РЕКУЛЬТИВАЦИЯ  ЗЕМЕЛЬ  ХВОСТОХРАНИЛИЩА  АБАГУРОВСКОЙ  АГЛОФАБРИКИ

Дьяченко  Ирина  Сергеевна

студент  2  курса  ГОУ  СПО  НТЭТ,  группа  З-1-13,  РФ,  г.  новокузнецк

E-  mail:  metodist@nvkztet.ru

Черданцева  Екатерина  Сергеевна

научный  руководитель,  преподаватель  экологии  и  микробиологии  ГоУ  СПО  НтЭТ,  РФ,  г.  новокузнецк

Индустриальное  развитие  человечества  сопровождается  ростом  площадей  техногенно  нарушенных  территорий  и  сокращением  количества  естественных  экосистем,  снижением  их  восстановительной  способности,  устойчивости  к  воздействию  антропогенных  факторов.  Особенно  значительный  ущерб  природным  ландшафтам  нанесен  в  горнопромышленных  регионах  с  преобладанием  угольной  и  металлургической  отраслей  экономики.  Нарушенные  земли  непригодны  для  дальнейшего  хозяйственного  использования.

Реформирование  экономики  России  привело  в  ряде  регионов  к  росту  давления  на  окружающую  среду.  Длительное  экстенсивное  экономическое  развитие  Кузбасского  угольного  бассейна  привело  к  накоплению  большого  количества  отходов  производства  и  потребления,  формированию  отвалов,  шламо-,  хвостохранилищ,  занимающих  значительные,  исключенные  из  хозяйственного  оборота,  площади,  в  значительной  степени  лишенные  естественного  растительного  покрова.  Накопление  на  городских  очистных  сооружениях  иловых  осаждений  требует  их  переработки  и  последующей  утилизации.

Вместе  с  тем,  экономические  трудности  переходного  периода  стимулируют  поиск  экологически  эффективных  способов  рекультивации  при  постепенном  уменьшении  материальных  затрат.  Перспективным  направлением  поиска  является  привлечение  нетрадиционных  мелиорантов,  учет  микробиологической  составляющей  формируемых  экосистем  и  утилизация  образующихся  отходов  городских  очистных  сооружений  и  других  предприятий.

Работа  посвящена  проведению  рекультивации  земель  на  примере  Хвостохранилища  Абагуровской  аглофабрики  и  выявлению  возможных  причин,  лежащих  в  основе  наблюдаемых  в  ней  изменений.

Кузбасс  занимает  первое  место  в  России  по  количеству  образующихся  отходов.  Только  в  Новокузнецке  каждые  сутки  направляется  в  отвалы  более  16  тысяч  тонн  или  более  200  железнодорожных  вагонов.  До  настоящего  времени  эти  цифры  характеризовали  лишь  остроту  экологических  проблем  региона. 

Наибольшую  экологическую  опасность  в  области  землепользования  создает,  наряду  с  добычей  полезных  ископаемых,  формирование  отвалов  и  хвостохранилищ  [4,  с.  58].  При  хранении  отходов  в  хвостохранилищах  создается  опасность  возникновения  техногенных  аварий  и  повреждений,  которые  могут  привести  к  катастрофическим  последствиям  регионального  масштаба.  Под  действием  внешних  факторов  (выветривание,  вымывание)  частицы  отходов  с  высоким  содержанием  токсичных  веществ,  в  том  числе  тяжелых  металлов,  вызывают  загрязнения  плодородного  слоя  почвы,  водных  ресурсов,  приземных  слоев  атмосферы,  что  в  свою  очередь  оказывает  прямое  влияние  на  здоровье  населения  прилегающих  районов.

Самозарастание  большинства  промышленных  отвалов  невозможно  вследствие  неблагоприятных  свойств  материала  отвалов,  токсичности  поверхностных  слоев  по  отношению  к  растениям,  отсутствия  органического  вещества  и  т.  д.  Поэтому  для  создания  корнеобитаемого  слоя  с  благоприятными  почвенно-экологическими  свойствами  и  для  сокращения  затрат  возможно  проведение  рекультивационных  мероприятий  с  применением  почвоулучшителей,  в  частности  осадков  сточных  вод  (ОСВ)  и  внесения  микробиологических  препаратов  [1,  с.  112].

При  этом  следует  отметить,  что  ОСВ  —  возобновляемый  рекультивационный  ресурс,  накопление  которого  неразрывно  связано  с  деятельностью  городских  очистных  сооружений.  Проблема  обезвреживания  и  размещения  ОСВ  существует  и  в  других  городах  Кузбасса.  На  поверхности  Абагурского  хвостохранилища  в  1998  г.  была  заложена  серия  опытов  по  использованию  ОСВ  в  технологии  рекультивации.  В  ходе  работы  преследовалась  двойная  цель:  решение  проблемы  утилизации  опасных  в  санитарно-гигиеническом  отношении  осадков  сточных  вод  и  рекультивация  токсичных  отходов  железорудного  обогащения,  расположенных  в  селитебной  зоне  г.  Новокузнецка.

Использование  осадков  сточных  вод  для  обогащения  органическим  веществом  хвостохранилищ  способствует  микробиологическому  насыщению  последних  на  уровне  эколого-трофического  разнообразия.  Биотестирование  показало,  что  на  рекультивируемых  экосистемах  с  ОСВ  в  процессе  микробиологической  минерализации  органического  вещества  в  первые  три  года  активными  возбудителями  разрушения  белковых  соединений  выступают  наряду  с  бактериями  актиномицеты  и  грибы.

Рекультивация  нарушенных  земель  —  это  комплекс  работ  направленный  на  восстановление  продуктивности,  хозяйственной  ценности  и  улучшений  условий  окружающей  среды  для  сельскохозяйственных,  лесохозяйственных,  строительных,  рекреационных,  природоохранных  и  санитарно-оздоровительных  целей.

Объектами  рекультивации  являются:  нарушенные  земельные  участки,  или  отвалы,  подлежащие  вторичной  переработке  в  перспективе.  На  этих  объектах  проводится  рекультивация  в  природоохранных  целях. 

В  течение  нескольких  десятилетий  поверхность  хвостохранилища  Абагуровской  аглофабрики  не  зарастает,  она  подвержена  процессам  водной  и  ветровой  эрозии  и  представляет  собой  техногенную  пустыню. 

В  2010  г.  были  заложены  опытные  площадки  на  поверхности  Абагурского  хвостохранилища  и  произведен  посев  семян  фитомелиоративных  растений:  злаков  (пырей,  костер,  тимофеевка,  мятлик,  овсяница),  бобовых  (люцерна,  клевер,  горошек,  донник,  астрагал),  а  также  посадка  черенков  тополей.  Через  2  месяца  были  взяты  пробы  почв  на  территории  Хвостохранилища  и  проведен  качественный  микробиологический  анализ,  который  показал,  что  на  нерекультивированных  субстратах  грунта  встречается  крайне  мало  бактерий:  одиночные  представители  Аzotobacter,  Clostridium.  На  рекультивированных  субстратах  грунта  были  обнаружены:  подвижные  формы  палочек,  кокки,  диплококки,  Аzotobacter  (свободно  живущие  в  почве,  фиксаторы  атмосферного  N₂),  Clostridium  [3,  с.  89].

Проведение  полевых  опытов  по  выращиванию  черенков  клонированных  тополей  показало  высокую  эффективность  использования  ОСВ  совместно  с  бактериальным  препаратом  «БакСиб».  Выживаемость  высаженных  черенков  этих  растений  варьировала  от  70-ти  до  90  %.

В  2012  г.  была  проведена  индикация  загрязнения  окружающей  среды  по  качеству  пыльцы  растений,  из  семейства  бобовых  и  злаков,  которые  были  высажены  на  территории  Хвостохранилища  в  2010  г.  Методика  анализа  качества  пыльцы  заключается  в  определении  процента  ненормальных  (абортивных)  пыльцевых  зерен.  Пыльца  растений  является  чувствительным  показателем  экологического  состояния  биосферы.  В  результате  проведенного  исследования  был  рассчитан  показатель  содержания  абортивных  пыльцевых  зёрен  злаков  и  бобовых  растений,  который  составил  70,6  %,  поэтому  можно  сказать,  что  территория  Хвостохранилища  Абагуровской  аглофабрики  загрязнена  в  результате  выбросов  в  атмосферу  загрязняющих  веществ  и  выбросов  отходов  производства  [6,  с.  437].

Также  была  проведена  индикация  состояния  окружающей  среды  Хвостохранилища  Абагуровской  аглофабрики  по  частотам  встречаемости  фенов  белого  клевера  Trifolium  repens.  Форма  седого  рисунка  на  пластинках  листа  и  частота  встречаемости  может  использоваться  как  индикатор  загрязнения  среды.  Индекс  соотношения  фенов  (ИСФ)  составил  на  территории  Хвостохранилища  Абагуровской  аглофабрики  —  75  %,  поэтому  можно  сказать,  что  эта  территория  загрязнена.  Для  сравнения  был  взят  белый  клевер  за  пределами  (контроль)  и  был  рассчитан  ИСФ,  который  составил  —  28  %,  поэтому  можно  сказать,  что  эта  территория  чистая  [5,  с.  378].

Была  проведена  биологическая  рекультивация  земель  Хвостохранилища  Абагуровской  аглофабрики  на  основе  внесения  в  субстрат  бактериального  препарата  «Байкал  ЭМ-1».  Через  2,5  месяца  были  взяты  пробы  почв  и  проведен  их  микробиологический  анализ  по  методу  Д.М.  Новогрудского.  После  внесения  микробиологического  препарата  «Байкал  ЭМ-1»  на  субстратах  стали  поселяться  палочки  Bacillus  subtilis  (сенная  палочка),  множество  одиночных  палочек,  кокки,  Аzotobacter  (свободно  живущие  в  почве,  фиксаторы  атмосферного  N₂),  Clostridium.  Таким  образом,  на  рекультивированных  площадках  Хвостохранилища  Абагуровской  аглофабрики  начинается  процесс  формирования  почвенного  слоя,  т.  к.  на  них  замечена  деятельность  микроорганизмов  [2,  с.  233].

Количественный  анализ  рекультивируемых  и  нерекультивируемых  субстратов  показал,  что  на  рекультивированных  субстратах  (с  внесением  «Байкала  ЭМ-1»,  посева  злаков  и  бобовых  растений)  обнаружено  больше  всего  колоний  микроорганизмов  (1512,5),  а  на  нерекультивируемых  субстратах  —  (687,5).  Эти  данные  позволяют  сделать  вывод  об  эффективности  применения  бактериальных  препаратов  при  рекультивации  техногенно-нарушенных  территорий,  т.к.  препарат  «Байкал  ЭМ-1»  снижает  неблагоприятное  влияние  лимитирующих  факторов  за  счет  повышения  водообеспеченности  и  внесения  компонентов  питания  в  поверхностный  корнеобитаемый  слой,  на  котором  функционирует  микробный  ценоз,  как  один  из  диагностических  критериев  оценки  экологического  состояния  почвы  и  ее  плодородия.

Таким  образом,  в  результате  микробиологических  почвенных  исследований  установлено,  что  сукцессионные  изменения  в  составе  микробиоценоза,  сформированного  с  использованием  ОСВ  на  органоминеральном  субстрате  Абагурского  хвостохранилища,  соответствуют  начальным  этапам  его  становления,  а  присутствие  ОСВ  усиливает  эти  процессы.

Список  литературы:

1. Аникиев  В.В.  Руководство  к  практическим  занятиям  по  микробиологии:  учеб.  пособие  для  сред.  проф.  образования.  М.:  Просвещение,  2011.  —  128  с.
2. Гусев  М.В.  Микробиология:  учеб.  пособие  для  сред.  проф.  образования.  М.:  Академия,  2013.  —  464  с.
3. Жарикова  Г.Г.  Основы  микробиологии:  учеб.  пособие  для  вузов.  М.:  Академия,  2010.  —  128  с.
4. Теппер  Е.З.  Практикум  по  микробиологии:  учебное  пособие  для  вузов.  М.:  Дрофа,  2011.  —  256  с.
5. Трушина  Т.П.  Экологические  основы  природопользования:  учебное  пособие  для  вузов.  Ростов  н/Д.:  Феникс,  2009.  —  407  с.
6. Яндыганов  Я.Я.  Экономика  природопользования:  учеб.  пособие  для  сред.  проф.  образования.  М.:  КНОРУС,  2012.  —  576  с.