РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ТЕХНОГЕННО НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ОТХОДАМИ ФЕРРОСПЛАВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

На сегодняшний день состояния почвы на прямую связанно с качеством продукции, которая растет на этой почве, с качеством воды, которая протекает под этими почвами, а так же микроорганизмами которые обитаю в этой почве, а отсюда и напрямую с состоянием здоровья населения, которое проживает на этой почве. Исходя из этого мы наблюдаем рост цен в виде экологических платежей за негативное воздействие на окружающую среду, в том числе и за размещение отходов, которые напрямую влияют на почву.

А что делать, если почва уже загрязнена и не обладает качествами, которыми обладала до техногенного или антропогенного воздействия? В таком случаи необходима рекультивация почвы. Уже существует огромное количество способов рекультивации с широким спектром материала для рекультивации. В таких вопросах не стоит забывать и про экономические затраты. И, как правило, вопросы экологии и экономики напрямую связанны друг с другом.

В данной работе я рассмотрела вариант разработки материала для рекультивации земли, а так же снижение техногенной нагрузки. Таким образом, мы решаем сразу две экологические проблемы.

Цель работы: Разработать материал для рекультивации техногенно нарушенных земель, на основе отходов ферросплавного производства.

Задачи: Рассмотреть возможные технологии рекультивации земель. Анализировать технологию образования шлака и оценить его экологическую опасность. Разработать технологию создания материала для рекультивации. Рассчитать экономическую целесообразность внедрения технологии.

Рекультивация земель - перечень действий, нацеленных на восстановление продуктивности нарушенных территорий в процессе природопользования, и восстановления функций земли до ее первозданного вида.

1.Технология рекультивации.

В рекультивации земель различают два этапа:

1. Технический - подготовка территорий для дальнейшего мотивированного применения.

2. Биологический – восстановление плодородия, осуществляемое после технического этапа и включающее комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, нацеленных на возобновление исторически образовавшейся совокупности флоры, фауны и микроорганизмов.

Нарушенными считают земли, потерявшие изначальные природные функции и, как правило, являющиеся источником негативного влияния на находящуюся вокруг среду. Не соблюдают целостности земель при выполнении раскрытых и подземных горных работ, складировании промышленных, строй и коммунально-бытовых отходов, строительстве линейных сооружений, а также при проведении геологоразведочных, изыскательских, строй и иных работ. В этот момент, как правило, нарушается почвенный покров, меняются гидрогеологический и гидрологический режимы, появляется техногенный рельеф, происходят иные высококачественные конфигурации, ухудшающие экологическую ситуацию в целом.

2.Критерии выбора материала для рекультивации.

В соответствии с ГОСТ 17.5.1.01-83 «Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения», одним из требований к технической рекультивации земель относиться. Специально создаваемый на техническом этапе рекультивации верхний слой почвы с благоприятными для биологической рекультивации условиями. Отсюда мы приходим к выводу, что создаваемый слой на техническом этапе рекультивации должен удовлетворять требованиям для биологической рекультивации.

В соответствии с ГОСТ 17.5.1.03-86 «Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель» выбор материала для рекультивации земель характеризуется:

• Процентным содержанием сухого остатка
• pH Водной вытяжки
• процентным содержанием Сумма токсичных солей в водной вытяжке
• СаSО₄·2H₂O, % в солянокислой вытяжке
• СаСО₃, % (определяют при рНсв. 7,0)
• Аl подвижный, мг/100 г (определяют при рН до 6,5)
• Na, % от емкости поглощения (определяют при рН св. 6,5)
• Гумус, %
• Сумма фракций, %

Физико-механические и физико-химические свойства материала рекультивационного должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.

Таблица 1.

Требования к материалу для рекультивации.

На основании требований к материалу для рекультивации мы можем рассмотреть не стандартные материалы для рекультивации и анализировать их эффективность и безопасность при рекультивации.

Исходя из выше указанных критериев мы приходим к выводу что материалом для рекультивации могут служить отходы ферросплавного производства, нами был рассмотрен шлакоотвал производства феррованадия Чусовского металлургического завода, для обоснования данного утверждения.

В табл. 2. представлены результаты химического анализа шлаков производства ферросплавов. На рис. 2. представлен образец шлака.

Таблица 2.

Химический состав шлаков производства ферросплавов, %

Минералогический состав шлака представлен в основном мервинитом (ортосиликат кальция и магния - Ca₃Mg[SiO₄]₂) и двукальцевым силикатом (Ca₂[SiO₄]). Наряду с этим присутствуют периклаз (оксид магния) и феррованадий металлический.

Основными компонентами шлака являются плохо растворимые в воде ортосиликаты кальция и магния.

Шлак представляет собой мелкодисперсный материал, основная фракция 0,05- 0,3 мм.

Рисунок 2. Образец шлака

Таким образом мы приходим к выводу что шлак ферросплавного производства удовлетворяет критерии материала для рекультивации марки НП-2_Т.

Шлакоотвал подвержен ветровой и водной эрозии врезультате чего наблюдается разнос мелкой фракции шлакоотвал, а так же изменение в минеральном составе подземных сточных вод протекающих под шлакоотвалом.

Выводы.

Мы можем использовать шлак в качестве материала для рекультивации, и преимущество в данном методе заключается в том, что шлак значительно дешевле нежели специальный материал для рекультивации, используя шлак в качестве материала для рекультивации мы снижаем нагрузку шлакоотвала на территорию а так же подземные сточные воды под шлакоотвалом.

Список литературы:

1. Вайсман Я.И и др, Научное обоснование утилизации отвального шлака ферросплавного производства с получением материала для рекультивации техногенно нарушенных земель/ П.: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2015, с 13-24.
2. Вайсман Я.И и др, Управление отходами. Полигонные технологии захоронения твердых бытовых отходов. Рекультивация и постэксплуатационное обслуживание полигона: монография/ П.: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2012, с 42-48.
3. ГОСТ 17.5.1.03-86 «Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель»