Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор и постановка задач исследований 9
1.1. Подмосковный угольный бассейн 9
1.2 Природно-географическая характеристика Тульской области 18
1.3 Санитарно-эпидемиологическая обстановка в Тульской области 23
1.4 Способы добычи угля 28
1.5. Добыча угля открытым способом в Подмосковном угольном бассейне 30
1.6. Горно-геологические условия разработки угля открытым способом в Подмосковном угольном бассейне 33
1.7. Рекультивация земель при открытых горных разработках 41
Выводы к главе 1 49
Глава 2. Натурные наблюдения и экспериментальные исследования современного состояния отработанных территорий 50
2.1 Характеристика почвенного покрова Тульской области 50
2.2. Характеристика Кимовского разреза 52
2.3. Состояние рекультивированных площадей 54
2.4. Экспериментальные исследования пород вскрышной толщи Подмосковного угольного бассейна 62
Выводы к главе 2 63
Глава 3. Математическая модель миграции ионов водорода (рН) в почве 64
3.1. Обоснование выбора модели 64
3.2. Объект, методы и результаты исследования 69
3.3. Определение значений параметров математической модели 79
Выводы к главе 3 82
Глава 4. Разработка методики контроля и управления экологической ситуацией на рекультивированных территориях 83
4.1 Разработка программы экологического мониторинга территорий открытой добычи угля 86
4.2 Рекультивация с применением микробиологических технологий 89
4.3 Разработка технического этапа рекультивации 97
4.4 Разработка биологического этапа рекультивации 99
Выводы к главе 4 102
Заключение 103
Библиографический список 105
Приложение А 118
Приложение Б 123
Приложение В 127
Приложение Г 128
Приложение Д 132
- Горно-геологические условия разработки угля открытым способом в Подмосковном угольном бассейне
- Состояние рекультивированных площадей
- Объект, методы и результаты исследования
- Рекультивация с применением микробиологических технологий
Введение к работе
Актуальность работы. Промышленная добыча угля на территории Тульской области началась в 1843 году. За весь период освоения месторождения было добыто около 1,8 млрд. тонн угля, при этом работали более 300 шахт и десятки разрезов.
Работа угледобывающих предприятий всегда связана с негативным воздействием на природную среду.
При открытой разработке месторождений на поверхности земельного отвода располагаются карьеры, которые являются рассредоточенными источниками аэрозольных и газовых выбросов. В результате чего происходит окисление и возгорание горючих компонентов карьера.
Результатом посттехногенной трансформации карьерных разработок является образование значительного числа химически активных растворимых соединений. В результате окисления минералов, содержащих серу, под воздействием атмосферных осадков образуются растворы серной кислоты.
На поверхности карьера постоянно идет процесс образования пыли, которая сдувается ветром и уносится на значительные расстояния, загрязняя атмосферу и поверхностный почвенный слой. Пыль увеличивает вероятность осадков, туманов и облаков, снижает поток солнечной радиации, влияет на плодородие почвы.
В результате выполненных на кафедре исследований динамики изменения рН на рекультивированных территориях в период с 2004 по 2013 годы отмечено, что на многих участках наблюдается перераспределение уровня кислотности во времени. При этом изменение кислотности на различных участках имеет различную направленность. Это свидетельствует о продолжающейся до сих пор трансформации нарушенных территорий, что вызывает необходимость продолжения исследований данных процессов.
Целью работы является разработка мероприятий по снижению негативных последствий добычи угля открытым способом в Подмосковном угольном бассейне в пострекультивационный период для увеличения производства сельскохозяйственной продукции.
Идея работы заключается в учёте зависимости динамики рН нарушенных почв при проведении рекультивационных и пострекультивационных работ.
Основные научные положения работы сводятся к следующему:
1. при открытой разработке месторождений на поверхности земельного отвода располагаются карьеры, которые являются рассредоточенными источниками аэрозольных и газовых выбросов. В результате чего происходит окисление карьера;
-
результатом посттехногенной трансформации карьерных разработок является образование значительного числа химически активных растворимых соединений. В результате окисления минералов, содержащих серу, под воздействием атмосферных осадков образуются растворы серной кислоты;
-
на поверхности карьера постоянно идет процесс образования пыли, которая сдувается ветром и уносится на значительные расстояния, загрязняя атмосферу и поверхностный почвенный слой. Пыль увеличивает вероятность осадков, туманов и облаков, снижает поток солнечной радиации, влияет на плодородие почвы;
-
выявлено, что за десятилетия прошедшие со времени рекультивации не произошло стабилизации агрохимических характеристик почв, о чем свидетельствует наличие на рекультивированых территориях сильнокислых, кислых, и щелочных почв, рН которых разнонаправленно изменяется стечением времени, а также значительный разброс содержания в почвах подвижных форм фосфора, калия и железа;
-
результаты натурных наблюдений и экспериментальных исследований позволили разработать программу экологического мониторинга на рекультивированных территориях и математическую модель миграции в почве ионов водорода;
-
на основе результатов выполненных исследований разработана методика контроля и управления экологической ситуацией на рекультивированных территориях, суть которой в рекомендациях по раскислению почв и мероприятиях направленных на улучшение сельского хозяйства.
Новизна основных научных и практических результатов заключается в следующем:
1.Установлены и уточнены закономерности проявления окислительных процессов в породах отвалов угленосных отложений Подмосковного угольного бассейна, содержащих пирит, железо, марганец и другие элементы, в результате которых активизируется высокая окисленность почвы и воды, как до рекультивации, так и после нее, что вызывает необходимость раскисления почвы для использования ее в качестве сельхозугодий и имеет важное значение для развития сельхозпроизводства;
2.Установлено, что в результате окислительных процессов после окончания выемочных работ на разрезах Подмосковного бассейна образуется кислая среда в почвах и водах как до рекультивации, так и в пострекультивационный период. При этом в пострекультивационный период процессы окисления в ряде случаев
возрастают в связи с большей доступностью кислорода воздуха к раздробленным горным породам;
3.Установлено, что процесс окисления не затухает в течении более 10 лет;
4.Уточнено, что для использования поверхности после рекультивации для сельскохозяйственных работ необходимо проводить активное известкование пород отвалов;
5.Уточнена математическая модель для расчета подкисления почвы карьеров с учетом дополнительной рекультивации;
6.Разработана программа экологического мониторинга, обеспечивающая получение более объективной информации об экологической ситуации в промышленном регионе.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
достаточным объемом натурных исследований, лабораторных и вычислительных экспериментов, результаты которых свидетельствуют об адекватности разработанных моделей, обоснованности выводов и рекомендаций;
- сопоставимостью экспериментальных измерений с теоретическими результатами, полученными с использованием математического моделирования.
Практическая значимость. Проведенные исследования позволяют разработать программу экологического мониторинга и эффективные мероприятия по повышению плодородия почв.
Апробация работы. Основные научные и практические результаты
диссертационной работы обсуждены в процессе докладов и дискуссий на
региональных, международных и всероссийских конференциях: на IV
Всероссийской научно-технической конференции «Информационные системы и
модели в научных исследованиях, промышленности и экологии» (Тула, 2008), на IV
Международной студенческой научно-технической интернет-конференции
«Экология и безопасность» (Тула, 2008), на XI Докучаевские молодежные чтения (Санкт-Петербург, 2008), на VI Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики (Тула, 2010), на VT Международной студенческой научно-технической интернет-конференции «Экология и безопасность» (Тула, 2010), на VIII Всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления развития науки и технологий» (Тула, 2010), на IV Всероссийсой научно-практической конференции для студентов, аспирантов и молодых учёных на тему «Инновационные наукоёмкие технологии: теория, эксперимент и практические результаты» (Тула, 2010), на V Магистерской научно-технической конференции (Тула, 2010), на XXXVII Международной молодежной
научной конференции «Гагаринекие чтения» (Москва, 2011) , на научных семинарах кафедры «Аэрологии, охраны труда и окружающей среды» ТулГУ (Тула, 2009-2013гг.).
Публикации. По результатам выполненных исследований имеется 10 публикаций, 3 из которых в изданиях, входящих в Перечень ВАК РФ, разработано 2 патента.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и 5 приложений. Работа изложена на 133 страницах и включает в себя 17 таблиц, 19 рисунков. Список литературы содержит 153 работы.
Работа выполнена в соответствии с выполнением п.3.1, 3.3, 3.7 Паспорта специальности 25.00.36 «Геоэкология».
Горно-геологические условия разработки угля открытым способом в Подмосковном угольном бассейне
В геологическом строении месторождений Кимовского (рис. 1.7), Уша-ковского, Богородицкого и Грызловского разрезов участвуют породы упин-ского, бобриковского и тульского горизонтов нижнего карбона, мезозойские и четвертичные отложения.
Породы вскрыши месторождений по литологическому составу и физико-механическим свойствам относятся к десяти различным типам и характеризуются следующими особенностями:
- суглинки, глины, тонкозернистые пески - размокаемостью, набухае-мостью, склонностью к ползучести, низкой водоотдачей;
- известняки - крепостью, требующей предварительного разрыхления
Угольный пласт залегает в виде отдельных линз сложной конфигурации с весьма разными размерами площади. Запасы линз составляют от 0,5 до 5 млн. т. Угольный пласт имеет, в основном, простое строение, в отдельных местах он расщепляется пропластком глины мощностью от 0,1 до 1 м. Гипсометрия почвы пласта слабоволнистая, в отдельных местах, при непосредственном залегании на фундаменте, наблюдаются резкие колебания и разрывы сплошности (участок № 5 Бегичевский).Нарушенная поверхность представлена системой рядов и конусов с разницей отметок гребней и впадин 10 - 20 м и выработкой последних заходок глубиной до 40м. [17,22,41]
Кроме угля, песка и глин в породе встречаются суглинки, гравий, фосфориты, карбонатные породы, которые при взаимодействии с подземными водами вступают в реакции и подкисляют , либо выщелачивают грунты. Фосфориты - осадочные горные породы, сложенные минералами из группы апатита. Фосфориты содержат также нефосфатные минералы: основные -глауконит, доломит, кальцит, кварц, халцедон; второстепенные - глинистые, алюмосиликатные, пирит, гидроксиды Fe. Фосфориты являются источником подкисления почв на данных территориях. [27,28,30]
Карбонатные породы - горные породы, состоящие из карбонатов кальция, магния, железа. Различают осадочные карбонатные породы (известняк, доломит, мергель, мел и др.), метаморфогенные (мрамор) и магматогенные (карбонатит). Эти породы являются источниками выщелачивания почв. [5,48]
В гидрогеологическом разрезе выделяются в основном четыре водоносных горизонта верхнетульский, надугольный, подугольный и упинский.
Воды верхнетульских отложений приурочены главным образом к пластам известняков и отдельным линзам песков, имеют широкое распространение и в большинстве случаев являются напорными. Питание водоносного горизонта осуществляется, как правило, за счет инфильтрации атмосферных осадков. Горизонт является одним из источников обводнения горных выработок и вскрышных пород.
Водовмещающими породами надугольного водоносного горизонта являются мелко- и тонкозернистые, иногда глинистые пески, имеющие практически повсеместное распространение. Воды горизонта безнапорные или слабонапорные. Надугольные пески, как правило, залегают на угольном пласте или отделены от него водоупорами (глинами) разной мощности. На отдельных участках надугольный водоносный горизонт имеет непосредственную гидравлическую связь с упинским горизонтом. Местами на-дугольные пески образуют единый водоносный горизонт с подугольными песками. Основным источником питания являются атмосферные осадки и Б меньшей степени воды выше- и нижележащих горизонтов. Водоносный горизонт является одним из основных источников поступления воды в горные выработки и в значительной степени определяет устойчивость бортов и откосов внутренних отвалов. [51,62,80,100]
Подугольный (бобриковский) горизонт распространен приблизительно на 50 % площадей участков. Воды горизонта заключены в мелкозернистых, иногда пылевато-глинистых песках. Самостоятельного значения водоносный горизонт не имеет. Наличие тесной гидравлической связи с упинским, а также местами с надугольными горизонтами обеспечивает достаточное дренирование его при осушении последних.
Упинскии водоносный горизонт распространен повсеместно. Вмещающие породы представлены известняками, которые характеризуются весьма разной степенью трещиноватости и значительными колебаниями коэффициента фильтрации от 0,2 до 22 м/сут.
При ведении горных работ на участках, где водоупорные породы отсутствуют или имеют недостаточную мощность, возможны прорывы ушш-ских вод в горные выработки. Снижение их уровня осуществляется глубинными скважинами, как правило, предварительно. При достаточной его снижении упинскии горизонт служит для перепуска вод надугольных горизонтов через сквозные фильтры (водопоглощающие скважины).
Большое влияние на выбор схем экскавации вскрышных пород в выработанное пространство при бестранспортных системах разработки, с учетом последующей рекультивации нарушенной земной поверхности, оказывают агрохимические свойства пород. [11,34,47,103]
Агрохимическая классификация вскрышных пород Подмосковного бассейна, составленная ПНИУИ и Центральной лабораторией охраны природы МСХ СССР, представлена в табл. 1.5.
Характерные особенности условий разработки месторождений открытым способом в Подмосковном бассейне определили выбор схем вскрытия, системы разработки и оборудования. [99,101,122,136,142]
Вскрытие участков осуществлялось в основном фланговыми траншеями внешнего заложения с параллельным развитием работ. По мере отработки внешние выездные траншеи переходили во внутренние. Отработка заходок велась от флангов с переходом на следующую в центре или у фланга.
При небольших глубинах и достаточных параметрах вскрышных экскаваторов такая схема вскрытия не оказывала существенного влияния на эффективность схем экскавации, хотя фактически коэффициент переэкскавации всегда был значительно выше рассчитанного в плоско - поперечном сечении. Увеличение коэффициента переэкскавации относительно расчетного вызывалось сокращением отвального фронта по сравнению с вскрышным. Разница между фактическим и расчетным значениями коэффициента переэкскавации доходила до 20 %. При увеличении глубины разработки и сокращении фронта работ она еще более увеличивалась. Кроме того, при ведении планировки навалов образовывались значительные площади безвозвратных земель, увеличивались удельные объемы планировочных работ вследствие концентрации навалов у съездов и расстояния перевозки грунтов для рекультивации, начало работ по рекультивации задерживалось, в использовании находилось до 50 га земли на каждом участке.
С целью частичного устранения недостатков принятые схемы вскрытия несколько видоизменяли: уменьшали число вскрываемых выработок, переходили к вскрытию с рабочего борта временными и скользящими съездами, за-ходки отрабатывали тупиковыми выработками с использованием берм на нерабочем (а иногда и на рабочем) борту для вывоза угля.
На угольных разрезах Подмосковного бассейна широкое использование получила усложненная бестранспортная система разработки. Наиболее распространенным был вариант этой системы (без селективной укладки породы в отвалы) с разделением толщи вскрыши на подуступы и установкой вскрышного экскаватора при отработке нижнего подуступа на промежуточном (временном) отвале.
Состояние рекультивированных площадей
Для определения содержания тяжелых металлов в породной массе карьеров и почвах прилегающих к ним территорий могут быть использованы абсорбционный спектральный анализ, эмиссионный спектральный метод, люминесцентный анализ, потенциометрический и полярографический методы, и т.д.
Абсорбционный спектральный анализ основан на изучении спектров поглощения анализируемых веществ. К нему относятся спектрофотометрия, фотометрия, колориметрия, нефелометрия, турбидиметрия, атомно-абсорбционный метод.
Спектрофотометрия изучает поглощение анализируемым веществом света с определенной длиной волны, т.е. снижение интенсивности монохроматического излучения. Такие измерения выполняют с помощью специальных приборов - спектрофотометров, которые снабжены оптической системой, формирующей монохроматический поток световой энергии для выполнения анализа (монохроматори).
Фотометрический метод основан на измерении поглощения анализируемым веществом света не строго монохроматического излучения. Такого рода измерения выполняют при помощи более простых приборов, называемых фотоколориметрами. При этом возможен анализ лишь гомогенных проб.
Люминесцентный (флуоресцентный) анализ использует свечение исследуемого объекта, возникающее под действием ультрафиолетового, рентгеновского или гамма-излучений (фотолюминесценция, рентгенслюминесцен-ция, радиолюминесценция).
Рентгенофлуоресцентный метод основан на измерении интенсивности флуоресцентного излучения возбуждаемого рентгеновским излучением в исследуемом веществе. Измерения выполняются с помощью приборов - спектрометров. Работа спектрометра осуществляется посредством последовательного выделения линий характеристического рентгеновского флуоресцентного излучения исследуемого образца, облучаемого острофогусной маломощной рентгеновской трубкой; определения интенсивности этих линий и дальнейшего пересчета интенсивности в концентрацию соответствующих им элементов.
Потенциометрический метод основан на измерении потенциала электрода, погруженного в раствор; значение потенциала зависит от концентрации ионов, содержащихся в растворе. Эта зависимость позволяет определять содержание тех или иных ионов в растворе, измеряя потенциал электрода, погруженного в раствор соли неизвестной концентрации. О концентрации определяемых ионов в растворе судят по потенциалу так называемого индикаторного электрода. Величину потенциала этого электрода определяют по соотношению его с потенциалом электрода сравнения.
При полярографическом анализе испытуемый раствор подвергают электролизу в ячейке прибора - полярографа. Этот прибор автоматически записывает вольтамперную кривую, показывающую изменение силы диффузного тока с повышением напряжения. По ее характеру судят о присутствии тех или иных катионов в растворе и об их количестве. Главным недостатком метода является трудность в приготовлении растворов сравнения.
Метод атомной спектроскопии основан на определении количества исследуемого вещества, находящегося в состоянии атомного пара, когда под действием высокой температуры (2000 - 3000 оС) молекулы анализируемого вещества разрушаются, превращаясь в атомы составляющих его химических элементов.
Возможны два варианта реализации данного метода: при анализе измеряется интенсивность собственного излучения определяемого компонента (эмиссионный метод); во втором случае определяется степень ослабления (абсорбции) исследуемым веществом излучения, проходящего через атомный пар от специального источника к детектору излучения.
Количественное определение элементов основано на измерении интенсивности характерных спектральных линий того или иного элемента, входящего в состав анализируемого вещества.
Главное преимущество спектрального анализа - его высокая чувствительность, позволяющая определять многие элементы, когда их содержание в анализируемом веществе не превышают десятитысячных долей процента. Спектральный анализ обычно не требует предварительного разделения анализируемого вещества на отдельные компоненты: он позволяет определять несколько элементов при их совместном присутствии. При этом атомная спектроскопия отличается быстротой выполнения измерений и для анализа требуется весьма незначительное количество вещества (несколько миллиграммов). [71,92,138]
Приведенный обзор методов определения тяжелых металлов позволяет сделать вывод о том, что при исследовании влияния карьерных разработок на состояние окружающей среды подходящие результаты можно получить при использовании методов атомно-абсорбционной и рентгенофлуоресцентной спектрометрии.
Для определения тенденций изменения плодородия рекультивированных почв в 2004 - 2013 гг. был проведен анализ основных агрохимических показателей проб рекультивированных почв отобранных на всех основных участках открытой разработки угля в Подмосковном бассейне.
На рисунках 2.1-2.8 приведена динамика изменения рН на рекультивированных территориях Кропотовского месторождения в период с 2004 по 2013 годы.
В кислых почвах железо, алюминий и марганец находятся в формах доступных растениям, а их концентрация достигает токсического уровня. При этом затруднено поступление в растения фосфора, калия, серы, кальция, магния, молибдена. На кислой почве может наблюдаться повышенный выпад растений без внешних причин - вымочка, гибель от мороза, развитие болезней и вредителей.
Опасность кислых почв состоит в том, что в кислой среде основные элементы питания (азот, фосфор, калий) недоступны растениям, а токсичные в больших концентрациях ионы марганца, железа, алюминия, тяжелых металлов и радионуклидов приобретают высокую подвижность.
Величины рН меньше 4 выдерживают лишь мхи, вереск, багульник, то есть растения верховых болот или песчаных подзолов. [119]
Нейтральные почвы зафиксированы в 20 % проанализированных проб и присутствуют на всей обследованной территории, кроме первого и пятого Кропотовских участков Кимовского разреза. Слабощелочные почвы представлены 45% процентами проб.
Щелочные почвы, губительные практически для всех видов культурных растений, представлены 10 % проб.
Объект, методы и результаты исследования
Решая задачу установления стабилизирующегося на поверхности показателя рН воды, мы можем рекомендовать начало проведения рекультиваци-онных работ на поверхности отвала.
При формировании отвалов происходит полное перемешивание горных пород, поэтому считаем почвенную среду изотропной (U=const и D=const). Получаем дифференциальное уравнение конвективно-диффузионного переноса ЗВ в почве.
В рамках поставленной задачи исследуется миграция ионов водорода (серной кислоты) и пирита (реакция разложения которого является серной кислоты в почве).
Миграция ионов водорода происходит вследствии движения почвенного раствора. При этом для территорий непосредственного прилегания к водоему диффузионный перенос много меньше конвективного (JD ;JK). Поэтому в уравнении (3.11) можно принять D=0.
Вследствие небольших концентраций ионов водорода принимаем, что интенсивность изменения концентрации вследствие физиохимических процессов в почве пропорциональна концентрации ионов водорода
Молекулы пирита являются составляющей твердой фазы почвы, поэтому можно принять, что конвективный и диффузионный переносы пирита равны нулю, т.е. U=0, D=0.
Вследствие взаимодействия с ГТР происходит разложение пирита с образованием серной кислоты, интенсивность которого принимаем пропорциональным концентрации пирита в почве.
Рекультивация с применением микробиологических технологий
1) Одним из способов рекультивации является применение микробиологических технологий. Универсальные свойства препарата «Байкал ЭМ1» позволяют обогащать грунты питательными веществами, макро-, микроэлементами необходимыми для возобновление жизни на рекультивируемой земле. Исследования проводились по схеме: эмбриозем - растение - препарат. Результаты, полученные в ходе этой работы, показали , что применение микробиологического препарата Байкал ЭМ1 позволяет деградировать минералы, превращая их в органику, увеличить приживаемость растений за счет образования почвенных биокомлексов. В целом Байкал ЭМ 1 может быть эффективен как биологический способ рекультивации горных отвалов [118]
2) ЗАО "Биофлора разработало способ ускоренной биологической рекультивации нарушенных земель. Активное почвообразование в техногенном субстрате возможно при использовании комплекса биологических ппепарэтов на основе отселектированных штаммов почвенных микроорганизмов. Способ предусматривает применение биопрепаратов собственной разработки, подбор растительности и создание благоприятных условий для роста и развития растений. Использование комплекса микробиологических препаратов позволяет вести рекультивацию без нанесения плодородного слоя на обрабатываемую площадь. [143]
Биопрепараты способствуют: Активации почвенной микрофлоры. Улучшают азотное, фосфорное и калийное питание растений. Обеспечивают быстрый рост и развитие растений, создают благоприятные условия для образования прочной дернины (корневая система развита до глубины 18-20 см) и для формирования гумуса в техногенном субстрате. Оказывают существенное влияние на формирование биомассы растений, рост листьев и мезострук-туру листа, а также на синтез хлорофилла и интенсивность фотосинтеза.
В условиях города, и в соответствии с аналитической оценкой состояния почв, состояния насаждений и разработанной технологической картой составляется композиция почвоулучшающих биопрепаратов и биоудобрений.
Технология предусматривает восстановление почвенной микрофлоры и биологической активности почвы при одновременном улучшении состояния зеленых насаждений, их габитуса и декоративных свойств.
Разработанные биопрепараты содержат микроорганизмы - интро-дуценты, то есть внесенные извне, но обычные в видовом отношении для данного агробиоценоза и, конечно, полезные для него. Особенность композиции биопрепаратов заключается в том, что она включают активность других микроорганизмов, уже имевшихся в данном грунте. Стимулирует их метаболическую и физиологическую активность, разлагая многие токсичные вещества, что, в конечном итоге, ведет к более активной жизнедеятельности почвенного сообщества и его оздоровлению, достижению цели проекта.
Композиция биопрепаратов активизирует почвенную микрофлору, улучшает азотное, фосфорное и калийное питание растений, обеспечивая быстрый рост и развитие растений, создавая благоприятные условия для ускоренного образования гумуса в техногенном субстрате, оказывают существенное влияние на формирование биомассы растений.
Рекультивация золоотвалов затруднена из-за природы субстрата. Это техногенный тонкодисперсный безжизненный песок, создающий высокую запылённость воздушного бассейна и снижающий санитарно-гигиенические условия быта и труда людей.
Активное почвообразование в техногенном субстрате возможно при использовании комплекса биологических препаратов на основе отселектиро-ванных штаммов почвенных микроорганизмов. Способ предусматривает применение биопрепаратов собственной разработки, подбор растительности и создание благоприятных условий для роста и развития растений. Использование комплекса микробиологических препаратов позволяет вести рекультивацию без нанесения плодородного слоя на обрабатываемую поверхность.
3)Сотрудники Сибирского НИИ сельского хозяйства и торфа занялись поиском малозатратных способов восстановления биологической продуктивности нарушенных земель. Разработан торфяной препарат (торфяной мелиорант), содержащий торф, азотные, фосфорные, калийные минеральные соли и остаток от гидролиза торфа, являющийся отходом производства стимулятора роста растений. [34]
Эффективность торфяного препарата проверена в полевом опыте на угольном отвале восточного разреза Краснобродский Кемеровской области.
Использование торфяного препарата привело к активации биологических процессов — к окончанию вегетационного периода, по сравнению с контрольным вариантом, возросла численность микроорганизмов, потребляющих органические и минеральные формы азота, численность сахаролитиче-ских грибов и разрушителей целлюлозы. Увеличилась активность дегидроге-назы. Увеличение дегидрогеназной активности и достаточно высокая поли-фенолоксидазная и пероксидозная активность самого грунта отвальной породы свидетельствуют о создании благоприятных условий для образования начальных фрагментов гумуса. Активация биологических процессов на вариантах с использованием торфяного препарата обеспечила рост и развитие культуры донника.
Известно, что ведущие факторы почвообразования — растения и сопутствующий комплекс микроорганизмов, которые способны трансформировать органическое вещество отмерших растений в фрагменты гумуса, а также разрушать горные породы, переведя их в мелкозём.
Для создания благоприятных условий роста и развития растений возможно использование торфа и препаратов на его основе. Торф обладает высокой водоудерживающей способностью, содержит гуминовые вещества. Под влиянием торфа должны активизироваться почвенные микроорганизмы и должна повыситься активность осуществляемых ими метаболических процессов, что обеспечит создание в короткие сроки на поверхности рекультивируемых грунтов устойчивого биоценоза.
4)Экологически чистые (безвредные) натуральные сухие торфо-гуминовые удобрения (СТГУ) "Флора-С" и "Фитоп-Флора-С", производитель ООО "БИО-БАН" (г. Бийск, Алтайский край). [56]
СТГУ «Флора-С» - сильно концентрированная смесь биологически активных веществ, выделенных из качественного природного сырья, сбалансированная по содержанию микро-и макроэлементов естественного происхождения, с содержанием гуминовых кислот не менее 12 г/л. СТГУ «Фитоп-Флора-С» представляет собой смесь из биологически активных веществ с высоким содержанием гуминовых кислот и наличием спор микроорганизмов (штамм монобактерии зарегистрирован). Применение данных препаратов повышает всхожесть семян на 3-5 %, энергию прорастания семян на 4,5-18,5 %, способствует развитию мощной корневой системы в 1,7 - 2,5 раза, сокращает сроки созревания на 10-15 дней, препятствует накоплению в плодах биологически вредных веществ, увеличивает урожай на 20-40%, повышает устойчивость растений к засухе, заморозкам, избытку в почве химических средств защиты растений, а также к различным заболеваниям растений: фитофтороз, серая гниль, мучнистая роса, ложная мучнистая роса, фомоза, черная ножка рассады в короткие сроки (менее года) восстанавливает плодородный слой после разлива нефти, наводнений, пожаров, схода селевых потоков. Противо-микробное действие препарата СТГУ «Фитоп- Флора-С» обеспечивается действующим началом - монобактерией, которая в процессе жизнедеятельности нарабатывает более 70 различных пептидных антибиотиков - бацитрацинов, подавляющих рост и развитие гнилостной, патогенной микрофлоры. Запатентовано.
Данные препараты могут применяться во всех климатических поясах на открытом грунте и в теплицах, для корневой и внекорневой подкормки всех культур и растений. Один пакет "Флора-С" 30 гр. рассчитан для внекорневой подкормки на 500-600 кв. м, корневой - 80-110 кв.м. Одного пакета "Фитоп-Флора-С" 10 гр. достаточно для внекорневой подкормки на 160-260 кв. м, корневой - 30-60 кв.м, а так же для обработки хранилищ и корнеплодов на 150 кв.м. При промприменении 1 кг СТГУ рассчитан на 3 га - для корневой подкормки, на 10 га - для внекорневой подкормки. Подробный порядок приготовления и применения растворов ТГУ «Флора-С» и СТГУ «Фитоп-Флора-С» изложен в инструкциях.
