RU2782385C1 - Состав и способ применения ренатурационных смесей - Google Patents
Состав и способ применения ренатурационных смесей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782385C1 RU2782385C1 RU2022104916A RU2022104916A RU2782385C1 RU 2782385 C1 RU2782385 C1 RU 2782385C1 RU 2022104916 A RU2022104916 A RU 2022104916A RU 2022104916 A RU2022104916 A RU 2022104916A RU 2782385 C1 RU2782385 C1 RU 2782385C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- organic
- mineral
- mineral filler
- fermented
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 238000004153 renaturation Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000019749 Dry matter Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000003864 humus Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 claims description 9
- 238000004075 wastewater filtration Methods 0.000 claims description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004936 stimulating Effects 0.000 abstract description 2
- YTPMCWYIRHLEGM-BQYQJAHWSA-N 1-[(E)-2-propylsulfonylethenyl]sulfonylpropane Chemical compound CCCS(=O)(=O)\C=C\S(=O)(=O)CCC YTPMCWYIRHLEGM-BQYQJAHWSA-N 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 10
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 8
- 240000000218 Cannabis sativa Species 0.000 description 7
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 7
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 5
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- 240000006169 Phalaris arundinacea Species 0.000 description 3
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010807 litter Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 235000013526 red clover Nutrition 0.000 description 3
- 241000452196 Amoria Species 0.000 description 2
- 240000004296 Lolium perenne Species 0.000 description 2
- 241000379547 Trifolium medium Species 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000004181 pedogenesis Methods 0.000 description 2
- 210000003165 Abomasum Anatomy 0.000 description 1
- 241000743987 Alopecurus pratensis Species 0.000 description 1
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 1
- 241000743756 Bromus inermis Species 0.000 description 1
- 241000380130 Ehrharta erecta Species 0.000 description 1
- 241000234645 Festuca pratensis Species 0.000 description 1
- 240000001340 Gmelina philippensis Species 0.000 description 1
- 241000936974 Medicago hybrida Species 0.000 description 1
- 241000746983 Phleum pratense Species 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 240000002913 Trifolium pratense Species 0.000 description 1
- 235000015724 Trifolium pratense Nutrition 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002362 mulch Substances 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Группа изобретений относится к экологической реабилитации земель, нарушенных открытыми горными разработками. Состав ренатурационной смеси, содержащий сено-семенную смесь фоновых фитоценотических группировок и органоминеральную смесь, при этом органоминеральная смесь содержит потенциально пригодные для биологической рекультивации суглинистые грунты в качестве минерального наполнителя в виде лессовидных суглинков и органический наполнитель, а именно ферментированные органические отходы, такие как осадки коммунальных сточных вод или ферментированный ил полей фильтрации производственных органических сточных вод, расчет соотношения компонентов органоминеральной смеси в зависимости от количества минерального наполнителя по формуле
Description
Группа изобретений относится к наукам о Земле, преимущественно к экологической реабилитации земель, нарушенных открытыми горными разработками, может быть использована для проведения работ по стимулированию естественного зарастания и формирования почвенного покрова на техногенно-нарушенных землях.
Восстановительный потенциал природных геосистем включает возможности самовосстановления почвенно-растительного покрова после интенсивных техногенных нарушений. По данным Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации общая площадь нарушенных земель на территории России в 2019 году составила 1076,9 тыс. га и имеет тенденцию к росту. Так за временной промежуток с 2010 по 2019 год общая площадь увеличилась на 119,9 тыс. га. Наибольшая часть нарушенных земель возникает вследствие разработки полезных ископаемых (в том числе и общераспространённых), а так же при производстве строительных работ – около 40% от всех нарушенных земель по данным Министерства природных ресурсов и экологии РФ. Нарушенные земли должны быть подвергнуты работам по рекультивации или консервации для восстановления плодородного слоя почвы в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 10 июля 2018 г. N 800 "О проведении рекультивации и консервации земель" и ГОСТ Р 57446-2017.
Учитывая широкое распространение нарушенных земель на территории Российской Федерации, своевременное и полномасштабное проведение работ по рекультивации не представляется возможным, поскольку осуществляются они затратными технологическими подходами прошлого века. Так же, консервация и забрасывание деградированных территорий повлечет за собой продолжительное самовосстановление нарушенных геосистем, что нельзя назвать эффективным решением для восстановления экосистем нарушенных земель.
Заброшенные после завершения технологического этапа карьерно-отвальные комплексы зачастую на продолжительное время остаются непригодными для интенсивного биологического круговорота вследствие неблагоприятности эдафических условий.
Таким образом, необходима разработка экономически целесообразного и экологически эффективного метода для реабилитации нарушенных горными разработками земель с использованием регенерационного потенциала фоновых экосистем.
Известны различные подходы к рекультивации или консервации нарушенных земель.
Землевание, заключающееся в снятии плодородного слоя почвы и последующего нанесения на малопродуктивные угодья с высевом сельскохозяйственных культур (ГОСТ 17.5.3.05-84 Охрана природы. Рекультивация земель. Общие требования к землеванию. Введ. 1985-01-01.М., 1985). Способы аналогичные землеванию раскрыты в патентах SU 1214927 A1 от 18.05.1984; SU 929842 A1 от 30.07.1982. Недостатками землевания являются сложность технического этапа проведения рекультивации, затратность проведения рекультивации, а также сокращение видового биоразнообразия и снятии плодородного слоя почвы с донорного участка.
Создание агростепей на техногенно-нарушенных землях. Например, по патенту RU 2481761 C2 от 16.06.2011. Способ заключается в механизированной обработке смесей семян на пространственно разобщенных целинных семенниках-донорах, сушке семян на воздухе с последующим объединением в общую посевную травосмесь. Посев осуществляют разбрасывателями минеральных удобрений 1-РМГ-4 с нормой высева 50 кг/га воздушно-сухой травосмеси, после чего прикатывают посев в два следа по диагонали поля. Обеспечивается формирование самоподдерживающейся степи, близкой по флористическому составу, урожайности и устойчивости к сорнякам и зональной растительности.
Недостатком данного решения выступает нанесение семян на почву в той или иной степени сохранившуюся, вследствие чего данный метод ограниченно применим к бедным субстратам карьерно-отвальных комплексов.
Известен способ предназначенный для рекультивации ровной или наклонной поверхности земли по патенту RU 2590823 от 31.12. 2014, где описана композиция для рекультивации нарушенных земель, включающая семена овсяницы луговой (0,015-0,018 т/га), люцерны гибридной (0,010-0,015 т/га) и костреца безостого (0,020-0,025 т/га), торфяную крошку (3,00-5,00 т/га), битумную эмульсию (50,00-60,00 т/га), а в качестве удобрения почвы используют конденсированные продукты метанового брожения, отходов животноводческих и птицеводческих предприятий в количестве (0,50-0,70 т/га). На участок для рекультивации смесь наносят при помощи гидропосева под давлением 6 атм с помощью шланга (пушки). Результат выражается в получении на поверхности нарушенных земель прочного эластичного покрытия, обеспечивающего восстановление почвенно-растительного покрова посредством посева многолетних трав. Распределенная битумная эмульсия и мульчирующий материал образуют на укрепляемом откосе защитный слой, в котором закреплены семена, что препятствует их смыванию и выдуванию в период отсутствия развитой корневой системы. Недостатками данного способа рекультивации нарушенных земель является сокращение видового разнообразия региона нарушенных земель за счет использования определенной семенной смеси и необходимость применения гидросеялки для использования гидропосева, что делает нерентабельным использование данного метода на мелких участках нарушенных земель.
Способ биологической рекультивации отвалов пустых пород алмазных карьеров раскрыт в патенте RU 2462854 C2 от 10.10.2012. В данном способе техногенно-нарушенные земли предварительно подготавливают к биологическому этапу рекультивации нанесением потенциально-плодородных грунтов из близлежащих россыпных месторождений с последующим удобрением и далее производят посев семян растительности с дренажных отвалов. Недостатком данного способа проведения рекультивации является сбор семенного материала с отвалов вскрышных пород месторождения, что не является фоновой растительностью региона проведения горно-добывающих работ, что влечет за собой сокращение биологического разнообразия. Так же к недостаткам данного способа биологической рекультивации можно отнести использование пионерных группировок, что влечет за собой более длительный процесс растительной сукцессии, чем в методах с использованием фитоценозов фоновых растительных сообществ, которые уже адаптированы к данной экологической нише.
Способ рекультивации нарушенных земель с использованием травосмеси на основе вейника тростникового, вейника наземного, вейника тростникововидного, тимофеевки луговой, лисохвоста лугового, ежи сборной, амории ползучей, амории горной, клевера лугового, выращенные с закрытой корневой системой в виде брикетов с торфом раскрыт в патенте RU 2738895 C1 от 25.12.2019. Способ осуществляют путем высадки многолетней травянистой растительности на площади выработанного карьера. На площади выработанного песчаного карьера выбирают участок для посадки травянистой растительности с закрытой корневой системой в виде брикета с торфом, и равномерно высаживают в шахматном порядке на выбранном участке. Способ обеспечивает ускорение проведения рекультивации.
К недостаткам данного способа можно отнести, что несмотря на то, что данный способ позволяет проводить рекультивацию техногенных нарушений на бедных субстратах, например, песчаных карьерах, но в данном способе используются семена растений определенных видов. При таком способе рекультивации обеспечивается успешное зарастание техногенно-нарушенных поверхностей, но не сохраняется видовое биоразнообразие, которое является необходимым условием развития экологической сети региона нарушения. Так же далеко не все регионы России имеют запасы торфа, достаточные для проведения работ по рекультивации и консервации земель.
Известен состав для рекультивации нарушенных земель с перспективой использования в целях благоустройства городских территорий предложенный в патенте № RU 2711925 C1 от 03.04.2019. Состав для рекультивации почв содержит торф, песок, золу сжигания осадка сточных вод и семена многолетних морозостойких растений при следующем соотношении компонентов, мас.%: зола сжигания осадка сточных вод - 10,0-14,0, торф - 43,0-81,0, песок - 8,6-45,0, семена многолетних морозостойких растений – остальное. В качестве растений используются клевер луговой или райграс пастбищный. С учетом содержания тяжелых металлов в компонентах смеси почвогрунт смешивают с семенами морозостойких трав и используют в целях благоустройства городских территорий Техническим результатом является восстановление продуктивности нарушенных земель и обеспечение утилизации отходов с возможностью их полезного использования в качестве компонента органоминеральной смеси.
Известный состав не может быть применен для экологической реабилитации техногенно-нарушенных земель ввиду того, что используются:
- торф, который являются ценным и не возобновляемым природным ресурсом и должен соответствовать техническим параметрам по ГОСТ, причем не во всех регионах есть запасы торфа, достаточные для проведения работ по рекультивации и консервации земель;
- мелкозернистые фракции речных песков, также имеются не в каждом регионе;
- зола сжигания органических отходов в печах с псевдоожиженным слоем кварцевого песка, что усложняет этап подготовки почвогрунта, а также повышает расходы на его изготовление, в том числе за счет необходимости проверки по существующим методикам на токсичность (химический состав и биотестирование).
- семена многолетних морозостойких растений, в качестве которых используют клевер луговой или райграс пастбищный, что так же в данном подходе при увеличении проективного покрытия зарастания участка сукцессия происходит на выбранных травосмесях, а подобный подход не способствует сохранению биологического разнообразия для экологической сети региона.
Задача группы изобретений заключается в создании состава для экологической реабилитации техногенно-нарушенных земель и способа его применения.
Техническим результатом является экономически целесообразная и экологически эффективная реабилитация техногенных нарушений путем стимулирования естественного зарастания и формирования почвенного покрова с одновременной утилизацией органических отходов.
Поставленная задача решается предложенным составом для ренатурации нарушенных земель, содержащим сено-семенную смесь фоновых фитоценотических группировок и органоминеральную смесь, при этом органоминеральная смесь содержит:
- потенциально пригодные для биологической рекультивации суглинистые грунты в качестве минерального разбавителя, причем оптимальными по свойствам являются лёссовидные суглинки,
- органический наполнитель, а именно ферментированные органические отходы, такие как осадки коммунальных сточных вод (далее ОСВ), ферментированный ил полей фильтрации производственных органических сточных вод.
При заготовке сено-семенной смеси фоновых фитоценотических группировок необходимо учитывать сукцесионный статус донорного сообщества, который должен быть не ниже сложной растительной группировки фитоценоза. Заготовку сено-семенной смеси желательно производить в осенний период, когда в ней достигается наибольшее количество созревших семян. Сено-семенную смесь для площади участка реабилитации берут в количестве, заготовленном на донорном участке, который по площади должен соответствовать площади участка реабилитации.
При расчете количественного состава органоминеральной смеси используют результаты агрохимического анализа органического наполнителя и минерального разбавителя. После установления количества органических веществ производят расчет соотношения компонентов органоминеральной смеси в зависимости от количества минерального разбавителя по формуле:
Коэффициент 2 – эмпирически установленное количество органического вещества в субстрате, обеспечивающее максимальную скорость гумусонакопления (Goleusov P.V., Smirnova L.G., Martsinevskaya L.V., Kuharuk N.S. Evaluation of Carbon Assimilation by Regenerating Soils of the Central Black Earth Region of Russia // Research Journal of Applied Sciences. – 2015. – 10(8). – pp. 415-418. ISSN 1815-932X DOI: 10.3923/rjasci.2015.415.418).
Коэффициент пересчета на сухое вещество для минерального разбавителя и органического наполнителя считают по формуле:
где W – влажность, % определенная по ГОСТ 28268-89.
Заявленный способ включает подготовку вышеуказанной органо-минеральной смеси, содержащей суглинистый грунт в качестве минерального разбавителя и ферментированные органические отходы, путем смешивания ручным либо механизированным способом и нанесение на поверхность техногенного нарушения ручным или механизированным способом толщиной слоя 5-6 см, которая является достаточной для формирования корнеообитаемого слоя первичной группировки. Далее на экспонированный слой наносят заранее приготовленную сено-семенную смесь, заготовленную в фоновых сообществах, литологический тип которых соответствует территории техногенного нарушения, с последующим мульчированием экспонированного слоя для формирования заявленного состава, где сено-семенная смесь обеспечивает создание подстилки.
Экологическая реабилитация техногенно нарушенных земель предложенным составом с помощью предложенного способа позволяет за один вегетационный период создать травостой с высокой степенью проективного покрытия 75-90 %, высотой 30-40 см, обеспечивающий формирование подстилки на поверхности техногенного нарушения. Закреплённая травянистой растительностью органо-минеральная смесь обладает высокой противоэрозионной и противодефляционной устойчивостью, в ней начинаются процессы естественного почвообразования, она активно заселяется почвенной фауной. Заявленные параметры смеси обеспечивают высокую скорость формирования гумусового горизонта порядка 4-6 мм/год, что позволяет за 15-20 лет сформировать гумусоаккумулятивный горизонт, достаточный для устойчивого функционирования экосистемы.
Изобретение иллюстрируется на следующих фигурах.
Фиг.1. Изображение экспериментального участка экологической реабилитации техногенно-нарушенных земель, на примере мелового карьера с применением органоминеральной смеси из лёссовидного суглинка и ферментированного ила полей фильтрации производственных органических сточных вод, где 1 – участок с нанесенной на поверхность техногенного нарушения органоминеральной смесью; 2 - участок с нанесенным на поверхность техногенного нарушения лёссовидным суглинком для имитации традиционного подхода к рекультивации техногенных нарушений; 3 - контрольный участок на поверхности техногенного нарушения.
Фиг.2. Изображение с нанесенной сено-семенной смесью фоновых фитоценотических сообществ на предварительно нанесенную органо-минеральную смесь, где 1 – участок с нанесенной органоминеральной смесью; 2- участок с нанесенным лёссовидным суглинком; 3 – контрольный участок.
Фиг.3. Результаты зарастания экспериментальной площадки с применением органо-минеральной смеси лёссовидного суглинка и ила полей фильтрации производственных органических сточных вод в динамике одного года в сравнении с контрольным участком, где 1 – участок с применением органо-минеральной смеси; 2 – участок с применением лёссовидного суглинка для имитации традиционного подхода к рекультивации техногенных нарушений; 3 – контрольный участок.
Фиг.4. Экспериментальный участок экологической реабилитации техногенно-нарушенных земель на примере мелового карьера с применением органо-минеральной смеси с использованием лёссовидного суглинка и ферментированного коммунального осадка сточных вод, где 1 – участок с нанесенной органо-минеральной смесью на основе коммунального осадка сточных вод; 2- участок с нанесенным суглинистым грунтом; 3- контрольный участок.
Фиг.5. Изображение участка с нанесенной сено-семенной смесью фоновых фитоценотических сообществ на предварительно нанесенную органо-минеральную смесь с использованием коммунального осадка сточных вод и лёссовидного суглинка, где 1 – участок с органо-минеральной смесью; 2- участок с лёссовидным суглинком; 3 – контрольный участок.
Фиг.6. Результаты зарастания экспериментальной площадки с применением органо-минеральной смеси лёссовидного суглинка и коммунального осадка сточных вод в динамике одного года в сравнении с контрольным участком, где 1 – участок с использованием органо-минеральной смеси, 2 – участок с применением лёссовидного суглинка; 3- контрольный участок.
Заявленная группа изобретений соответствует условиям новизна и изобретательский уровень, т.к. из уровня техники неизвестен состав для экологической реабилитации техногенно-нарушенных земель, включающий сено-семенную смесь, заготовленную в фоновых сообществах, литологический тип которых соответствует территории техногенного нарушения, и органоминеральную смесь, содержащую суглинистый грунт в качестве минерального разбавителя смеси и органический наполнитель, а именно ферментированные органические отходы, такие как ОСВ, ферментированный ил полей фильтрации производственных органических сточных вод. Кроме того, заявленный состав для экологической реабилитации техногенно-нарушенных земель в качестве ферментированных органических отходов может включать компостированные биологические бытовые отходы.
Также из уровня техники неизвестен способ экологической реабилитации техногенно-нарушенных земель, включающий подготовку органо-минеральной смеси, путем смешивания суглинистого грунта в качестве минерального разбавителя и ферментированных органических отходов ручным либо механизированным способом, нанесение органоминеральной смеси на поверхность техногенного нарушения ручным или механизированным способом толщиной слоя 5-6 см, с последующим нанесением на слой органо-минеральной смеси заранее приготовленной сено-семенной смеси, заготовленной в фоновых сообществах, литологический тип которых соответствует территории техногенного нарушения, в количестве соответствующем заготовленному на донорном участке, который по площади должен соответствовать площади участка реабилитации, после чего проводят мульчирование, получая состав для ренатурации нарушенных земель.
Промышленная применимость заявленной группы изобретений для экологической реабилитации техногенно-нарушенных земель на примере мелового карьера подтверждается следующими примерами.
Пример 1.
Для проведения работ по экологической реабилитации техногенных нарушений была создана экспериментальная площадка в 3-х вариантах по 1м²: 1 – участок с нанесением органоминеральной смеси лёссовидного суглинка и органического наполнителя; 2- участок с нанесением лёссовидного суглинка без органического наполнителя; 3 – контрольный участок (Фиг.1). В качестве органического наполнителя был выбран ферментированный ил полей фильтрации производственных органических сточных вод производства лимонной кислоты.
Для создания органо-минеральной смеси было взято 75 кг лёссовидного суглинка. После агрохимического анализа по ГОСТ 26213-91 и определения Кв по ГОСТ 28268-89 и формуле (2) было выявлено что содержание органических веществ в суглинке равняется 0,5%, Квмин равняется 0,86, в ферментированном иле полей фильтрации содержание органических веществ 14,24%, Кворг.=1,02.
Таким образом, по формуле (1):
75*0,86* |0,5-2| \ |14,24-2| *1,02= 96,75 / 12,48 = 7,75 кг
Выявленное соотношение количества ила полей фильтрации к количеству лёссовидного суглинка составило 7,75 кг к 75 кг, или 1:10.
Пример 2
Для проведения работ по экологической реабилитации техногенных нарушений была создана экспериментальная площадка в 3-х вариантах по 1м² с применением: 1 - органо-минеральной смеси лёссовидного суглинка и органического-наполнителя; 2 – участок с применением лёссовидного суглинка; 3 – контрольный участок (Фиг. 4). В качестве органического наполнителя был выбран ферментированный коммунальный осадок сточных вод (ОСВ). Для создания органо-минеральной смеси взяли 75 кг лёссовидного суглинка. После агрохимического анализа по ГОСТ 26213-91 и определения Кв по ГОСТ 28268-89 и формуле (2) было выявлено что содержание органических веществ в суглинке 0,5%, в ОСВ 40,62%, Квмин = 0,86, Кворг.=0.9. Определяют массу ОСВ для создания смеси с 75 кг суглинка по формуле (1)
Таким образом:
75*0,86*|0,5-2| / |40,62-2|*0,9 = 96,75/34,75 = 2,78 = 3 кг.
Выявленное соотношение ОСВ к лёссовидному суглинку составило 3кг к 75кг, или 1:25. Следовательно на 1 часть ОСВ с Кворг.=0.9 необходимо брать 25 частей лёссовидного суглинка с Квмин = 0,86.
Пример 3
Расчет необходимого количества органо-минеральной смеси для первого и второго примеров на участок площадью 1 м² производят по формуле:
где Sплощадки – площадь опытной площадки, см2;
Hслоя – толщина наносимого слоя, см;
γ – равновесная плотность сложения смеси, г/см3;
В расчётах использовали толщину слоя равную 7,6 см, плотность сложения – 1,15 г/см³.
M смеси = 10000 *7,6*1,15* = 87400 г = 87,4 кг органоминеральной смеси на один участок.
Рассчитанный объем готовой органо-минеральной смеси наносят на поверхность выбранного участка (Фиг.1, Фиг.4). Затем наносят сено-семенную смесь, заранее заготовленную на донорном участке фоновой растительности аналогичного литологического типа, площадь которого соответствовала площади реабилитируемого участка (Фиг.2, Фиг.5), и мульчируют. Все работы могут выполняться ручным или механизированным способом.
За один вегетационный период был создан травостой с высокой степенью проективного покрытия 75-90 %, высотой 30-40 см, обеспечивающий формирование подстилки на поверхности техногенного нарушения (Фиг.3, Фиг.6).
Технико-экономические преимущества, достигаемый технический результат. Экологическая реабилитация техногенно нарушенных земель предложенным составом с помощью предложенного способа позволяет за один вегетационный период создать травостой с высокой степенью проективного покрытия 75-90 %, высотой 30-40 см, обеспечивающий формирование ветоши и подстилки на поверхности техногенного нарушения. Закреплённая травянистой растительностью органоминеральная смесь обладает высокой противоэрозионной и противодефляционной устойчивостью, в ней начинаются процессы естественного почвообразования, она активно заселяется почвенной фауной. Исходные параметры смеси обеспечивают высокую скорость формирования гумусового горизонта 4-6 мм/год, что позволяет за 15-20 лет сформировать гумусоаккумулятивный горизонт, достаточный для устойчивого функционирования экосистемы.
Использование предложенного способа экологической реабилитации нарушенных земель с помощью предложенного состава для ренатурации, содержащим сено-семенную смесь фоновых фитоценотических группировок и органоминеральную смесь позволяет существенно сократить расходы на рекультивацию нарушенных земель, т.к. для экологической реабилитации используются лёссовидный суглинок как отход горнодобывающего производства (потенциально плодородные вскрышные породы), а также отходы коммунального либо сельского хозяйства. Снижаются расходы на использование травосмесей путём использования ренатурационного потенциала естественных экосистем. Сокращаются расходы на транспортировку и нанесение органо-минеральной смеси вследствие его незначительной мощности. Испытание заявленных ренатурационных смесей и способа их применения показало высокую эффективность для нарушенных земель с неблагоприятными эдафическими свойствами, характерными для карьерно-отвальных комплексов.
Claims (9)
1. Состав ренатурационной смеси, содержащий сено-семенную смесь фоновых фитоценотических группировок и органоминеральную смесь, при этом органоминеральная смесь содержит потенциально пригодные для биологической рекультивации суглинистые грунты в качестве минерального наполнителя в виде лессовидных суглинков и органический наполнитель, а именно ферментированные органические отходы, такие как осадки коммунальных сточных вод или ферментированный ил полей фильтрации производственных органических сточных вод, расчет соотношения компонентов органоминеральной смеси в зависимости от количества минерального наполнителя по формуле
коэффициент 2 – эмпирически установленное количество органического вещества в субстрате, обеспечивающее максимальную скорость гумусонакопления.
2. Способ применения ренатурационной смеси по п.1, включающий подготовку органоминеральной смеси путем смешивания ручным либо механизированным способом суглинистого грунта в качестве минерального наполнителя и ферментированных органических отходов, нанесение указанной органоминеральной смеси на поверхность техногенного нарушения ручным или механизированным способом толщиной слоя 5-6 см, после чего наносят заранее приготовленную сено-семенную смесь, заготовленную в фоновых сообществах, литологический тип которых соответствует территории техногенного нарушения на донорном участке, с последующим мульчированием экспонированного слоя.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782385C1 true RU2782385C1 (ru) | 2022-10-26 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2084417C1 (ru) * | 1994-07-25 | 1997-07-20 | Санкт-Петербургский государственный университет | Смесь для рекультивации шламохранилищ |
RU2449001C1 (ru) * | 2010-11-19 | 2012-04-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ рекультивации нарушенных земель |
RU2465761C1 (ru) * | 2011-04-04 | 2012-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Способ повышения плодородия песчаных почв |
RU2497608C1 (ru) * | 2012-07-20 | 2013-11-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Способ биологической рекультивации нарушенных земель крайнего севера |
RU2711925C1 (ru) * | 2019-04-03 | 2020-01-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Состав для рекультивации почв |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2084417C1 (ru) * | 1994-07-25 | 1997-07-20 | Санкт-Петербургский государственный университет | Смесь для рекультивации шламохранилищ |
RU2449001C1 (ru) * | 2010-11-19 | 2012-04-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ рекультивации нарушенных земель |
RU2465761C1 (ru) * | 2011-04-04 | 2012-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Способ повышения плодородия песчаных почв |
RU2497608C1 (ru) * | 2012-07-20 | 2013-11-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Способ биологической рекультивации нарушенных земель крайнего севера |
RU2711925C1 (ru) * | 2019-04-03 | 2020-01-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Состав для рекультивации почв |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
CLANTON C.J. et al. Land treatment of septage // Proceedings, 1988, р. 323-332, abst. BAUMANN E. Organische Dungung und Erdwirtschaft in der Gemuseprodultion // Empfehlungen fur die Praxis, 1984, с. 1-46, abst. * |
ГОЛЕУСОВ П.В. Самоорганизация и экологическая реабилитация антропогенно нарушенных геосистем в районах интенсивного использования земель, автореф. дисс. на соиск. уч.ст. д.г.н., Белгород, подп. в печ. 13.11.2012, 43 с. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107382608A (zh) | 一种植被复绿无土混合纤维喷播辅助材料、喷播材料及植被复绿施工方法 | |
CN110121971A (zh) | 一种金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法 | |
Saviour et al. | Soil and sand mining: causes, consequences and management | |
CN116159860B (zh) | 一种有色金属矿业废弃地土壤的修复方法 | |
CN114793526B (zh) | 一种人工加速矿业废弃地立地条件重构的方法 | |
Magnússon | Restoration of eroded areas in Iceland | |
DE3713055C1 (en) | Process for the reclamation of soils which have been destroyed by coalmining | |
RU2782385C1 (ru) | Состав и способ применения ренатурационных смесей | |
RU2336684C2 (ru) | Способ рекультивации нарушенных земель | |
Maiti et al. | Energy plantations, medicinal and aromatic plants on contaminated soil | |
Shkvirko et al. | Overview: The prospect of the use of energy crops for biological reclamation of disturbed lands | |
RU2030851C1 (ru) | Способ восстановления нарушенных земель | |
CA2757656C (en) | Engineered topsoil for use in land reclamation and a method of producing the same | |
BG3759U1 (bg) | Състав на почвообразуващи смеси и система за производството им | |
Kuntze | Soil reclamation, improvement, recultivation and conservation in Germany | |
Dyczko et al. | Current Reclamation Practices and their Successfulness | |
Pirrera et al. | Applications of woosworms and materials for prevention the desertification risk and technosoils | |
RU2738895C1 (ru) | Способ рекультивации нарушенных земель | |
RU2735249C1 (ru) | Способ реконструкции техногенного песчаного грунта | |
Pirrera et al. | Technosoils for the prevention of desertification risk | |
RU2113094C1 (ru) | Способ биологической рекультивации песчаных земель, загрязненных буровыми сточными водами в зонах пустынь и полупустынь | |
Polster | Natural vegetation succession and sustainable reclamation | |
Fields-Johnson | Biochar in land reclamation, biosolids applications and prescribed fires | |
Blanco-Canqui et al. | Biological measures of erosion control | |
Biswas et al. | Suresh Kumar, Dibyendu Sarkar, Krishnendu Das, B. Mondal |