[1]Изобретение относится к области обработки и обезвреживания нарушенных земель, а именно высокоминерализованных почв шламонакопителей, в частности осушенных хранилищ дистиллерной жидкости, в полевых условиях и может быть использовано для проведения ремедиации территорий.
[2]Известен способ рекультивации нарушенных земель (патент 2738895 РФ, опубликовано 18.12.2020), который включает высадку многолетней травянистой растительности на выбранном участке карьера в шахматном порядке. При этом растительность высаживают с закрытой корневой системой в виде брикета с торфом, а в качестве травянистой растительности используют вейник тростниковый, вейник наземный, вейник тростниковидный, тимофеевку луговую, лисохвост луговой, ежу сборную, аморию ползучую, аморию горную, клевер луговой.
[3]Основными недостатками такого способа являются необходимость высоких временных затрат на подготовку, формирование и размещение торфяных брикетов с посадочным материалом, а также отсутствие в предлагаемой для высадки травосмеси видов, пригодных для ремедиации высокоминерализованных (засоленных) грунтов.
[4]Известен способ рекультивации почв, загрязненных минерализованными водами (патент РФ 2459398, опубликовано 27.08.2012, бюл. №24). Восстановление осуществляется за счет интенсивного рыхления, внесения сорбента (сухие запрессованные брикеты избыточного ила), химмелиоранта (рассыпчатый влажный избыточный ил), интенсивного полива дождеванием и высадку растительных культур. При содержании солей в почве более 10 мас. %, осуществляют предварительный вывоз и промывку засоленного грунта пресной водой. Расход воды на полив дождеванием составляет 450-500 м3/га. В качестве растительных культур используют растения-галофиты, например, амарант, полынь.
[5]Недостатком способа является необходимость трудоемкого извлечения и вывоза грунта для осуществления предварительной подготовки перед высевом посредством промывки, высокого потребления воды для промывки, а выбранный состав растительности не обеспечивает улучшения почвенных свойств - повышения содержания питательного азота в почвах.
[6]Известен также способ рекультивации земель (патент РФ от 2101901, опубликовано 20.01.1998) путем формирования почвенного слоя внесением в голый грунт после предварительного его боронования сложной травосмеси состоящей из трех групп основных видов растений или их замещающих. Недостатком предлагаемого изобретения является сложность поиска семян и составления указанной многокомпонентной травосмеси, а также отсутствие предварительной предпосевной подготовки территории в случае повышенного содержания в ней загрязняющих веществ, таких как минеральные соли.
[7]Наиболее близким техническим решением является способ рекультивации земель, нарушенных токсичными отходами, складированными в хвостохранилище (патент РФ 2486733 от 10.11.2011, опубликовано 10.07.2013, бюл. №19). В данном способе смешанный компост, полученный из коры ели, лиственницы и березы, вносят на поверхность токсичных отходов в количестве от 25 до 30% общей массы. После укладки проводят перемешивание путем дискования для улучшения условий укоренения и выживания растений и обеспечения высокой биологической активности субстрата. Слой смешанного компоста, уложенный на поверхность хвостохранилища с токсичными отходами переработки минерального сырья, дискуют на глубину 5-10 см и перемешивают с отходами, затем высевают семена бобово-злаковой травосмеси. Площадь для рекультивации токсичных отходов по периметру оконтуривают водопроницаемыми бортиками и дренажными канавками для ускорения сброса ливневых вод.
[8]Данный способ предназначен для восстановления почв, содержащих тяжелые металлы, однако применим и на почвах, содержащих повышенное содержание минеральных солей. Недостатками способа является необходимость использования больших объемов древесной коры, что экономически не всегда целесообразно и доступно, недостаточная для корневой системы большинства видов травяной растительности глубина слоя подготовленного субстрата (5-10 см), а также высев травосмеси, не предусматривающей рассоление обрабатываемой территории.
[9]Технической проблемой, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка способа восстановления нарушенных земель, устраняющего недостатки прототипа, с достижением следующего технического результата: обеспечение эффективного восстановления растительного покрова нарушенных земель, в том числе территории осушенных шламонакопителей дистеллерной жидкости за счет улучшения свойств почв, содержащих высокое количество минеральных солей, таких, как карбонаты кальция и магния, хлориды натрия и кальция, сульфат кальция, без дополнительного извлечения и транспортировки грунта.
[10]Технический результат достигается тем, что в способе восстановления земель путем агротехнической обработки и последующего высева видов растительности, согласно изобретению предварительно на восстанавливаемом участке производят внесение в исходный грунт чистой плодородной почвы, осуществляют изоляцию участка от поверхностного намыва минеральных солей с окружающих территорий и производят высев семян видов Amaranthus hypochondriacus, Bromopsis inermis, Onobrychis viciifolia. При этом производят внесение в исходный грунт чистой плодородной почвы в соотношении 1:64; изоляцию участка от поверхностного смыва осуществляют при помощи ограждающего экрана из пластиковых щитов общей высотой 0,8 м с заглублением в грунт на 0,3 м, для укрепления которого с внешней стороны экрана создают водозадерживающий земляной вал.
[11]Способ осуществляется следующим образом.
[12]Первый этап ремедиации включает работы по улучшению свойств почвы и созданию благоприятных условий для последующего биологического восстановления на глубине до 30 см (на глубине проникновения корневой системы травянисто-кустарниковой растительности).
[13]Для создания условий, оптимальных для прорастания высеваемых семян производят внесение привозной плодородной почвы. Соотношение исходного и привозного грунта определено, исходя из результатов экспериментального биотестирования с кресс-салатом по методике ФР. 1.39.2016.24117 «Методика определения токсичности почв по всхожести семян и измерению средней длины проростка кресс-салата (Lepidium sativum)» и составляет 1:64.
[14]Рекультивируемый участок огораживают с четырех сторон во избежание поверхностного намывания на него минеральных солей с близлежащих территорий. Ограждающий экран изготавливают из пластиковых щитов общей высотой 0,8 м с заглублением в грунт на 0,3 м. Для укрепления конструкции с внешней стороны экрана создается водозадерживающий вал. Отвод дождевых вод с рекультивируемого участка осуществляется путем естественного дренажа через грунт.
[15]На фигуре представлена схема рекультивируемого участка.
[16]На схеме изображено: смесь исходного и привозного грунта 1, ограждающий экран 2, водозадерживающий вал 3, мульча 4.
[17]Биологический этап направлен на создание растительного сообщества на предварительно подготовленной территории.
[18]Для восстановления территории осуществляют высев семян видов амарант Amaranthus hypochondriacus, кострец безостый Bromopsis inermis, эспарцет виколистный Onobrychis viciifolia.
[19]Производят мульчирование опилками и прикатывание семян с целью обеспечения хорошего контакта со слоем почвы и отсутствие их выдувания. Посев семян производится вручную, либо при помощи разбрасывателя в зависимости от восстанавливаемой площади.
[20]Норма высева семян составляет (кг/га): для амаранта - 1; для костреца безостого - 18-20; для эспарцета обыкновенного - 40-70.
[21]Количество семян, необходимое для ремедиации, определяется уравнением:
[22]
[23]где Нв - норма высева семян, кг;
[24]S - площадь восстанавливаемого участка земли, га.
[25]Достоинством используемых видов является их неприхотливость и возможность выращивания без орошения при жарких погодных условиях, достаточно высокая устойчивость к повышенным концентрациям солей.
[26]По прошествии вегетативного периода, т.е. в конце сельскохозяйственного сезона растения скашивают, биомассу вывозят или закапывают для перегнивания. Дальнейший севооборот можно производить по существующим технологиям, например, с чередованием посадок различных культур, в том числе и с последующим посевом амаранта для продолжения дальнейшего обессоливания почвы.
[27]Способ обеспечивает улучшение свойств почвы осушенных шламонакопителей и восстановление растительных сообществ без вторичного загрязнения окружающей среды за счет проведения предварительной агротехнической подготовки и высева специальной смеси нескольких видов высшей растительности. Представители бобовых способствуют восстановлению баланса питательных веществ почвы за счет насыщения ее азотом, амарант обеспечивает солепоглощение из почвы, кострец безостый выполняет почвоукрепление, предотвращает смыв поверхностного обогащенного слоя почвы, при этом указанные виды в совокупности способствуют формированию плотного травостоя.
[28]Применение изобретения позволит эффективно проводить ремедиацию нарушенных земель, в том числе почв шламонакопителей, содержащих высокое количество минеральных солей, без изъятия и перемещения.
[29]Таким образом, предлагаемая технология ремедиации позволяет производить постепенное обессоливание и улучшение качества земель при низких материальных и трудовых затратах, делая их пригодными для развития растительных сообществ.
[30]К основным преимуществам предлагаемого способа восстановления нарушенных земель относятся следующие:
[31]- создание оптимальных условий для произрастания растительности за счет внесения привозного грунта в высокоминерализованный грунт шламонакопителя в заданной пропорции;
[32]- постепенное рассоление земель и улучшение качества почв за счет комбинирования определенных видов растительности;
[33]- предотвращение поверхностного намыва минеральных солей с окружающей территории;
[34]- простота предлагаемой технологии.
