Способы рекультивации земель презентация

Доклад к конференции с презентацией

Выбранный для просмотра документ Рекультивация нарушенных земель.pptx

Описание презентации по отдельным слайдам:

Технология рекультивации нарушенных земель Выполнил: студент гр. АТ-14 Ильченко С.Д.

Основные источники образования нарушенных земель в г.Краснотурьинске Наибольшими загрязнителями природной среды в нашем городе являются основные промышленные предприятия: Богословский алюминиевый завод, Богословская ТЭЦ (сернистый ангидрид и двуокись азота) и автотранспорт. По объёмам вредных выбросов в окружающую среду Краснотурьинск является неблагополучной территорией. Природно-климатические условия здесь суровее, чем в других частях области, поэтому требуется более длительный период самовосстановления растительных и животных сообществ от вредного воздействия загрязнения. Значительны размеры техногенных нарушений: отходы флотации Турьинского медного рудника, дражные нарушения ландшафта после добычи россыпных месторождений золота и платины в руслах рек Турьи, Сосьвы и их притоках, шламполя БАЗ, карьеры после добычи золотосодержащей руды ЗСУ, отвалы обогатительной фабрики шахты «Северопесчанская» Общая площадь нарушенных земель — 1742 га.

Карьеры Воронцовского месторождения

Земли, нарушенные шахтой «Северопесчанская»

Законсервированное и действующее шламполя завода БАЗ

Как известно, бокситы — это горная порода, состоящая в основном из гидроксидов и оксидов алюминия, железа, кремния, титана и др. Большая часть мирового производства глинозема ведется по способу Байера, по которому для производства 1 т товарного глинозема расходуется 2,6 т боксита, 60-100 кг каустической щелочи, 30 кг известняка. При этом примерно 1,3 т уходит в отвалы, представляющие собой концентрированные суспензии, которые называют красными шламами (КШ); они имеют высокое (до 40 %) содержание оксида железа.

Красный шлам удаляется из глиноземного цеха за пределы территории завода в виде пульпы и складируется на специально оборудованной площадке — так называемом шламовом поле. На Богословском алюминиевом заводе шламохранилища занимают площадь более 400 га, накоплено в них более 40 млн. т красных шламов. Но рекультивации законсервированного шламохранилища не проводилось

Шламполе Богословского алюминиевогозавода

Аварии на шламохранилищах приводят к настоящим техногенным катастрофам. Авария на шламполе в Венгрии

Рекультивация земель – это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель, а также на улучшение условий окружающей среды.

Объекты рекультивации карьерные выемки, провальные воронки, терриконы, отвалы и другие карьерно-отвальные комплексы; земли, нарушенные при строительных работах; территории полигонов твердых отходов; земли, нарушенные в результате загрязнения их жидкими и газообразными отходами промышленных предприятий.

Направления рекультивации Направление рекультивации Вид использования Лесохозяйственное Лесопитомники, лесонасаждения общего хозяйственного и полезащитного направления Сельскохозяйственное Сенокосы, пастбища, многолетние насаждения, пашни, садовые участки Водохозяйственное Водоемы различного назначения, включая рыбоводческие Рекреационное Водоемы для оздоровительных целей, зоны отдыха, туристическиебазы,спортивные сооружения, парки Санитарно-гигиеническое Насаждение газоустойчивых растений; участки, законсервированные или закрепленные техническими средствами Строительное Здания, сооружения и другие объекты промышленно-гражданского и иного назначения.

Несмотря на приоритет создания на хвостохранилищах растительного покрова из травянистых видов, в отдельных случаях могут найти применение также древесные и кустарниковые породы. Ландшафтное оформление больших территорий может предусматривать озеленение откосов и создание системы лесополос на площадях с посевом трав. Рекультивация шламонакопителей и хвостохранилищ

Рекультивация шламонакопителей и хвостохранилищ При рекультивации шламохранилищ и хвостохранилищ применяются следующие способы борьбы с пылением поверхности: Технологический способ. Этот способ включает в себя изменение способа складирования по гранулометрическому или физико-химическому составу, а также изменение состава и состояния продуктов складирования с помощью брикетирования и грануляции. Механический способ. Создание заграждений, предотвращающих распространение пыли или сплошное покрытие не пылящим материалом. Физико-химический способ. Создание защитного слоя с помощью пены или гидрообеспыливание с целью стабилизации пылящей поверхности. Биологический способ. Создание защитного слоя из растений. Этот способ имеет особую актуальность для рудных месторождений, так как площади, занятые хвостохранилищами, сопоставимы с величиной территорий, занятой породными отвалами. Горнотехническая и биологическая рекультивация.

Рекультивация нарушенных земель осуществляется в две стадии Техническая рекультивация. На этом этапе возводят сооружения для осушения, орошения либо укрепления почвы, осуществляют разбивку участка, приступают к технической стадии восстановления земель — корректируют ландшафт. 2. Биологическая рекультивация. Данная стадия подразумевает список мероприятий, нацеленных на стабилизацию агрохимических, биологических и агрофизических характеристик грунта: биологическое очищение, озеленение и лесопосадочная деятельность.

Техническая стадия рекультивации

Биологическая стадия рекультивации

Технология рекультивации законсервированного шламполя завода БАЗ Технический этап: 1. Борьба с пылением — создание заграждений, предотвращающих распространение пыли или сплошное покрытие не пылящим материалом. 2. Поверхностная гидроизоляция шлама путем формирования изолирующего слоя. 3. Формирование корнеобитаемого слоя.

Биологический этап: 1. Мелиорация созданного рекультивационного слоя. 2. Озеленение откосов и создание системы лесополос на площадях с посевом трав. 3. Этапы посадок и посевов: Первый – посадка растений фитомелиорантов способных выносить из почвы загрязняющие вещества: тимофеевку луговую, пырей бескорневищный, мятлик луговой, кострец безостый, овсяницу красную, клевер белый и лядвенец рогатый. Второй – посев дернообразующих трав; Третий – подбор древесных и кустарниковых пород: древесные культуры – береза бородавчатая, тополь бальзамический, клен татарский, ольха серая; кустарники – вишня степная, смородина золотистая, карагана древовидная (акация желтая), жимолость татарская, лох узколистный.

Затраты на рекультивацию шламполя включают в себя расходы на: осуществление проектно-изыскательских работ, в т.ч. почвенных и других полевых обследований, лабораторных анализов, картографирование; проведение государственной экологической экспертизы проекта рекультивации; химическую мелиорацию токсичных пород; приобретение (при необходимости) плодородного слоя почвы; нанесение на рекультивируемые земли потенциально плодородных пород и плодородного слоя почвы; ликвидацию послеусадочных явлений; ликвидацию промышленных площадок, транспортных коммуникаций, электрических сетей и других объектов, надобность в которых миновала; очистку рекультивируемой территории от производственных отходов, в т.ч. строительного мусора, с последующим их захоронением или складированием в установленном месте; устройство в соответствии с проектом рекультивации дренажной и водоотводящей сети, необходимой для последующего использования рекультивированных земель; приобретение и посадку саженцев; деятельность рабочих комиссий по приемке-передаче рекультивированных земель (транспортные затраты, оплата работы экспертов, проведение полевых обследований, лабораторных анализов и др.); другие работы, предусмотренные проектом рекультивации, в зависимости от характера нарушения земель и дальнейшего использования рекультивированных участков.

Выводы 1.В результате проведенной рекультивации площади нарушенных шламполями земель уменьшатся на 40%. 2.На 75% уменьшится пыление красного шлама из шламонакопителей. 3.Город дополнительно получит 160 гектаров плодородных земель. 4.Улучшится экологическая обстановка в городе и его окрестностях.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Выбранный для просмотра документ Рекультивация.docx

Министерство общего и профессионального образования

ГАПОУ СО «Краснотурьинский индустриальный колледж»

ТЕХНОЛОГИЯ РекультивациИ нарушенных земель

Выполнил: студент группы АТ-14

2. Объекты рекультивации

3. Основные направления рекультивации

4. Карьеры нерудных материалов

5. Рекультивация отработанных рудных карьеров. Рекультивация карьеров отходами.

6. Рекультивация и обустройство отвалов и насыпей

7. Рекультивация шламонакопителей и хвостохранилищ

8. Рекультивация шлаковых отвалов и других отходов металлургического производства

9. Рекультивация и обустройство нарушенных земель свалками и полигонами

«Природа не храм, а мастерская, и человек в ней – работник.»

Современный мир отличается необычайной сложностью и противоречивостью событий, он пронизан противоборствующими тенденциями, полон сложнейших альтернатив, тревог и надежд.
Конец XX века характеризуется мощным рывком в развитии научно-технического прогресса, ростом социальных противоречий, резким демографическим взрывом, ухудшением состояния окружающей человека природной среды.
Поистине наша планета никогда ранее не подвергалась таким физическим и политическим перегрузкам, какие она испытывает в настоящее время. Человек никогда ранее не взимал с природы столько дани и не оказывался столь уязвимым перед мощью, которую сам же создал.

Большая часть населения земного шара уже в настоящее время живет в окружении техногенных ландшафтов, они же энергично используются для нужд рекреации и массового кратковременного туризма — так называемые пригородные зоны. Свойственные им измененные биотические системы и сложные инженерно-технические структуры создают постоянную среду жизни людей. Но большинство техногенных ландшафтов в теперешнем их состоянии явно неблагоприятны и даже опасны для здоровья человека. Кроме того, все техногенные ландшафты из-за низкой биологической продуктивности и специфических биофизических и биохимических свойств образуют своеобразные провалы и барьеры на путях планетарной миграции веществ и энергии. Они искажают нормальный ход таких фундаментальных процессов, протекающих в биосфере, как биологический круговорот азота, газовый режим атмосферы и т. п., снижают их интенсивность.

Характерной чертой их является нарушение целостности и сплошности «пленки жизни» в биосфере, вплоть до полного уничтожения почвенного и растительного покровов в результате деятельности человека, сравнимой по значимости с геологическими процессами. Среди техногенных ландшафтов особое место по своему отрицательному воздействию на естественные природные комплексы (да и на здоровье человека) занимают так называемые промышленные отвалы. Они концентрируются в окрестностях большинства населенных пунктов и всех крупных городов.

Урал – старый промышленный регион, где добыча и переработка полезных ископаемых ведется более 100 лет. Площадь промышленных отвалов на Урале составляет свыше 100 тыс. га. Вокруг городов с развитой промышленностью образуются «индустриальные пустыни», которые не только заменяют ценные сельскохозяйственные и лесные угодья, но и негативно влияют на жизненную среду человека.

Большая часть этих земель расположена в пределах восточных предгорий Уральских гор и пересекает с севера на юг все подзоны тайги и часть северной лесостепи (зона актуальной рекультивации, район неотложной массовой рекультивации по Б. П. Колесникову и А. И. Лукьянцу, 1976). Для этого района характерны маломощные сильнокаменистые почвы, а на старых промышленных предприятиях нет запасов почвы и потенциально плодородных пород для создания рекультивационного слоя. Здесь сосредоточено свыше 30 типов промышленных отвалов, в том числе, сформированных валовым способом 50 и более лет назад. Биологическая рекультивация на Урале в «классическом» нормативном виде, из-за вышеуказанных причин, не нашла широкого применения. С самого начала исследований по биологической рекультивации (начало 60-х годов XX в. под руководством В. В. Тарчевского) большое внимание уделялось инвентаризации промышленных отвалов, изучению темпов и интенсивности их естественного зарастания и начальных этапов почвообразования.

Процесс рекультивации предусматривает в конечном счете создание устойчивых, продуктивных, хозяйственно и социально ценных биогеоценозов и предполагает не только увеличение площади сельскохозяйственных и лесных угодий за счет нарушенных земель. Часто на первый план выступают задачи охраны и оздоровления среды обитания населения.

Фитоценозы техногенных ландшафтов, возникшие в процессе самозарастания, – результат сложного взаимодействия зонально-климатических и конкретных экологических условий: чем последние благоприятнее, тем ближе к зональному типу формирующиеся фитоценозы. В зависимости от условий возможно формирование азональных и интерзональных фитоценозов.

Мероприятия биологического этапа рекультивации на Урале сводятся к посеву многолетних трав, посадке деревьев и кустарников испытанного и подобранного ассортимента с учетом эдафических и зонально-климатических условий.

Зонально-климатические условия на Урале не являются препятствием для биологической рекультивации образованных отвалов и других типов нарушенных земель. Способы биологической рекультивации определяются свойствами субстрата, которые исследуются в предпроектных изысканиях. При этом необходим учет восстановительных сил природных экосистем: при прочих равных условиях они оказались значительно выше в лесной зоне, чем в лесостепи и степи. Введение этих земель в хозяйственный оборот происходит интенсивнее в лесной зоне.

Биологическая рекультивация нарушенных промышленностью земель – проблема комплексная. При ее проведении осуществляется моделирование экотопа (в первую очередь – эдафотопа), культурфитоценозов разного направления использования, создание (конструирование) устойчивых, продуктивных и хозяйственно ценных биогеоценозов. Решение этой проблемы, с одной стороны, является задачей нового научного направления – промышленной ботаники: выявление состава и особенностей роста и развития растений и установление сукцессионных смен фитоценозов техногенных ландшафтов, возникших как в процессе естественного восстановления растительного покрова, так и появившихся в процессе биологической рекультивации. Техническая подготовка поверхности техногенных объектов (технический этап рекультивации) делает биологическую рекультивацию возможной, но не ликвидирует все неблагоприятные эдафические условия этих своеобразных экотопов. Преодоление или сведение к минимуму неблагоприятных экологических условий возможно в двух направлениях: за счет улучшения всеми доступными способами свойств субстрата (водно-физических, агрохимических и др.) и подбора подходящего для этих условий ассортимента видов.

В основе биологическая рекультивация – своеобразный вид деятельности.

Во-первых, она выделяется специфичностью субстратов, на которых конструируется биоценоз. Это или древние геологические породы, или продукты промышленной переработки, не имеющие аналогов в природе. Зачастую есть необходимость и некоторая возможность конструирования экотопа (рельеф, подбор подходящего по свойствам субстрата и т. п.). Во-вторых, при биологической рекультивации важным моментом является подбор ассортимента видов в зависимости от свойств субстрата отвалов и направления биологической рекультивации.

ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ПРОЕКТА

Шламовые поля занимают огромные площади, сотни гектаров земли, которые нередко превосходят площади заводов, а затраты на строительство каждого шламохранилища исчисляются десятками миллионов рублей. В Уральском регионе хозяйственная деятельность уже привела к существенному локальному ухудшению среды обитания, что обуславливает высокий уровень заболеваемости среди населения. Сформировались обширные антропогенные очаги загрязнения почвы, воды и воздуха. Вокруг завода БАЗ значительные загрязнения атмосферы, поверхностных вод, земной поверхности. Отходы алюминиевого производства весьма опасны из-за высокой дисперсности и остаточной щелочности.

Красный шлам вреден для здоровья человека, он вызывает ожоги кожи, слизистых оболочек; у детей наблюдается снижение интеллектуального уровня и рост агрессивности и т.д.

Все известные на сегодня способы утилизации красного шлама являются достаточно затратными, и их внедрение не могут себе позволить большинство алюминиевых заводов. Рекультивация остается наиболее простым решением проблемы отходов.

Панорама действующего шламполя

1. Определение, цели и задачи рекультивации

Рекультивация земель – это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель, а также на улучшение условий окружающей среды.

Рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий, а также прилегающие земельные участки, полностью или частично утратившие продуктивность в результате отрицательного воздействия нарушенных земель.

Рекультивация земель является составной частью технологических процессов, связанных с нарушением земель и должна проводиться с учетом местных почвенно-климатических условий, степени повреждения и загрязнения, ландшафтно-геохимической характеристики нарушенных земель, конкретного участка, требований инструкции.

Рекультивируемые земли и прилегающая к ним территория после завершения всего комплекса работ должны представлять собой оптимально организованный и экологически сбалансированный устойчивый ландшафт [1].

2. Объекты рекультивации

Объектами рекультивации являются:

карьерные выемки, мульды оседания, провальные воронки, терриконы, отвалы и другие карьерно-отвальные комплексы;

земли, нарушенные при строительных работах;

территории полигонов твердых отходов;

земли, нарушенные в результате загрязнения их жидкими и газообразными отходами (нефтезагрязненные земли, газогенные пустыни и др.).

В зависимости от антропогенных воздействий нарушенные земли образуются:

в ходе добычи торфа: фрезерные поля, карьеры гидроторфа, машиноформовочные карьеры;

в ходе добыче нерудных строительных материалов: карьеры песка, глины, песчано-гравийных материалов;

в ходе производства открытых горных работ: карьерные выемки, внутренние и внешние отвалы;

в ходе производства подземных разработок: провалы, прогибы, шахтные отвалы (терриконы);

в ходе функционирования урбанизированных территорий: золоотвалы, шлакоотвалы, шламонакопители, свалки твердых бытовых отходов (ТБО) и др.;

в ходе проведения разведочных и изыскательских работ: участки земель с нарушенным растительным и почвенным покровом, а также участки земель, загрязненные нефтью и нефтепродуктами;

в ходе выполнения строительных и эксплуатационных работ: участки земель с частично или полностью нарушенным растительным и почвенным покровом, территории земель, подвергающиеся подтоплению, затоплению и эрозионным процессам, а также насыпи, кавальеры, отвалы, гидроотвалы и др.;

в ходе технологических процессов при получении материалов, веществ, электрической энергии: земли, загрязненные аэрозолями и пылевыми выбросами, органическими и неорганическими веществами, радиоактивными элементами;

в ходе сельскохозяйственного производства: земли, загрязненные остаточным количеством пестицидов, дефолиантов, сточными водами и удобрениями, а также засоленные, эродированные и малопродуктивные земли;

в ходе военных действий, производства оружия и его основ: земли, загрязненные радиоактивными, отравляющими, токсичными органическими и неорганическими веществами, опасными бактериологическими компонентами.

3. Основные направления рекультивации

Основные направления рекультивации и виды последующего использования:

Для Уральского лесного подрайона приоритетными являются следующие направления рекультивации:

3.1. Лесохозяйственное направление рекультивации (лесная рекультивация)

Лесохозяйственная рекультивация нарушенных площадей технологически более проста, чем сельскохозяйственная, так как не требует нанесения плодородного слоя почвы.

При лесохозяйственном направлении рекультивации нормативные требования сводятся к созданию биологически продуктивных участков земной поверхности с необходимыми условиями для роста и развития растений.

Мощность насыпного слоя потенциально-плодородных пород после усадки не менее 2,0 метра для отвалов, поверхность которых сложена непригодными по химическому составу породами.

Глубина поверхностного слоя пород отвала, подвергающегося химической мелиорации не менее 0,2 метра.

3.2. Сельскохозяйственное направление рекультивации под пашни

В проекте рекультивации земель сельскохозяйственного назначения нормативные требования сводятся к созданию биологически продуктивных участков земной поверхности с необходимыми условиями для роста и развития растений.

Мощность насыпного плодородного слоя почвы после усадки не менее 0,3-0,4 м.

Сельскохозяйственное направление рекультивации под сенокосы, пастбища

При сельскохозяйственном направлении рекультивации нормативные требования сводятся к созданию биологически продуктивных участков земной поверхности с необходимыми условиями для роста и развития растений.

Мощность насыпного плодородного слоя почвы после усадки не менее 0,2 м.

Мощность насыпного слоя потенциально-плодородных пород после усадки не менее 0,3 метра для отвалов, поверхность которых сложена непригодными по химическому составу породами и 0,8 метра для отвалов, поверхность которых сложена непригодными породами (расположенных в черноземной зоне).

Технический этап проекта рекультивации земель сельскохозяйственного назначения должен предусматривать:

— Формирование поверхности на 2-3 метра выше грунтовых вод или дренажа при более близком их залегании

— Отсыпку поверхностного слоя породами, пригодными для биологической рекультивации нарушенных земель с последующим проведением комплекса агротехнических и мелиоративных мероприятий, направленных на улучшение свойств рекультивированного слоя, достигаемого введением мелиоративных севооборотов, применением повышенных норм высева сельскохозяйственных культур и внесения удобрений.

— Создание сенокосных угодий на восстанавливаемой поверхности.

3.3. Водохозяйственное направление рекультивации

Требования к проекту рекультивации земель карьера при водохозяйственном направлении рекультивации определены государственным стандартом. Его основные положения сводятся к формированию прикарьерного пространства, строительству гидротехнических сооружений для заполнения карьера и поддержания в нем расчетного уровня воды, а также экранирования дна и берегов от фильтрации. Качество воды должно соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям конкретного направления его использования – водохозяйственному, рыбохозяйственному, рекреационному.

Кроме карьеров водохозяйственная рекультивация может проводиться на участках рек, подвергнутых горнотехнической разработке, технологических водоемах, прудах-отстойниках, береговых зонах и донных участках, содержащих в себе токсичные вещества

3.4. Рекреационное направление рекультивации

При рекреационном направлении рекультивации нормативные требования сводятся к выполнению требований, необходимых для создания зон отдыха и консервации нарушенных земель

Мощность насыпного плодородного слоя почвы после усадки не менее 0,2 м.

Мощность насыпного слоя потенциально-плодородных пород после усадки не менее 1,0 метра для зеленых зон отвалов, поверхность которых сложена непригодными по химическому составу породами.

Технический этап рекультивации при рекреационном направлении должен предусматривать:

— Вертикальное планирование территории с минимальным объемом земляных работ, не допускающее развитие эрозионных процессов и обеспечивающие применение лесопосадочных машин и механизмов по последующему уходу за посадками;

— Обеспечение стабильности грунтов при планируемом строительстве сооружений для отдыха и занятий спортом;

— Формирование рекультивационного слоя из мелкоземистого нетоксичного материала, благоприятного для выращивания леса;

— Определение мощности и структуры рекультивационного слоя в зависимости от свойств горных пород, характера водного режима и типа лесных культур, планируемых для посадки.

3.5. Санитарно-гигиеническое направление рекультивации

При санитарно-гигиеническом направлении рекультивации нормативные требования сводятся к выполнению требований, необходимых для создания зон отдыха и консервации нарушенных земель

Мощность насыпного слоя потенциально-плодородных пород после усадки не менее 0,3 метра для отвалов, поверхность которых сложена непригодными по химическому составу породами.

3.6. Строительное направление рекультивации

При строительном направлении рекультивации нормативные требования сводятся к созданию участков земной поверхности, пригодных для размещения промышленных площадок и жилых массивов.

Объемы работ определяются исходя из технических условий на рекультивацию земель

Площадь рекультивации земельного участка не лимитируется.

4. Карьеры нерудных материалов

4.1. При сухой выемке грунта

Рекультивация освободившейся после выемки грунта территории карьера начинается с формирования откосов для обеспечения доступа техники в процессе рекультивации и предотвращения эрозии почв.

Далее на дне карьера проводится рыхление подпочвы, уплотненной при выемке грунта, на глубину 0,5 м, на нее наносится потенциально плодородный грунт слоем 0,5 и плодородный слой 0,3 м. Такой же грунт наносится и на откосы слоем 0,15 м. Далее выполняется посев сидератных культур: донника, клевера красного, эспарцета.

Проводится в тех случаях, когда сельскохозяйственное направление использования территории сопряжено с трудностями: удаленностью от населенных пунктов, плохим качеством почв, неблагоприятным микроклиматом.

Рекультивацию залесением проводят в следующем порядке: выравнивание дна карьера; выполаживание откосов (до значений m=1,5; при глубине карьера более 5 метров устройство берм шириной 3м через каждые 5м высоты). Далее проводят рыхление уплотненного грунта на дне карьера. Высевают бобовые культуры, способствующие накоплению гумуса.

Проводят закладку леса с чередованием хвойных и лиственных деревьев однолетними саженцами лиственных и двулетними — хвойных пород.

По периметру лесопосадки создают опушку шириной 3-5 м из кустарников и деревьев второй величины.

4.2. Обводненные карьеры

Места мокрой выемки грунта – это заполняемые водой карьеры, в которых грунт добывают с глубин, расположенных ниже уровня грунтовых вод.

Грунтовая вода в затопленных карьерах первоначально считается безупречной, с санитарной точки зрения, затем она переходит в разряд поверхностных или озерных вод. Она может загрязняться стоками с прилегающих территорий и в результате жизнедеятельности самого человека.

В задачу рекультивации таких водоемов входит создание в нем непрерывного водообмена и ликвидация загрязнений на подступах к водоему. Водная растительность и животный мир должны обеспечивать чистоту водоема 20 за счет саморегуляции. Глубина водоема должна быть от 2-х до 20м, дно должно быть ровным и плоским.

Откосы в глубоких карьерах должны быть с уклонами m=2 и более. Через каждые 5м склоны должны прерываться бермами шириной 3м. Верхние края склонов округляют для плавного перехода в естественную поверхность земли.

Склоны, которым придана окончательная форма, покрывают слоем почвенного грунта 0,15м. Таким же слоем покрывают и подводную часть склона в местах высадки подводной растительности.

Деревья и кустарники, водные растения способствуют восстановлению полноценной и стабильной природной среды и обеспечивают долговременную защиту берегов и откосов от разрушения. Растительный покров способствует поддержанию чистой воды в водоеме и достижению живописного и разнообразного пространственного расчленения прибрежной территории. После завершения мокрой выемки грунта и проведения работ по рекультивации и обустройству, карьер превращается в непроточный водоем искусственного происхождения.

5. Рекультивация отработанных рудных карьеров. Рекультивация карьеров отходами.

Главным фактором в определении направления рекультивации земель нарушенных горными работами является глубина карьера. В зависимости от глубины карьера направление рекультиваци может приняться:

— В качестве водоемов многоцелевого назначения – в обводненных карьерах. В этом случае должна быть решена задачи обеспечения устойчивости бортов карьера и создание донного и бортовых экранов для предотвращения возможного загрязнения подземных вод.

— Как площадки для строительства и размещения отходов – в сухих карьерах.

При рекультивации отработанных карьеров малой глубины перспективно создание водоемов рыбоводческого назначения с зонами отдыха и спорта.

В зависимости от категорий пригодности вскрышных пород, почвенных и природно-климатических условий, а также выбранного вида освоения применяют следующие способы рекультивации земель на отработанных карьерах:

— Нанесение на рекультивируемые грунты плодородного слоя почвы или слоя лёссовидных суглинков 30-120 см с применением комплекса минеральных удобрений

— Непосредственная обработка рекультивируемых грунтов с проведением мелиоративных работ (известкование, внесение минеральных удобрений, мелиоративные севообороты)

— Непосредственная обработка рекультивируемых грунтов с использованием биоактивизированных препаратов, приготовленных из бурых углей и отходов углеобогащения, и активных штаммов почвенных микроорганизмов.

На техническом этапе возможна рекультивация карьера отходами. При рекультивации карьера отходами должно предусматриваться создание гидроизоляционного слоя под токсичными отходами, чтобы не допустить загрязнение подземных вод. Сверху отходов также может предусматриваться гидроизоляционный слой. Характеристики слоя определяются направлением рекультивации карьера отходами.

Биологической рекультивации в карьерных выемках могут подвергаться откосы и бермы с созданием на них задернованных участков или лесонасаждений.

Для условий железорудных месторождений, расположенных в пределах таежной и лесной зон, основное целевое использование рекультивированной нарушенной территории – лесохозяйственное. При этом главная цель разработке проекта рекультивации отработанного карьера – создание не промышленных лесов, а насаждений санитарно-гигиенического, рекреационного, противоэрозионного назначения [2,3].

6. Рекультивация и обустройство отвалов и насыпей

Отвалами называют земляные насыпи, не имеющие делового назначения и образуемые в результате отсыпки грунта, разрабатываемого в любой выемке. К отвалам так же относят искусственные насыпи из пустых пород, некондиционных полезных ископаемых, хвостов обогащения, золо – и шлакоотвалы тепловых электростанций, свалки и полигоны обезвреживания и захоронения отходов. Отвалы, возводимые намывным способом, называют гидроотвалами.

Любые отвалы, терриконы и свалки наносят ущерб окружающей среде за счет нарушения экологического равновесия в природе, обуславливаемого ухудшением качества грунтовых и поверхностных вод в результате выветривания или смыва загрязняющих веществ с их поверхности, а так же за счет изменения воздушных потоков и ослабления регенерационного потенциала ландшафта в целом.

Предотвращение и устранение ущерба, наносимого ландшафту отвалами, а так же их удовлетворительное обустройство решают правильным выбором места для их размещения с учетом возможности последующего использования, придания устойчивости склонам при формировании отвалов и надлежащим озеленением. Перечисленные мероприятия способствуют превращению отвалов, по меньшей мере, в нейтральную структуру, способствующую интеграции их в ландшафт, снижению негативного воздействия на окружающую среду.

При любых обстоятельствах формированию отвала любого назначения должно предшествовать снятие верхнего слоя почвы в его основании. Снимают верхний слой с учетом его сохранения во временных кавальерах и последующего использования при восстановлении почвенного слоя на отвале.

Земли, нарушенные платообразными породными отвалами, после проведения технической и биологической рекультивации могут быть использованы под сенокосы, лесонасаждения.

Перед формированием отвала снимают верхний слой почвенного грунта, укладывают во временные отвалы, которые располагают вблизи проектируемого отвала. Затем укладывают складируемый материал в первый ярус основного отвала (высотой 15м) и заложением откосов (m=3). После завершения формирования первого яруса на отвале устраивают первую террасу. После формирования каждого яруса устраивают уступы с незначительным уклоном в сторону откоса последующего яруса. Они расчленяют откосы большой протяженности, предотвращают эрозию, распределяют поверхностный сток, служат в качестве дорог.

По завершению каждого яруса на откосы наносят верхний слой почвы (толщиной до 0,1м) и поэтапно озеленяют.

Наиболее удобное и дешевое направление освоения рекультивируемых территорий отвалов – лесохозяйственное. На первых этапах рекультивации важно быстро озеленить отвалы и устранить вредное влияние на окружающую среду

На полностью пригодных территориях к биологическому освоению; на потенциально плодородных, нетоксичных грунтах и хозяйственно- мелиоративном назначении рекомендуются:

— главные породы: дуб черешчатый, лиственница сибирская, сосна обыкновенная, береза бородавчатая, тополя;

— сопутствующие породы: липа, ольха серая, клен остролистный, вяз обыкновенный;

— кустарники: вишня степная, лещина, смородина золотистая, жимолость татарская, боярышник, ивы, акация желтая, клен татарский, терн.

На пригодных к биологическому освоению территориях, на малотоксичных грунтах и хозяйственно — мелиоративном назначении использования:

— главные породы: сосна обыкновенная, береза бородавчатая;

— сопутствующие породы: ольха, вяз обыкновенный, клен татарский.

— кустарники: вишня степная, лещина, смородина золотистая, жимолость татарская, боярышник, ивы, акация желтая, клен татарский, терн.

На малопригодных к биологическому освоению территориях, на средне – токсичных грунтах, при мелиоративно-подготовительном назначении:

— главные породы: тополя, береза бородавчатая, ольха серая;

— сопутствующие породы: ольха серая, акация желтая;

— кустарники: смородина золотистая.

7. Рекультивация шламонакопителей и хвостохранилищ

Шламонокопители и хвостохранилища как составная часть техногенного ландшафта занимают особое место в рамках исследований по рекультивации нарушенных земель, в частности, при разработке путей и методов их биологической рекультивации. Основной акцент при выборе направления рекультивации шламонакопителей сделан на технологические, механические и физико-химические способы борьбы с пылением, разработанные и рекомендованные на объектах цветной металлургии.

На предприятиях цветной металлургии как правило применяется санитарно-гигиеническое направление рекультивации в виду токсичности хвостов для растений. На таких хвостохранилищах первым этапом является изучение процессов самозаростания и подбор видов растений для биологической рекультивации нарушенных земель.

При рекультивации шламохранилищ и хвостохранилищ применяются следующие способы борьбы с пылением поверхности:

— Технологический способ. Этот способ включает в себя изменение способа складирования по гранулометрическому или физико-химическому составу, а также изменение состава и состояния продуктов складирования с помощью брикетирования и грануляции.

— Механический способ. Создание заграждений, предотвращающих распространение пыли или сплошное покрытие не пылящим материалом.

— Физико-химический способ. Создание защитного слоя с помощью пены или гидрообеспыливание с целью стабилизации пылящей поверхности.

— Биологический способ. Создание защитного слоя из растений. Этот способ имеет особую актуальность для рудных месторождений, так как площади, занятые хвостохранилищами, сопоставимы с величиной территорий, занятой породными отвалами.

— Горнотехническая и биологическая рекультивация.

Работы технического этапа по формированию рекультивационного слоя на шламохранилище обычно включают:

— Поверхностная гидроизоляция шлама путем формирования изолирующего слоя.

— Формирование корнеобитаемого слоя.

Мелиорация созданного рекультивационного слоя проводится на биологическом этапе рекультивации земель перед посевом трав путем внесения минеральных удобрений или внесением биогумуса.

Несмотря на приоритет создания на хвостохранилищах растительного покрова из травянистых видов, в отдельных случаях могут найти применение также древесные и кустарниковые породы. Ландшафтное оформление больших территорий может предусматривать озеленение откосов и создание системы лесополос на площадях с посевом трав.

Лесные насаждения, созданные на нарушенных территориях, выполняют несколько функций:

— Защищают ландшафты от развития водной и ветровой эрозии

— Способствуют улучшению гидрологического режима

— Снижают интенсивность загрязнения окружающих территорий [2,3].

8. Рекультивация шлаковых отвалов и других отходов металлургического производства

Шлаковые отвалы не связаны напрямую с добычей минерального сырья. Но их рекультивация является неразрывной частью природоохранных мероприятий в горнопромышленных районах.

Отходы в шлаковых отвалах обычно многокомпонентные и включают в себя собственно шлаки, формовочную землю, лом огнеупоров, металлургический лом. Процессы зарастания отвала травянистыми растениями практически отсутствуют. Определение пригодности для рекультивации отходов имеет значение в данном случае для установления степени влияния их на основание отвала.

Рекультивация шлаковых отвалов включает в себя следующие технические работы:

— Очистка территории от негабаритных включений и ее планировка

— Создание экранирующего слоя при наличии токсичных пород

— Создание слоя потенциально плодородных пород

Главным фактором, определяющим направление рекультивации, являются технико-экономические особенности района расположения отвала.

9. Рекультивация и обустройство нарушенных земель свалками и полигонами

Главным принципом, положенным в основу проектирования полигонов является охрана окружающей среды: атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и грунтовых вод.

Исходя из этих требований, полигоны должны быть не ближе 500м от жилой застройки.

Нельзя отводить под полигоны участки:

— имеющие ценность для ландшафта, сельского хозяйства, окружающей среды;

— в зоне паводкого затопления и возможного загрязнения грунтовых вод.

При попытке замены захоронения твердых бытовых отходов их сжиганием, было выявлено, что сжигание (ТБО) причиняет окружающей среде еще больший вред, чем складирование и захоронение отходов, т.к. продукты горения еще более токсичны.

При рекультивации несанкционированных свалок без удаления свалочного грунта предусматривают мероприятия и работы по дегазации, устройству защитного экрана по верху свалочного грунта.

Защитные экраны, устраиваемые по верху свалочного грунта, являются основными элементами, обеспечивающими главную природоохранную функцию.

Конструкция защитных экранов представляет собой комбинацию изоляционных и фильтрующих элементов позволяющих собирать и отводить просачивающиеся поверхностные воды, атмосферные осадки и биогаз.

Защитный экран строит:

— выровненная поверхность с общей планировкой и незначительным уклоном

— выравнивающий слой (толщина не менее 0,5 м)

— слой газопроводящего материала (песок, толщ. не менее 0,3 м)

— противофильтрационный экран (два слоя глины и слой синтетической рулонной изоляции)

— дренирующий слой из минерального грунта (пластовый дренаж не менее 0,3м)

— слой потенциально-плодородного грунта (толщиной 0,7- 0,85м)

После завершения горнотехнического этапа рекультивации свалок твердых бытовых отходов рекомендуются следующие направления их использования и почвенные условия к ним:

— лесохозяйственное – 0,25м потенциально плодородный слой почвы;

— рекреационное – 0,4-0,8м условно чистый минеральный грунт;

— овощи, ягоды – 0,4м потенциально плодородный слой и 0,2м плодородный слой почвы, но можно выращивать не ранее, чем через 15 лет после закрытия полигона.

Задача озеленения свалок после закрытия:

— предотвращать смыв почвы;

— улучшить условия освоения;

— улучшить эстетический вид ландшафта;

— уменьшить просачиваемость воды в тело свалки.

Требования к растениям:

— толерантность к загрязняющим условиям;

— способность расти и выполнять фитогигиеническую роль;

— способность очищать почву, иметь хорошую корневую систему.

Наибольшими загрязнителями природной среды в нашем городе являются основные промышленные предприятия: Богословский алюминиевый завод, Богословская ТЭЦ (сернистый ангидрид и двуокись азота) и автотранспорт. По объёмам вредных выбросов в окружающую среду Краснотурьинск является неблагополучной территорией. Природно-климатические условия здесь суровее, чем в других частях области, поэтому требуется более длительный период самовосстановления растительных и животных сообществ от вредного воздействия загрязнения.
Значительны размеры техногенных нарушений: отходы флотации Турьинского медного рудника, дражные нарушения ландшафта после добычи россыпных месторождений золота и платины в руслах рек Турьи, Сосьвы и их притоках, шламполя БАЗ, карьеры после добычи золотосодержащей руды ЗСУ, отвалы обогатительной фабрики шахты «Северопесчанская» Общая площадь нарушенных земель — 1742 га.

Карьеры Воронцовского месторождения

Для исследования мною была выбрана тема возможности рекультивации земель, которые занимают шламполя завода БАЗ.

Охрана окружающей среды и земельных ресурсов от загрязнений, сохранение окружающей среды является важной задачей на металлургических предприятиях. Она решается с помощью целой системы государственных и общественных мероприятий на основании руководящих документов. Вредные вещества попадают в окружающую среду с выбрасываемыми в результате технологического производства газами, использованной водой и воздухом, с отходами производства. Наиболее благоприятными в отношении охраны окружающей среды являются безотходные производства. При современном уровне технологического производства добиться полного использования отходов производства и полной очистки выбрасываемого воздуха и воды представляется возможным, если при этом будет осуществляться своевременное финансирование, так как это требует закупки дорогого оборудования, которое устанавливается на источниках выброса вредных веществ.

Земли, нарушенные шахтой «Северопесчанская»

Законсервированное и действующее шламполя завода БАЗ

Как известно, бокситы — это горная порода, состоящая в основном из гидроксидов и оксидов алюминия, железа, кремния, титана и др. Большая часть мирового производства глинозема ведется по способу Байера, по которому для производства 1 т товарного глинозема расходуется 2,6 т боксита, 60-100 кг каустической щелочи, 30 кг известняка. При этом примерно 1,3 т уходит в отвалы, представляющие собой концентрированные суспензии, которые называют красными шламами (КШ); они имеют высокое (до 40 %) содержание оксида железа.
Красный шлам удаляется из глиноземного цеха за пределы территории завода в виде пульпы и складируется на специально оборудованной площадке — так называемом шламовом поле. Шлам намывается в виде длинных усеченных пирамид высотой до 20-26 м. Непрерывное увеличение производства глинозема и вовлечение в переработку низкокачественных бокситов с повышенным выходом шламов ведет к росту объемов складируемых шламов. Предполагается, что к 2020 г. количество КШ увеличится более чем в 2,5 раза от современного уровня.
На Богословском алюминиевом заводе шламохранилища занимают площадь более 400 га, накоплено в них более 40 млн. т красных шламов. Но рекультивации законсервированного шламохранилища не проводилось
Шламохранилища, как мины замедленного действия, таят в себе постоянную экологическую угрозу. Они аккумулируют дождевые стоки, постоянно есть опасность проникновения ядовитых стоков в окружающую среду. Поэтому от службы эксплуатации требуется постоянный контроль за состоянием шламовых полей и обеспечение баланса шламохранилищ по воде и шламу. Поля занимают огромные площади, сотни гектаров земли, которые нередко превосходят площади заводов, а затраты на строительство каждого шламохранилища исчисляются десятками миллионов рублей. В Уральском регионе хозяйственная деятельность уже привела к существенному локальному ухудшению среды обитания, что обуславливает высокий уровень заболеваемости среди населения. Сформировались обширные антропогенные очаги загрязнения почвы, воды и воздуха. Вокруг завода БАЗ значительные загрязнения атмосферы, поверхностных вод, земной поверхности. Отходы алюминиевого производства весьма опасны из-за высокой дисперсности и остаточной щелочности. Это едкая пульпа, которую трудно высушить и невозможно перевезти. Поэтому ее направляют в шламохранилища, которые занимают огромные территории и быстро заполняются: особенности технологического процесса извлечения алюминия таковы, что на выходе получается гораздо больше красного шлама, чем «крылатого» металла. Из хозяйственного оборота выводятся большие площади плодородных земель. Мало того, шламы, проникая в почву и водные стоки, загрязняют их соединениями щелочных металлов,

а постепенно высыхая, начинают пылить. Аварии на шламохранилищах приводят к настоящим техногенным катастрофам.

Авария на шламполе в Венгрии

Красный шлам вреден для здоровья человека, он вызывает ожоги кожи, слизистых оболочек; у детей наблюдается снижение интеллектуального уровня и рост агрессивности, у взрослых — повышение артериального давления, онемение конечностей, мышечные боли, головная боль, боли в животе, снижение памяти, иммунитета, ухудшение потенции, малокровие, поражение печени и почек. Красный шлам уничтожает однолетние и многолетние растения на период до 10 лет. Находящаяся в шламе щелочь повреждает внешние покровы рыб, моллюсков, ракообразных, приводит их к гибели или болезни (в зависимости от количества попавших в реки химикатов).

Это общемировая проблема исключительно актуальна для Урала, где работают два крупных алюминиевых завода — Богословский в Краснотурьинске и Уральский в Каменске-Уральском. Перспективный вариант решения проблемы — разработка технологий утилизации шлама и внедрение их в производство. Экологическая проблема Богословского алюминиевого завода была обозначена уже при его рождении в далекие 40-50 годы. Промышленные выбросы составляли 70.000 тонн в год, шламовые поля строились без санитарно-защитных зон, а отработанные сточные промывные воды сбрасывались напрямую в Турью.

В шламах довольно много оксида железа — до 35% (этим и объясняется их красный цвет), это больше, чем в некоторых видах железных руд. Есть оксиды редких металлов — титана, ванадия, скандия. Это плюсы. А минусы — остаточная щелочность, большое количество оксида алюминия и кремния, а также примеси серы, фосфора, присутствие которых затрудняет использование красных шламов в черной металлургии. На сегодняшний день известны варианты частичного использования шламов для изготовления красок и коагулянтов, но объемы производств здесь не идут ни в какое сравнение с масштабами отходов — на эти цели можно использовать лишь 1%. Вариантов решения этой проблемы может быть два: организовать крупномасштабную промышленную переработку красного шлама или провести рекультивацию нарушенных земель.

Все известные на сегодня способы утилизации красного шлама является достаточно затратными, и их внедрение не могут себе позволить большинство алюминиевых заводов. Рекультивация остается наиболее простым решением проблемы отходов.

Рекультивация нарушенных земель осуществляется в две стадии.

1. Техническая рекультивация. На этом этапе возводят сооружения для осушения, орошения либо укрепления почвы, осуществляют разбивку участка. Если есть проект рекультивации, приступают к технической стадии восстановления земель — корректируют ландшафт, чтобы он был приспособлен для последующей эксплуатации в качестве лесных, сельскохозяйственных либо рекреационных угодий, укладывают плодородный слой почвы.

Техническая стадия рекультивации

В процессе исправления ландшафта может возникнуть необходимость в засыпке углублений либо срезании выдающихся форм рельефа, террасировании и выполаживании склонов, а также иных земляных работах, которые требуют привлечения специальной техники . Все работы носят характер подготовительных для биологической рекультивации грунтов.

2. Биологическая рекультивация. Данная стадия подразумевает список мероприятий, нацеленных на стабилизацию агрохимических, биологических и агрофизических характеристик грунта: биологическое очищение, озеленение и лесопосадочная деятельность.

Биологическая стадия рекультивации

В качестве ключевых целей биологической рекультивации следует рассматривать возобновление процесса образования почвы, увеличение способности грунта к самоочищению и восстановление биоценозов. На биологической стадии завершается образование культурного ландшафта на нарушенных землях.

Организационно-биологическую рекультивацию осуществляют в два этапа. На первой стадии выращивают пионерные культуры, способные приспосабливаться в имеющихся условиях и имеющие высокую способность к восстановлению. На второй стадии приступают к целевому применению. Грунты подвергаются очищению при помощи растений, микроорганизмов либо сорбентов.

Последовательность действий при осуществлении работ по восстановлению земель регламентирована органами, которые предоставляют земельные участки в пользование. Данные органы специализируются на выдаче разрешения на восстановительные работы. В качестве основания для выдачи разрешения следует рассматривать проект рекультивации.

Технология рекультивации законсервированного шламполя завода БАЗ:

1. Борьба с пылением — с оздание заграждений, предотвращающих распространение пыли или сплошное покрытие не пылящим материалом.

2. Поверхностная гидроизоляция шлама путем формирования изолирующего слоя.

3. Формирование корнеобитаемого слоя.

1. Мелиорация созданного рекультивационного слоя.

2. Озеленение откосов и создание системы лесополос на площадях с посевом трав.

3. Этапы посадок и посевов: Первый – посадка растений фитомелиорантов способных выносить из почвы загрязняющие вещества: тимофеевку луговую, пырей бескорневищный, мятлик луговой, кострец безостый, овсяницу красную, клевер белый и лядвенец рогатый.

Второй – посев дернообразующих трав;

Третий – подбор древесных и кустарниковых пород: древесные культуры – береза бородавчатая, тополь бальзамический, клен татарский, ольха серая;

кустарники – вишня степная, смородина золотистая, карагана древовидная (акация желтая), жимолость татарская, лох узколистный.

Затраты на рекультивацию шламполя включают в себя расходы на:

осуществление проектно-изыскательских работ, в т.ч. почвенных и других полевых обследований, лабораторных анализов, картографирование;

проведение государственной экологической экспертизы проекта рекультивации;

работы по снятию, транспортировке и складированию (при необходимости) плодородного слоя почвы;

работы по селективной выемке и складированию потенциально плодородных пород;

химическую мелиорацию токсичных пород;

приобретение (при необходимости) плодородного слоя почвы;

нанесение на рекультивируемые земли потенциально плодородных пород и плодородного слоя почвы;

ликвидацию послеусадочных явлений;

засыпку нагорных и водоотводных канав;

ликвидацию промышленных площадок, транспортных коммуникаций, электрических сетей и других объектов, надобность в которых миновала;

очистку рекультивируемой территории от производственных отходов, в т.ч. строительного мусора, с последующим их захоронением или складированием в установленном месте;

устройство в соответствии с проектом рекультивации дренажной и водоотводящей сети, необходимой для последующего использования рекультивированных земель;

приобретение и посадку саженцев;

деятельность рабочих комиссий по приемке-передаче рекультивированных земель (транспортные затраты, оплата работы экспертов, проведение полевых обследований, лабораторных анализов и др.);

другие работы, предусмотренные проектом рекультивации, в зависимости от характера нарушения земель и дальнейшего использования рекультивированных участков.

В результате проведенной рекультивации площади нарушенных шламполями земель уменьшатся на 40%.

На 75% уменьшится пыление красного шлама из шламонакопителей.

Город дополнительно получит 160 гектаров плодородных земель.

Улучшится экологическая обстановка в городе и его окрестностях.

1. Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель : ГОСТ 17.5.3.04-83. 5., с изменением №1 , утв. и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.03.83 г. № 1521. URL : http://docs.cntd.ru/document/1200003393 (Дата обращения: 9.12.2016)

2. Проект рекультивации нарушенных земель [Электронный ресурс] : EVOROCK , Горная инжиниринговая компания, 2016. URL: http://www.evorock.ru.html (Дата обращения: 11.12.2016).

3. Чуянов Г.Г. «Хвостохранилища и очистка сточных вод», Учебное пособие/ Екатеринбург, изд. УГГТА, 1998. – 246 с.

Источник