Не можем ждать 100 лет

Деградация почвы на территории России представляет одну из самых важных социально-экономических проблем. Она создает угрозу экономической, экологической и даже национальной безопасности страны. Целью осуществления рекультивации является всестороннее улучшение окружающей среды, полное восстановление продуктивности нарушенных земель и создание благоприятных условий для увеличения объемов производства и повышения качества сельскохозяйственной продукции.

Самой характерной чертой деградированных земель считается разрушение целостности так называемой «сплошности пленки жизни» в биосфере, практически до полного уничтожения растительного и почвенного покрова. Ветровая и водная эрозия, стихийные бедствия (например, наводнения), засоление и осолонцевание, загрязнение радионуклидами, нефтью и тяжелыми металлами, добыча полезных ископаемых, захламление отходами производства (свалки) — все это наносит громадный ущерб продуктивному потенциалу земельного фонда. Так, в результате эрозии земель недобор урожая на пашне достигает свыше 30%, на других угодьях — до 40% и более.

Загрязнение территорий тяжелыми металлами отмечено фактически во всех промышленно развитых регионах страны. Свыше 250 тысяч га угодий имеют уровень загрязнения в десятки раз выше фонового. Радионуклидами только в Уральском регионе загрязнено примерно 25 тысяч км². Все эти посттехногенные процессы особым образом усиливаются на территории Сибири в условиях распространения так называемых многолетнемерзлых пород.

Сами же и губим

Загрязнения вызываются как естественными процессами, так и деятельностью людей. Причем второе — наиболее частая причина. Антропогенное загрязнение почв в основном можно разделить на три типа: коммунальное, сельскохозяйственное и промышленное.

Коммунальное загрязнение обычно связано с функционированием городов, поселков и других населенных пунктов, когда в окружающую среду сбрасываются остаточные продукты жизнедеятельности — мусор и бытовые отходы, сточные воды и т. д.

Сельскохозяйственное загрязнение возникает как последствие использования средств борьбы с заболеваниями и вредителями различных растений (гербициды, пестициды и т. п.), при внесении повышенных порций минеральных или органических удобрений.

Промышленное загрязнение обычно возникает при попадании в землю через атмосферу либо с дождями и снегом, аэрозолей и паров, пыли либо растворенных полютантов (химических веществ).

Специалисты выделяют различные типы загрязненных земель и этапы восстановления почвы. Каждому типу загрязнения должен соответствовать свой вид рекультивации.

Подготовительная стадия

Рекультивация земель состоит, как правило, из двух этапов: технического и биологического. Нередко на практике возникают определенные сложности с отнесением конкретных видов восстановительных работ к одной из этих стадий. Кроме того, этим процессам предшествует и подготовительный этап, который является необходимым условием для начала подобных работ.

На подготовительной стадии выявляются деградированные сельхозугодия и загрязненные земли. Объектами для рекультивации будут те земли, где нарушены, разрушены либо полностью уничтожены основные компоненты природы: почвенный и растительный покров, структура подземных вод и грунты, местная гидрографическая сеть (например, ручьи и родники, малые реки и озера). В процессе обследования устанавливают точное местоположение и площадь таких территорий, состав угодий, их качественное состояние на период выявления загрязнения, общую динамику развития в последние 5 лет и причины негативных тенденций. Выбор направления использования деградированных земель тщательно обосновывается экспертами на базе материалов изысканий и прогнозов изменения естественной среды, а также оценки пригодности территории для целей рекультивации.

Сельскохозяйственное направление рекультивации предполагает формирование удобных по размерам, форме и рельефу территорий и участков.

При лесохозяйственном направлении рекультивации предусматриваются леса эксплуатационного назначения, при необходимости же — леса защитного, рекреационного и водорегулирующего назначения.

При выборе направления восстановления почвы предпочтение, согласно науке, практически всегда нужно отдавать созданию сельхозугодий.

Этапы рекультивации

На деградированных землях фактически всегда необходима основательная планировка и землевание. При планировке специалисты проводят корректировку ландшафта: засыпают траншеи и рвы, впадины и провалы грунта, проводят захоронение различных токсичных отходов, создают гидротехнические сооружения и т. д.

Сплошная планировка (это разравнивание территории) выполняется при подготовке почвы к сельскохозяйственному применению и созданию новых лесных массивов, а частичная — при подготовке участков к озеленению, возведению защитных либо лесных водоохранных полос.

Землевание — это процесс нанесения почвенного слоя на спланированную территорию либо внесение земли (естественно, плодородных пород) в иную почву с целью улучшения агрохимических и других свойств. В слое земли, наносимой на участок, должно быть не менее 2% (а лучше — больше) гумуса. Землевание особенно необходимо на территориях, не пригодных по каким-то свойствам для проведения последующей биологической рекультивации.

К биологическому этапу приступают после фактически полного завершения технической фазы рекультивации. Биологическая стадия — это восстановление почвенного слоя. В ходе этого этапа обеспечивают формирование почвенного покрова, так называемое оструктуривание почвы и доведение качества почвенного слоя до состояния, отвечающего всем требованиям сельскохозяйственных культур, которые намечаемы к возделыванию.

Выработанные торфяники

Техническую рекультивацию старых, выработанных торфяников проводят следующим образом:

• насыпи и линии железных узкоколейных дорог, которые предназначались для вывоза торфа, полностью разбираются;
• все разрушенные так называемые картовые каналы, а также не пригодные к дальнейшей эксплуатации проводящие каналы должны засыпаться грунтом;
• закладываются временные водоотводные устройства для всех замкнутых траншейных выемок;
• для снижения опасности возгораний осушаемых участков проектируется увлажнение при помощи шлюзования либо дождевания.

Выбор способа обработки торфяной территории зависит от засоренности всякими остатками древесной и кустарниковой растительности. Биологическая рекультивация подобных торфяников для сельскохозяйственных нужд направлена на активизацию различных микробиологических процессов. На биологическом этапе в качестве культур применяют однолетние сорта трав под зеленые удобрения, зеленый корм и семена, травяную муку и сено.

Лесохозяйственную рекультивацию на торфяниках проводят после обустройства местности и создания необходимых условий для посадки лесных культур. Часто при лесоразведении практикуют районированные породы деревьев. А вот предварительная посадка каких-либо пионерных культур не рекомендуется.

Линейные сооружения, отвалы…

К линейным сооружениям обычно относятся трубопроводы, дороги, подземные кабельные линии, каналы и т. п.

При планировке осуществляется ликвидация временных сооружений, засыпка подземных коммуникаций и траншей, распределение всех оставшихся вскрышных пород на поверхности. Подобного типа работы проводятся и на карьерных отвалах и выемках, которые образуются при добыче различных полезных ископаемых и строительных материалов открытым способом.

Планировка поверхности отвалов, как правило, выполняется с уклонами, требуемыми для организации водного стока, при наличии же близких к поверхности грунтовых вод — для закладки осушительной сети.

Землевание проводят снятым почвенным слоем либо потенциально плодородными породами. На откосах скальных отвалов землевание осуществляется при помощи грунтомета.

Биологический этап включает внесение органических удобрений либо органоминеральных смесей, семян зональных дикорастущих либо культурных растений.

Озеленение самих отвалов многолетними травами или древесно-кустарниковой растительностью, специально подобранной для конкретных условий, обычно ослабляет эрозионные процессы, укрепляет устойчивость откосов и впоследствии ускоряет образование различных сообществ биоты.

Применение подобных территорий в лесохозяйственных целях возможно при наличии определенного резерва почвы для землевания и отсутствия токсичности в грунтовых водах.

Опасные нефтепродукты

Для оценки загрязнения земли специалистами предлагается считать самым нижним пределом такое содержание нефтепродуктов, где за счет самоочищающей способности земли в продолжение одного года фактически полностью восстанавливается продуктивность либо нормализуются микробиологические процессы.

Рекультивацию почвы, соответствующей уровню так называемой чрезвычайной экологической ситуации либо экологического бедствия, обычно проводят как комплекс мероприятий в рамках инженерно-экологической системы. Базу системы могут составлять, например, такие сооружения, как стена в грунте, дамбы обвалования, вертикальный и горизонтальный дренаж, нагнетательные и добывающие скважины.

Биологический этап направлен на активизацию различных почвенных микроорганизмов в целях деструкции углеводородов. Работы включают такие операции, как рыхление почвы, последующее внесение гипса и извести, высоких порций минеральных либо органических удобрений, подготовка мульчированной поверхности из достаточно питательных смесей. Рекомендуется в качестве весьма устойчивых культур в случае среднего загрязнения выращивать полевицу белую и ежу сборную. А при сильном загрязнении, помимо того, люпин многолетний и тимофеевку, овсяницу красную и кострец безостый, люцерну и клевер. На сильно загрязненных землях предполагается и использование биодеструкторов.

Пестициды, гербициды…

Сельскохозяйственное загрязнение обычно возникает на значительных территориях как последствие использования средств борьбы (например, пестициды и гербициды) с вредителями культурных растений и болезнями. Загрязняется почва и при использовании промышленных сточных вод в целях орошения.

Оценка почв, которые загрязнены остаточным количеством пестицидов, специалистами проводится путем сравнивания исходного содержания с действующими санитарно-гигиеническими нормативами. Предельно допустимая концентрация для некоторых из них составляет: ДДТ — 0,1 мг/кг почвы, атразин — 0,01 мг/кг, линурон — 1,0 мг/кг.

Главной задачей рекультивационных операций на территориях, загрязненных пестицидами или гербицидами, считается активизация процессов для разложения всех их остаточных форм. С этой целью широко применяются биодеструкторы, препараты, ориентированные на полное или частичное разложение определенного типа соединений.

В качестве особых мероприятий используют различные химические мелиоранты, которые сокращают период распада пестицидов либо формируют нетоксичные соединения, вносят искусственные и природные сорбенты, вводят в севообороты различные культуры, способные усваивать химические соединения.

Тяжелые металлы

Загрязнение земель тяжелыми металлами часто приводит к образованию щелочной либо кислой реакции почвенной среды, понижению обменной емкости катионов, большой потере различных питательных веществ, к развитию дефляции и эрозии, к сокращению растительного состава или к полной его гибели. Перед рекультивацией таких земель в обязательном порядке следует установить источник, а также причины загрязнения, потом провести мероприятия в целях снижения различных выбросов, локализации либо полной ликвидации источника загрязнения. Лишь при таких условиях можно достичь высокой эффективности проводимых работ.

Основным ориентиром при разработке состава мероприятий по рекультивации подобной территории в первую очередь является приоритетное вещество, которое вызывает ухудшение естественного состояния земель и качество сельхозтовара, а ожидаемая подвижность иных опасных веществ и соединений должна регулироваться особыми либо комплексными мероприятиями.

Биологический этап рекультивации земель, которые загрязнены тяжелыми металлами, проводится с применением следующих способов:

1. культивирование устойчивых к загрязнению дикорастущих и культурных растений. На загрязненных участках сельскохозяйственного назначения осуществляется переориентация и реорганизация сельскохозяйственного производства благодаря введению необходимой структуры растениеводства, которая обеспечивает получение качественного товара;
2. фиторекультивация, то есть рекультивация почв при помощи растений, способных накапливать в своих органах тяжелые металлы. При загрязнении почвы радиоактивными изотопами на территориях можно высаживать горох, люцерну и махорку;
3. регулирование соотношений различных химических элементов в слоях почвы. В основе данного метода лежит антагонизм или синергизм химических элементов, то есть когда один какой-то элемент препятствует либо способствует поступлению другого в органы растения, к примеру, цинк всегда препятствует поступлению ртути.

Дожди, наводнения

В результате обильных дождей и наводнения на Дальнем Востоке и Алтае летом 2014 года значительные площади сельхозугодий оказались фактически полностью затоплены. В моменты наводнения не только происходит смыв самого плодородного покрова земли, но и существенным образом уплотняется весь пахотный слой, понижается аэрация и усиливаются анаэробные процессы, ухудшающие агрохимические свойства земли, ее микробиологическую активность. В подобных условиях происходит активизация всей патогенной микрофлоры.

Одним из эффективных путей быстрого восстановления свойств почвы считается усиление в ней различных микробиологических процессов. Этого можно достичь с помощью использования современных микробиологических препаратов. Среди множества функций, которые выполняются микросимбионтами растений, наиболее широко выделяются азотфиксация и мобилизация питательных веществ покрова почвы.

Большая часть химических препаратов имеет мутагенную активность, следствием чего является образование резистентных видов штаммов фитопатогенов и фитофагов. В России зарегистрировано свыше полусотни резистентных типов фитофагов к используемым средствам химической защиты. Применение в системе защиты растений биологически активных препаратов дает возможность успешно затормозить развитие резистентности у вредных объектов, а в некоторых случаях даже возвратить им естественную чувствительность.

«Биоойл»

В настоящий период на отечественных рынках широко представлены различные препараты для рекультивации загрязненных почв. Главным образом это биологические деструкторы. Принцип их воздействия основан на усвоении различными микроорганизмами углеводородов нефти и нефтепродуктов в качестве источника жизнедеятельности. Подобный способ очистки является максимально безопасным с экологической точки зрения.

Среди биодеструкторов отечественной разработки выделяют препараты «Биоойл-Север», «Биоойл-СН», «Биоойл-Югра» и «Биоойл-АА» производства новосибирской компании «Биоойл». С помощью этих препаратов сотрудниками ЗАО «Биоойл» были проведены работы по ремедиации почв на различных месторождениях нефти ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз», ООО «РН-Юганскнефтегаз».

Важное достоинство данных препаратов — высокая концентрация различных микробных тел в одном грамме продукции. Основное преимущество препаратов новосибирской компании — соотношение цена/качество. Продукция с маркой «Биоойл» дешевле на рынке любого другого подобного препарата.

Bacillussubtilis Ч-13

Во Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственной микробиологии разработана серия современных препаратов на базе ризосферных микробов Bacillussubtilis Ч-13. Отрицательную фитопатогенную нагрузку на территориях, подвергшихся затоплению, существенно поможет снизить новый препарат — биофунгицид БисолбиСан. Он стал результатом совместных разработок Всероссийского института сельскохозяйственной микробиологии и «Бисолби-Интера», созданной при институте инновационной компании. Такие препараты, являясь природными веществами, не накапливаются в окружающей среде и спустя некоторое время легко утилизируются в ней.

Эффективность рекультивации сельскохозяйственных угодий после затопления водой во многом будет зависеть от скорости восстановления в почвенных слоях микробиологических процессов.