в данных природно-климатических условиях». При проведении работ по рекультивации техногенно-нарушенных территорий рекомендуется удаление загрязненной почвы и замена ее на новый плодородный слой, что ведет к необходимости нарушения ландшафта на других территориях для изъятия больших объемов плодородного слоя, к возникновению проблемы утилизации удаленного слоя и значительному увеличению трудозатрат и стоимости рекультивационных работ. При физико-химических обработках удаленного слоя с возвратом его на прежнюю территорию также возникает ряд сопутствующих проблем: повышение мобильности и биодоступности поллютантов, перераспределение их по фракциям, изменение в целом физико-химических характеристик субстрата, что существенно снижает эффективность его дальнейшего использования как обычной почвы.The main factor in the digression succession of ecosystems located in the zone of influence of enterprises emitting heavy metals (HM) and acid-forming substances, primarily sulfur dioxide, is the acidification of the territory. The difficulty of solving the problem is exacerbated by the constant ongoing over time high level of air pollution. The traditional method of reducing soil acidity is liming. As calcareous materials, in addition to the original calcareous rocks, the main component of which is calcite CaCO 3 and, to a lesser extent, magnesium carbonate MgCO 3 , industrial wastes of complex composition are used [1]. For example, in shale ash, most of the calcium and magnesium is in the form of silicates. Shale ash when added in equivalent amounts of CaO + MgO is more effective than carbon dioxide forms of lime. Silicic acid in calcareous materials can reduce the amount of mobile aluminum in soils and contribute to better absorption of phosphorus by plants. At the same time, in accordance with GOST 17.5.1.03-86 “Classification of overburden and host rocks for biological land reclamation” in case of pronounced soil toxicity in the reclaimed territories, “radical chemical reclamation is necessary; creating a screen of neutralizing toxic properties of rocks; overlapping by potentially fertile rocks with a thickness of the layer that ensures the normal development of plants in these climatic conditions. " When carrying out restoration work on technologically disturbed areas, it is recommended to remove contaminated soil and replace it with a new fertile layer, which leads to the need for landscape disturbance in other territories to remove large volumes of the fertile layer, to the problem of disposing of the removed layer and to a significant increase in labor costs and the cost of restoration works. During physicochemical treatments of the removed layer with its return to the former territory, a number of concomitant problems also arise: increasing mobility and bioavailability of pollutants, redistributing them into fractions, changing the overall physicochemical characteristics of the substrate, which significantly reduces the effectiveness of its further use as ordinary soil.

Для раскисления почв применяют также органоминеральные удобрения, содержащие различные компоненты (например, органоминеральное удобрение, состоящее из смеси бесподстилочного навоза, торфа и извести по авторскому свидетельству СССР №1395618, органоминеральное удобрение по патенту №2263651 от 13.05.2004 г., полученное путем смешивания птичьего помета с кальцийсодержащим компонентом - дефекатом свеклосахарного производства и др.). Однако агрохимическая эффективность таких удобрений низкая, причем их производство связано со значительными энергозатратами.Organomineral fertilizers containing various components are also used for deoxidation of soils (for example, organomineral fertilizer consisting of a mixture of bedded manure, peat and lime according to USSR author's certificate No. 1395618, organomineral fertilizer according to patent No. 2263651 of 05/13/2004, obtained by mixing bird litter with a calcium-containing component - defect of beet sugar production, etc.). However, the agrochemical effectiveness of such fertilizers is low, and their production is associated with significant energy consumption.

Известны различные составы или композиции для рекультивации земель, включающие различные органоминеральные добавки и сорбенты (патенты на изобретения РФ №1730742, 2193590, 2277326, 2293103 и др.), например, торфо-песчаную смесь, сапропель, алюминиевую пудру, лигнин и т.д., получаемые из отходов местных производств. Известно использование вспученного вермикулита в качестве добавок для грунтов и почв в количестве от 25 до 70% для улучшения их состава и повышения урожайности культур, а также в почвосмесях, состоящих из вермикулита с торфом в соотношении 1:1 или вермикулита с грунтом или почвой в соотношении 1:2.Various formulations or compositions for land reclamation are known, including various organomineral additives and sorbents (patents for inventions of the Russian Federation No. 1730742, 2193590, 2277326, 2293103, etc.), for example, peat-sand mixture, sapropel, aluminum powder, lignin, etc. . derived from local wastes. It is known to use expanded vermiculite as additives for soils and soils in an amount of 25 to 70% to improve their composition and increase crop yields, as well as in soil mixtures consisting of vermiculite and peat in a ratio of 1: 1 or vermiculite with soil or soil in a ratio 1: 2.

Известен способ восстановления нарушенных земель, включающий создание травяного покрытия из газонных полос, выращенных гидропонным методом на вермикулитовом субстрате по патенту РФ на изобретение №2393665 от 13.07.2007 г. Однако созданный данным способом растительный покров плохо развивается на закисленных землях, поскольку экранирующего от кислоты вермикулитового слоя в один см оказалось недостаточно. Корни растений сосредотачиваются в данном слое и в грунт проникают лишь на 2-4 см.A known method of restoring disturbed lands, including creating grass cover from lawn strips grown hydroponically on a vermiculite substrate according to the RF patent for invention No. 2393665 of July 13, 2007. However, the vegetation created by this method does not develop well on acidified lands, since vermiculite is screened from acid a layer of one cm was not enough. The roots of plants are concentrated in this layer and penetrate into the soil only 2-4 cm.

Наиболее близким является способ рекультивации нарушенных земель по патенту РФ на изобретение №2336684 от 13.11.2006 г., включающий внесение на поверхность закисленной и загрязненной токсичными веществами почвы отходов, вспашку, внесение активного ила очистных сооружений и посев семян растений. В качестве нейтрализующего реагента используют шлам-отходы содового производства в количестве 10-40 кг/м2, а активный ил - в качестве органического удобрения в количестве 4-5 кг/м2. Шлам-отход содового завода содержит, мас.%: кальцит (СаСО3) - 79-97, арагонит (СаСО3) - 1-2, доломит - до 1, кварц - 1-8, вода - остальное. Активный ил очистных сооружений химического завода содержит, мас.%: минеральные вещества - 53-78, органические вещества - 22-47, в т.ч. общего азота до 3,6%, фосфора до 4,8%. В качестве семян растений предпочтительно используют канареечник тростниковидный, клевер луговой, люцерну посевную и пырей ползучий. Способ позволяет создать устойчивый растительный покров на нарушенных землях, нейтрализовать токсичность земель и утилизировать отходы химических производств. Недостатком способа является вспашка отходов вместе с загрязненной землей, повышение из-за этого трудоемкости формирования плодородного слоя и длительности процесса рекультивации нарушенных почв.The closest is the method of reclamation of disturbed lands according to the RF patent for invention No. 2336684 dated November 13, 2006, which includes introducing waste onto the surface of acidified soil contaminated with toxic substances, plowing, introducing activated sludge from sewage treatment plants and sowing plant seeds. Sludge waste from soda production in the amount of 10-40 kg / m 2 is used as a neutralizing reagent, and activated sludge is used as organic fertilizer in the amount of 4-5 kg / m 2 . The sludge from the soda plant contains, wt.%: Calcite (CaCO 3 ) - 79-97, aragonite (CaCO 3 ) - 1-2, dolomite - up to 1, quartz - 1-8, water - the rest. The activated sludge of the treatment plant of a chemical plant contains, wt.%: Mineral substances - 53-78, organic substances - 22-47, including total nitrogen up to 3.6%, phosphorus up to 4.8%. As the seeds of plants, cane reeds, meadow clover, sowing alfalfa and creeping wheatgrass are preferably used. The method allows you to create a sustainable vegetation cover on disturbed lands, neutralize the toxicity of land and utilize waste from chemical industries. The disadvantage of this method is the plowing of waste along with contaminated land, the increase due to this the complexity of the formation of the fertile layer and the duration of the process of reclamation of disturbed soils.

Заявляемый способ, как и известные, включает внесение на поверхность почвы отходов, минеральных удобрений и посев многолетних трав.The inventive method, as well as known, includes applying to the soil surface waste, fertilizers and sowing perennial grasses.

Задача, решаемая изобретением, заключалась в восстановлении растительного покрова на городских и техногенно-нарушенных территориях без создания плодородного слоя из дефицитных материалов (почвы, торфа и др.) в короткие сроки.The problem solved by the invention was to restore vegetation in urban and technologically disturbed areas without creating a fertile layer of scarce materials (soil, peat, etc.) in a short time.

Технический результат заключается в снижении трудоемкости технических и биологических работ по рекультивации нарушенных земель и озеленению городских территорий, в утилизации отходов горно-обогатительного комплекса, повышении эффективности формирования посевных культурфитоценозов и их долговременности, в ускорении процесса рекультивации с созданием условий для ускоренного накопления элементов плодородия в нарушенном слое.The technical result consists in reducing the complexity of technical and biological work on the restoration of disturbed lands and greening urban areas, in the utilization of waste from the mining and processing complex, increasing the efficiency of the formation of planting crop phytocenoses and their durability, in accelerating the process of restoration with creating conditions for accelerated accumulation of fertility elements in the disturbed layer.

Достигается технический результат тем, что на поверхность грунта слоем не менее 5 см наносят отходы горнодобывающей промышленности, содержащие кальцит и/или гидросиликат магния, производят внесение комплексных удобрений N70P70K70, затем слоем до 1 см рассыпают вспученный вермикулит с гранулами до 4 мм, производят посев смеси семян многолетних растений, поливают водой и покрывают полимерной пленкой, которую удаляют на 5-7-й день. В качестве отходов горнодобывающей промышленности используют карбонатитовые отходы, или отсев оливинитовой руды, или серпентинитомагнезит. В качестве семян многолетних растений могут быть использованы овсяница красная, тимофеевка луговая, кострец безостый, волоснец песчаный и др. в количестве 50-100 г на кв.м. Полив водой могут производить из расчета 5 л на кв.м. Внесение прямо на поверхность грунта отходов горнодобывающей промышленности, содержащих кальцит и/или гидросиликат магния, слоем не менее 5 см, обеспечивает снижение трудоемкости технических и биологических работ по рекультивации нарушенных земель и озеленению городских территорий, утилизацию отходов горнообогатительного комплекса, создание условий для ускоренного накопления элементов плодородия в нарушенном слое. Использование насыпного экранирующего, нейтрализующего плодородного слоя из промышленных отходов горно-обогатительного комплекса вместо традиционных почв, торфа и др. природных материалов позволяет значительно снизить затраты на материалы и, следовательно, себестоимость работ по формированию растительного покрова на нарушенных землях.A technical result is achieved by the fact that mining wastes containing calcite and / or magnesium hydrosilicate are applied to the soil surface with a layer of at least 5 cm, complex fertilizers N 70 P 70 K 70 are applied, then expanded vermiculite with granules up to 4 is scattered with a layer of up to 1 cm mm, they sow a mixture of seeds of perennial plants, watered and covered with a polymer film, which is removed on the 5-7th day. Carbonatite waste, or screening of olivinite ore, or serpentinite magnesite are used as mining waste. As seeds of perennial plants, red fescue, timothy grass meadow, beechless rind, sandy screech and others in the amount of 50-100 g per square meter can be used. Watering can be carried out at the rate of 5 liters per sq.m. The introduction of mining waste containing calcite and / or magnesium hydrosilicate directly on the soil surface with a layer of at least 5 cm ensures a reduction in the laboriousness of technical and biological work on the restoration of disturbed lands and landscaping of urban areas, the utilization of waste from the mining and processing complex, and the creation of conditions for accelerated accumulation of elements fertility in the disturbed layer. The use of bulk shielding, neutralizing the fertile layer from industrial waste from the mining and processing complex instead of traditional soils, peat and other natural materials can significantly reduce the cost of materials and, therefore, the cost of the work on the formation of vegetation on disturbed lands.

Внесение на слой отходов комплексных удобрений N70P70K70, нанесение на грунт слоем до 1 см вспученного вермикулита с гранулами до 4 мм, посев по поверхности субстрата семян трав и их полив водой из расчета 5 л/м2 обеспечивает оптимальные условия (большое количество влаги, воздуха, питательных веществ), необходимые для инициации процессов прорастания семян и дальнейшего роста и развития травянистых растений, и, соответственно, повышение эффективности формирования посевных культурфитоценозов и их долговременности, ускорение процесса рекультивации с созданием условий для ускоренного накопления элементов плодородия в нарушенном слое.The application of complex fertilizers N 70 P 70 K 70 to the waste layer, application of expanded vermiculite with granules up to 4 mm on a soil layer of up to 1 cm, sowing grass seeds on the surface of the substrate and watering them with water at a rate of 5 l / m 2 provides optimal conditions (large the amount of moisture, air, nutrients) necessary for initiating the processes of seed germination and further growth and development of herbaceous plants, and, accordingly, increasing the efficiency of the formation of planting phytocenoses and their durability, accelerating the process of recul ivatsii with the creation of conditions for accelerated storage elements impaired fertility layer.

Применение для рекультивации нарушенных земель подготовленного вспученного вермикулита со слабой щелочностью (с pH до 7,2) обеспечивает возможность посева различных видов травянистых растений, предохраняет их от вымерзания в сильные морозы благодаря хорошим теплоизоляционным свойствам, а также снижает трудоемкость технических работ по рекультивации вследствие малого веса вермикулита. Субстрат является самостоятельным носителем ценных макро- и микроэлементов, что увеличивает долговременность травяного покрытия. Вспученный вермикулит является активным поглотителем (сорбентом) химических соединений, ионов тяжелых металлов и радионуклидов и образует вместе с отходами на сильно загрязненных участках грунта почвоподобный слой, благодаря которому растения созданного покрова могут расти и развиваться в течение длительного срока. Этот слой вермикулита защищает и посеянные семена, и выращенные из них растения от влияния этих загрязнителей.The use of prepared swollen vermiculite with weak alkalinity (with pH up to 7.2) for reclamation of disturbed lands provides the possibility of sowing various types of herbaceous plants, protects them from freezing in severe frosts due to good thermal insulation properties, and also reduces the complexity of the technical reclamation work due to low weight vermiculite. The substrate is an independent carrier of valuable macro- and microelements, which increases the durability of grass cover. Expanded vermiculite is an active absorber (sorbent) of chemical compounds, ions of heavy metals and radionuclides and forms, together with the waste in heavily contaminated areas of the soil, a soil-like layer due to which plants of the created cover can grow and develop over a long period of time. This layer of vermiculite protects both sown seeds and plants grown from them from the influence of these pollutants.

Укрытие посевов полимерной (полиэтиленовой, например) пленкой сохраняет температуру и влагу субстрата с семенами в начальный, стартовый период прорастания семян и роста проростков, что также обеспечивает инициацию процессов прорастания семян, снижая сроки формирования культур фитоценозов до 7-10 дней.Shelter of crops with a polymer (polyethylene, for example) film preserves the temperature and moisture of the substrate with seeds in the initial, starting period of seed germination and seedling growth, which also provides initiation of seed germination processes, reducing the formation time of phytocenosis cultures to 7-10 days.

Совокупность вышеуказанных отличительных признаков, вместе взятых, обеспечивает получение заявляемого технического результата.The combination of the above distinguishing features, combined, provides the claimed technical result.

Промышленная применимость способа поясняется на примерах.Industrial applicability of the method is illustrated by examples.

В 2007-2010 гг. была проведена серия лабораторных опытов с применением экранов из кварца и кальцитсодержащих отходов обогащения апатит-магнетитовых руд рудника "Железный" (ОАО "Ковдорский ГОК"), содержащих карбонаты 40%, апатит 10-20%, магнетит 10-20%, флогопит, слюды 20-30%. В результате проведенных исследований отмечено активное проникновение корневой системы травяного покрова в экранирующий слой, быстрое его освоение и далее проникновение в загрязненный грунт, что указывает на снижение его токсичности.In 2007-2010 a series of laboratory experiments was carried out using screens made of quartz and calcite-containing wastes from the enrichment of apatite-magnetite ores of the Zhelezny mine (OJSC Kovdorsky GOK), containing carbonates 40%, apatite 10-20%, magnetite 10-20%, phlogopite, mica 20-30%. As a result of the studies, active penetration of the root system of the grass cover into the shielding layer, its rapid development and further penetration into the contaminated soil, which indicates a decrease in its toxicity, were noted.

В 2010 г. были проведены полевые эксперименты, в которых в качестве раскисляющих субстратов были использованы отходы предприятий горнопромышленного комплекса, содержащие кальцит и/или гидросиликат магния (серпентин): отходы обогащения апатит-магнетитовых руд рудника "Железный" ОАО "Ковдорский ГОК", Мурманская обл. (карбонатитовые отходы); отсев оливинитовой руды Хабозерского месторождения оливинитов, Мурманская обл. (отсев оливинитовой руды); и вскрышные породы Халиловского месторождения магнезита, ЗАО "Литосфера", Оренбургская обл. (серпентинитомагнезит).In 2010, field experiments were conducted in which waste from mining enterprises containing calcite and / or magnesium hydrosilicate (serpentine) was used as deoxidizing substrates: waste from the processing of apatite-magnetite ores from the Zhelezny mine of Kovdorsky GOK OJSC, Murmansk reg. (carbonatite waste); screening of olivinite ore of the Khabozero deposit of olivinite, Murmansk region (screening of olivinite ore); and overburden of the Khalilovsky magnesite deposit, CJSC "Litosfera", Orenburg region (serpentinite magnesite).

Карбонатитовые отходы - это отходы с хвостохранилища Ковдорского ГОКа, которые представляют собой отходы повторной глубокой переработки после доизвлечения ценных компонентов. Среднее содержание карбонатных минералов составляет 40%, благоприятным фактором является значительная примесь апатита (~15%), поскольку, как показано исследованиями ИППЭС КНЦ РАН, дополнительное внесение элементов питания способствует повышению устойчивости растений в условиях техногенного стресса [2]. В отходах содержатся также полезные примеси магнетита (~15%), слюды и флогопита (в сумме ~30%), которые признаются нетоксичными и пригодными для биологической рекультивации [3].Carbonatite waste is waste from the tailings of the Kovdorsky GOK, which is a waste of re-deep processing after the recovery of valuable components. The average content of carbonate minerals is 40%, a significant admixture of apatite (~ 15%) is a favorable factor, since, as shown by the IPPES KSC RAS, additional introduction of nutrients enhances plant resistance under conditions of technogenic stress [2]. The waste also contains useful impurities of magnetite (~ 15%), mica and phlogopite (in the amount of ~ 30%), which are recognized as non-toxic and suitable for biological reclamation [3].

Отсев оливинитовой руды получают в результате обогащения оливинитов Хабозерского месторождения. Он имеет крупность более 5 мм, состоит в основном из серпентиновых минералов (70%), а также содержит полезные гетит (~10%), доломит (~5%), пироксен (~5%) и ~10% минералов группы слюд.Screening of olivinite ore is obtained as a result of enrichment of olivinites of the Khabozero deposit. It has a fineness of more than 5 mm, consists mainly of serpentine minerals (70%), and also contains useful goethite (~ 10%), dolomite (~ 5%), pyroxene (~ 5%) and ~ 10% of mica minerals.

Серпентинитомагнезит производится ЗАО "Литосфера". Целевым продуктом предприятия является магнезит, выход которого составляет ~5%, остальные 95% добываемой предприятием горной массы представлены преимущественно серпентинитомагнезитом. Согласно данным ООО "ГЕОКОН", в пределах Халиловского рудного района запасы серпентинитов практически не ограниченные. Среднее содержание минералов в составе серпентинитомагнезита составляет, мас.%: серпентин 80, магнезит 15, кальцит 2, магнетит 2.5, хромит 0.5.Serpentinitomagnesite is produced by CJSC "Lithosphere". The target product of the enterprise is magnesite, the yield of which is ~ 5%, the remaining 95% of the rock mass mined by the enterprise is mainly represented by serpentinite magnesite. According to OOO GEOKON, the reserves of serpentinite are practically unlimited within the Khalilovskoye ore district. The average content of minerals in the composition of serpentinite magnesite is, wt.%: Serpentine 80, magnesite 15, calcite 2, magnetite 2.5, chromite 0.5.

Определено содержание доступных для растений питательных компонентов (см. табл.1) в пробах исследуемых субстратов.The content of nutrients available for plants was determined (see Table 1) in samples of the studied substrates.

В результате проведенных экспериментов с использованием всех вышеуказанных отходов при озеленении городских участков и при восстановлении техногенно-нарушенных земель (на пустошах) по заявляемому способу были получены положительные результаты.As a result of experiments using all of the above wastes during the greening of urban areas and when restoring man-made disturbed lands (in wastelands), the claimed method yielded positive results.

Таблица 1Table 1 Содержание доступных для растений соединений кальция и магния в разных промышленных отходовThe content of calcium and magnesium compounds available for plants in various industrial wastes КомпонентыComponents Содержание доступных компонентов, мас.%The content of available components, wt.% СубстратыSubstrates Карбонатитовые отходыCarbonatite Waste Отсев оливинитовой рудыOlivinite Ore Screening Серпентинито-магнезитSerpentinite Magnesite СаОCaO 6.56.5 0.370.37 0.500.50 MgOMgO 1.11.1 2.32.3 5.05.0

Способ был апробирован в Мончегорском районе Мурманской области на техногенной пустоши с pH грунта менее 4.0. Как правило, в этих условиях корни растений не могут проникать в такую кислую почву и погибают. Дорогостоящий и трудозатратный способ создания торфяно-почвенного плодородного слоя показал, что такой слой в условиях продолжающегося аэротехногенного загрязнения способен быстро накапливать тяжелые металлы и компоненты кислотных осадков и примерно через 3 года становится токсичным, что приводит к постепенной гибели созданного на нем растительного покрова. Использование заявляемого способа позволяет значительно увеличить толщину экранируемого слоя до 5-6 см и более, что достаточно для формирования мощной корневой системы растений и, что очень важно, сформированный таким образом песчаный слой не накапливает полютанты, так как является песчаным, он пропускает их в грунт пустоши вместе с промывными водами (осадками) и, имея щелочную реакцию, нейтрализует поверхностный слой грунта, на который нанесены данные отходы, еще более увеличивая толщину корнеобитаемого слоя.The method was tested in Monchegorsk district of the Murmansk region on a man-made wasteland with soil pH less than 4.0. As a rule, under these conditions, plant roots cannot penetrate into such acidic soil and die. An expensive and labor-intensive method of creating a peaty soil fertile layer showed that such a layer under the conditions of ongoing aerotechnogenic pollution is able to quickly accumulate heavy metals and components of acid precipitation and becomes toxic after about 3 years, which leads to the gradual death of the vegetation created on it. Using the proposed method can significantly increase the thickness of the shielded layer to 5-6 cm or more, which is enough to form a powerful root system of plants and, very importantly, the sand layer formed in this way does not accumulate pollutants, as it is sand, it passes them into the ground wasteland with wash water (precipitation) and, having an alkaline reaction, neutralizes the surface layer of soil on which these wastes are applied, further increasing the thickness of the root layer.

Изучение условий роста и развития трав, проективного покрытия и плотности травостоя созданного данным способом культурфитоценоза показало, что использование вермикулитового субстрата и защитной полиэтиленовой пленки способствует инициации процесса прорастания семян, получению дружных и массовых зеленых всходов в условиях Мурманской области в течение 5-7 дней. Так, высокая влаго- и воздухоемкость сантиметрового слоя вермикулитового субстрата, напитанного влагой, несмотря на низкие температуры воздуха в октябре месяце (от -2 до +4°C) в условиях Мурманской области, обеспечила оптимальную влажность (70%) среды, стабильные положительные температуры (от +4 до +11°C), а также благоприятные условия аэрации на протяжении всего периода проклевывания, прорастания семян и появления зеленых всходов.The study of the conditions for the growth and development of herbs, the projective cover and the density of the grass stand created by this method of culture phytocenosis showed that the use of vermiculite substrate and a protective plastic film helps to initiate the process of seed germination, to produce friendly and massive green shoots in the conditions of the Murmansk region within 5-7 days. Thus, the high moisture and air capacity of the centimeter layer of vermiculite substrate saturated with moisture, despite the low air temperatures in the month of October (from -2 to + 4 ° C) in the conditions of the Murmansk region, ensured optimal humidity (70%) of the medium, stable positive temperatures (+4 to + 11 ° C), as well as favorable aeration conditions throughout the entire period of hatching, seed germination and the appearance of green shoots.

Использование отходов в качестве плодородного нейтрализующего слоя способствовало интенсивному развитию всходов трав, быстрому освоению песчаного слоя корневой системой и более глубокому по сравнению с контролем (вариант без использования насыпного слоя из отходов) проникновению корней в загрязненный грунт, а также большему, за счет высокой плотности травостоя и проективного покрытия, приросту биомассы, что объясняется более эффективным дренажем данного слоя, его высокой буферной способностью в отношении поддержания уровня pH и доступностью элементов питания (Ca, Mg, Fe, Mn, N). В свою очередь стабилизация гидротермического режима, улучшение аэрации, корневые выделения и опад создаваемого растительного покрова способствуют увеличению численности микроорганизмов, усилению процессов гумусообразования, что мобилизует потенциальное плодородие субстрата, приводит к накоплению органического вещества и элементов питания в доступной для растений форме. В результате усиливаются процессы деструкции загрязняющих веществ до безвредных соединений.The use of waste as a fertile neutralizing layer contributed to the intensive development of grass shoots, the rapid development of the sand layer by the root system and deeper penetration of the roots into the contaminated soil compared to the control (option without using a bulk layer from the waste), as well as due to the high density of grass and projective cover, biomass growth, which is explained by more efficient drainage of this layer, its high buffering ability with respect to maintaining pH and pnostyu nutrients (Ca, Mg, Fe, Mn, N). In turn, stabilization of the hydrothermal regime, improved aeration, root secretions and litter of the created vegetation cover increase the number of microorganisms, strengthen the processes of humus formation, which mobilizes the potential fertility of the substrate, leads to the accumulation of organic matter and nutrients in a form accessible to plants. As a result, the destruction of pollutants to harmless compounds is intensified.

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.

На техногенно-нарушенном участке, подлежащем восстановлению, или на участке, предназначенном для озеленения, наносят механизированным или ручным способом (при небольших размерах участка) 5 см насыпной слой из промышленных песчаных отходов, содержащих питательные и известковые элементы, которые экранируют растения от загрязненного грунта, нейтрализуют его высокую кислотность, повышают его питательный статус и иммобилизуют тяжелые металлы, что снижает фитотоксичность грунта. Насыпной слой может быть больше и увеличен до 10 см. Его дополнительно удобряют минеральными удобрениями - N70P70K70. Затем вручную или механизированным способом (например, используя сеялки для посева семян или разбрасыватели твердых удобрений) рассыпают по поверхности слоя отходов подготовленный вспученный вермикулит слоем в 1 см. Высевание семян многолетних трав производят вручную ровным слоем в количестве 50-100 г/м2. В качестве семян многолетних растений могут быть использованы овсяница красная, тимофеевка луговая, кострец безостый, волоснец песчаный и др. Для формирования растительного покрова могут быть использованы семена других многолетних растений, в зависимости от естественной или культурной флор определенной местности, например, пырей ползучий, клевер луговой и др. Посевы поливают водой в количестве 5 л на кв.м. и защищают полиэтиленовой пленкой от воздействия экстремальных гидротермических условий и сохранения оптимальной влажности для обеспечения массовой всхожести семян. В короткие сроки (через 5-7 дней) формируется растительный покров из зеленых всходов, который, благодаря запасу питательных веществ и влаги в вермикулитовом и экранирующем слоях, быстро трансформируется в мощный дерновый слой.On a technologically-disturbed area to be restored, or on a site intended for landscaping, a 5 cm bulk layer of industrial sand waste containing nutrient and lime elements that shield plants from contaminated soil is applied mechanically or manually (with small sizes of the area) neutralize its high acidity, increase its nutritional status and immobilize heavy metals, which reduces the phytotoxicity of the soil. The bulk layer can be larger and increased to 10 cm. It is additionally fertilized with mineral fertilizers - N 70 P 70 K 70 . Then, manually or mechanically (for example, using seeders for sowing seeds or spreaders of solid fertilizers), the prepared expanded vermiculite is scattered on the surface of the waste layer with a layer of 1 cm. Seeding of perennial grass seeds is carried out manually with an even layer in an amount of 50-100 g / m 2 . As seeds of perennial plants, red fescue, timothy grass meadow, beechless rind, sandy screech, etc. can be used. For the formation of vegetation cover, seeds of other perennial plants can be used, depending on the natural or cultural flora of a particular area, for example, creeping wheatgrass, clover meadow, etc. Crops watered with water in an amount of 5 liters per sq.m. and protect with a plastic film from the effects of extreme hydrothermal conditions and maintain optimal moisture to ensure mass germination of seeds. In a short time (5-7 days) a vegetation cover is formed from green shoots, which, thanks to the supply of nutrients and moisture in the vermiculite and shielding layers, quickly transforms into a powerful turf layer.

Заявляемый способ:The inventive method:

- позволяет восстанавливать растительный покров на городских и техногенно-нарушенных территориях без создания плодородного слоя из дефицитных материалов (почвы, торфа и др.) в короткие сроки;- allows you to restore vegetation in urban and technologically disturbed areas without creating a fertile layer of scarce materials (soil, peat, etc.) in a short time;

- снижает кислотность в корнеобитаемом слое;- reduces acidity in the root layer;

- увеличивает запас питательных веществ в корнеобитаемом слое;- increases the supply of nutrients in the root layer;

- увеличивает проницаемость (дренажность), обеспечивая промывной режим корнеобитаемого слоя, сквозь который легко проходят тяжелые металлы, оксид серы и пр. полютанты, тем самым снижает содержание тяжелых металлов в корнеобитаемом слое и уменьшает накопления их в вегетативной массе;- increases the permeability (drainage), providing a washing regime of the root layer, through which heavy metals, sulfur oxide and other pollutants easily pass, thereby reducing the content of heavy metals in the root layer and reduces their accumulation in the vegetative mass;

- увеличивает содержание флавоноидов в надземной части растений;- increases the content of flavonoids in the aerial parts of plants;

- повышает продуктивность травостоя;- increases grass stand productivity;

- снижает объемы сбрасываемых отходов, решает проблему утилизации отходов горно-обогатительного комплекса;- reduces the volume of discharged waste, solves the problem of waste disposal of the mining and processing complex;

- снижает стоимость биорекультивации техногенно-нарушенных земель и озеленения городских территорий;- reduces the cost of bioremediation of technologically disturbed lands and landscaping of urban areas;

- способствует улучшению физико-химических, питательных свойств нарушенного грунта, защите растений от химического загрязнения, формированию качественного травостоя в короткие сроки.- contributes to the improvement of physico-chemical, nutritional properties of disturbed soil, the protection of plants from chemical pollution, the formation of high-quality grass stand in a short time.

Заявляемый способ эффективен в экологическом, технологическом и экономическом плане и рекомендуется для ускоренного создания и воспроизводства почвенно-растительного покрова вблизи промышленных предприятий в условиях аэротехногенного загрязнения, на муниципальных объектах (создание газонов, обустройство строительных площадок) и на техногенно-нарушенных землях (химическая промышленность, металлургический комплекс, горнодобывающий и перерабатывающий комплекс).The inventive method is effective in environmental, technological and economic terms and is recommended for the accelerated creation and reproduction of soil and vegetation cover near industrial enterprises in the conditions of aerotechnogenic pollution, at municipal facilities (the creation of lawns, arrangement of construction sites) and on technologically disturbed lands (chemical industry, metallurgical complex, mining and processing complex).

Список литературыBibliography

1. Агрохимия // Под ред. Клечковского В.М. и Петербургского А.В. М.: Колос, 1967. 584 с.1. Agrochemistry // Ed. Klechkovsky V.M. and Petersburg A.V. M .: Kolos, 1967.584 s.

2. Лукина Н.В., Никонов В.В. Биогеохимические циклы в лесах севера в условиях аэротехногенного загрязнения. Ч 1. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1996.2. Lukina N.V., Nikonov V.V. Biogeochemical cycles in the forests of the north under aerotechnogenic pollution. Part 1. Apatity: Publishing House of KSC RAS, 1996.

3. Горбунов Н.И., Зарубина Т.Г. Теоретические и практические вопросы рекультивации земель, нарушенных промышленностью в южнотаежной и лесостепной зонах // Освоение нарушенных… - М.: Наука, 1976. - С.82-98.3. Gorbunov N.I., Zarubina T.G. Theoretical and practical issues of land reclamation, disturbed by industry in the southern taiga and forest-steppe zones // Development of disturbed ... - M .: Nauka, 1976. - P.82-98.

Claims (4)

1. Способ создания почвенно-растительного покрова при рекультивации нарушенных земель, включающий внесение на поверхность грунта отходов, минеральных удобрений и посев многолетних трав, отличающийся тем, что на поверхность грунта слоем не менее 5 см наносят отходы горнодобывающей промышленности, содержащие кальцит и/или гидросиликат магния, производят внесение комплексных удобрений N70P70K70, затем слоем до 1 см рассыпают вспученный вермикулит с гранулами до 4 мм, производят посев смеси семян многолетних растений, поливают водой и покрывают полимерной пленкой, которую удаляют на 5-7-й день.1. A method of creating a land cover during the restoration of disturbed lands, including applying waste, mineral fertilizers to the soil surface and sowing perennial grasses, characterized in that mining waste containing calcite and / or hydrosilicate is applied to the soil surface with a layer of at least 5 cm magnesium, produce inclusion complex fertilizers N 70 K 70 P 70, then a layer of 1 cm scatter expanded vermiculite granules with up to 4 mm, the inoculated mixture perennial plant seeds watered and covering by a polymer film, which is removed on the 5-7th day. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве отходов горнодобывающей промышленности используют карбонатитовые отходы, или отсев оливинитовой руды, или серпентинитомагнезит.2. The method according to claim 1, characterized in that carbonatite waste, or screening of olivinite ore, or serpentinitomagnesite are used as waste from the mining industry. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве семян многолетних растений используют овсяницу красную, тимофеевку луговую, кострец безостый, волоснец песчаный в количестве 50-100 г на кв.м.3. The method according to claim 1, characterized in that the seeds of perennial plants use red fescue, timothy meadow, beetless boneless beetroot, sandy sand in an amount of 50-100 g per sq.m 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что полив водой производят из расчета 5 л на кв. м. 4. The method according to claim 1, characterized in that the watering is carried out at the rate of 5 liters per square. m
RU2011127453/13A 2011-07-04 2011-07-04 Method of creation of vegetative ground cover in recultivation of disturbed soils RU2484613C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011127453/13A RU2484613C2 (en) 2011-07-04 2011-07-04 Method of creation of vegetative ground cover in recultivation of disturbed soils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011127453/13A RU2484613C2 (en) 2011-07-04 2011-07-04 Method of creation of vegetative ground cover in recultivation of disturbed soils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011127453A RU2011127453A (en) 2013-01-10
RU2484613C2 true RU2484613C2 (en) 2013-06-20

Family

ID=48786553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011127453/13A RU2484613C2 (en) 2011-07-04 2011-07-04 Method of creation of vegetative ground cover in recultivation of disturbed soils

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2484613C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2590823C1 (en) * 2014-12-31 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт" (ФГБОУ ВО Кемеровский ГСХИ) Composition for reclamation of disturbed lands
RU2599836C1 (en) * 2015-06-17 2016-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Ямальская аграрная наука" Method for biological reclamation of disturbed permanently frozen soils
RU2716986C2 (en) * 2017-08-16 2020-03-17 Алена Вячеславовна Орлова Method for creation of carpet vegetative turf for gardening and rehabilitation of technogenically disturbed lands
RU2795705C1 (en) * 2022-10-18 2023-05-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Method for remediation of the soil contaminated with heavy metals of technogenic origin

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112122337A (en) * 2020-09-14 2020-12-25 苏州创时和兴信息科技有限公司 Planting method for restoring soil by using all-biological fertilizer

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2030851C1 (en) * 1992-07-10 1995-03-20 Горный институт Кольского научного центра РАН Disturbed ground regeneration method
HU210233B (en) * 1993-07-15 1995-07-28 Aquaplan Kft Method for decontamination of mixed industrial wastes for recultivation purposes
RU2336684C2 (en) * 2006-11-30 2008-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный университет" Method revegetation of affected soils
RU2393665C2 (en) * 2007-07-13 2010-07-10 Владимир Александрович Котельников Method for creation of ecologically pure grass coating and nutrient medium for its growth

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2030851C1 (en) * 1992-07-10 1995-03-20 Горный институт Кольского научного центра РАН Disturbed ground regeneration method
HU210233B (en) * 1993-07-15 1995-07-28 Aquaplan Kft Method for decontamination of mixed industrial wastes for recultivation purposes
RU2336684C2 (en) * 2006-11-30 2008-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный университет" Method revegetation of affected soils
RU2393665C2 (en) * 2007-07-13 2010-07-10 Владимир Александрович Котельников Method for creation of ecologically pure grass coating and nutrient medium for its growth

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2590823C1 (en) * 2014-12-31 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт" (ФГБОУ ВО Кемеровский ГСХИ) Composition for reclamation of disturbed lands
RU2599836C1 (en) * 2015-06-17 2016-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Ямальская аграрная наука" Method for biological reclamation of disturbed permanently frozen soils
RU2716986C2 (en) * 2017-08-16 2020-03-17 Алена Вячеславовна Орлова Method for creation of carpet vegetative turf for gardening and rehabilitation of technogenically disturbed lands
RU2795705C1 (en) * 2022-10-18 2023-05-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Method for remediation of the soil contaminated with heavy metals of technogenic origin
RU2817344C1 (en) * 2023-08-30 2024-04-15 Публичное акционерное общество "Газпром" Method of fixing and restoring soil and vegetation cover of disturbed lands using a biopolymer-structure-forming agent

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011127453A (en) 2013-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Usharani et al. Role of soil physical, chemical and biological properties for soil health improvement and sustainable agriculture
RU2512171C2 (en) Method of biological revegetation of technogenically disturbed lands
Basu et al. Potential fly-ash utilization in agriculture: a global review
Garbowski et al. An overview of natural soil amendments in agriculture
Mittra et al. Fly ash—a potential source of soil amendment and a component of integrated plant nutrient supply system
Kishor et al. Use of fly ash in agriculture: A way to improve soil fertility and its productivity
WAHBA et al. Management of calcareous soils in arid region
Panda et al. Impact of fly ash on soil properties and productivity
Bradshaw The importance of soil ecology in restoration science
Sahu et al. Potential use of flyash in agriculture: A way to improve soil health
CN104327858A (en) Soil heavy metal compound stabilizer and method using soil heavy metal compound stabilizer for passivation of soil heavy metals
KR20130019618A (en) Greening works for vegetation restoration of abandoned mine area
CN108541522B (en) Vegetation recovery method for acid mine waste dump
RU2484613C2 (en) Method of creation of vegetative ground cover in recultivation of disturbed soils
JP2009213446A (en) Culture soil improving agent containing artificial zeolite, and culture soil
Lv et al. Biochar-based fertilizer enhanced Cd immobilization and soil quality in soil-rice system
Patel Land applications of biochar: an emerging area
Marx et al. Application of municipal sewage sludge to forest and degraded land
RU2336684C2 (en) Method revegetation of affected soils
DE3921805A1 (en) Composition for fertilisation, soil improvement and protection of waterways
RU2426291C1 (en) Method of biological reclamation of contaminated lands in maps of sludge reservoirs of chemical industry wastes
Osman et al. Problem soils and their management
CN108251124B (en) Saline-alkali soil conditioner and saline-alkali soil improvement method
Skrypnyk et al. Implementation of the cascade waste use principle by application of sewage sludge on lands disturbed by mining operations
RU2462854C2 (en) Method of biological reclamation of waste dumps of diamond opencasts