СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
METHOD OF RECULTIVATION OF DAMAGED SOIL

Изобретение относится к области рекультивации нарушенных земель в условиях Крайнего Севера и может быть использовано при восстановлении почвенно-растительного покрова, нарушенного в результате производственно-хозяйственной деятельности человека.
Особенности рекультивации нарушенных земель в районах Крайнего Севера обусловлены наличием вечной мерзлоты, которая при повреждении растительного слоя и, как следствие, нарушения термоизолирующих свойств верхнего слоя грунта приводит к увеличению глубины сезонного оттаивания, что способствует развитию эрозионных процессов. Развитие этих процессов, в конечном итоге, приводит к необратимой деградации почвы. Способы рекультивации почв, предусматривающие внесение органических соединений в виде торфа и органоминеральных компостов, малопригодны из-за необходимости доставки их в больших объемах.
Известны способы рекультивации песчаных почв с применением отработанных буровых растворов и бентонитовых глин, входящих в состав буровых растворов. Отработанные буровые растворы имеют высокое содержание подвижного калия, фосфора и микроэлементов и могут быть использованы в качестве источника минеральных веществ для питания растений.
Известен способ переработки бурового шлама (патент РФ №2298567, C08J 11/00, опубл. 2007.05.10), по которому переработку бурового шлама осуществляют путем его смешивания с добавкой, в качестве которой используют предварительно измельченный карбамидный пенопласт в количестве 5÷20% от массы бурового шлама. Полученный материал используют для рекультивации нефтезагрязненных участков земли и водоемов. Недостатком известного способа является возможность вымывания пенопласта из бурового шлама под воздействием осадков и загрязнения окружающей среды карбамидным пенопластом.
Известен гуминоминеральный мелиорант, способ его получения и способ рекультивации нарушенных почв и земель с его использованием (патент РФ №2215769, С09K 17/40, опубл. 2003.11.10). В известном способе в нарушенные почвы вносят гуминоминеральный мелиорант, получаемый из отработанных буровых растворов с добавлением в него гуминоминерального концентрата, содержащего гуминовые кислоты. Изобретение позволяет обеспечить более полное использование отработанных буровых растворов, их детоксикацию и восстановление плодородия почв. Однако такой мелиорант нельзя применять при рекультивации откосов дорог, карьеров, оврагов, поскольку он плохо удерживается на материнском грунте, смывается потоком дождя и уносится ветром до того момента, когда сформируется корневая система высеянных для закрепления грунта трав.
2
2
Наиболее близким аналогом к предложенному способу является способ защиты грунтов от эрозии (патент РФ №2267514, С09K 17/40, опубл. 2006.01.10). Способ включает приготовление водного раствора поливинилового спирта и нанесение его на поверхность грунта. В грунт предварительно вносят влагосорбен, в качестве которого используют порошок бентонитовой глины. Дополнительно в поверхностный слой грунта вносят семена многолетних трав, удобрения и гуматы в виде смеси с порошком бентонитовой глины. Изобретение позволяет повысить надежность и расширить время реализации способа. Недостатком указанного способа является применение в качестве связующего вещества верхнего слоя грунта поливинилового спирта. Поливиниловый спирт образует на поверхности грунта полимерную пленку, которая затрудняет всхожесть семян многолетних трав, о чем свидетельствует очень высокая норма высева трав на 1 м, описанная в примере 3 известного изобретения, тогда как обычная норма высева трав составляет 10÷15 г на 1 м. Кроме того, полимерная пленка затрудняет газообмен корней растений и аборигенной микрофлоры, в результате чего замедляется корнеобразование и, как следствие, рост растений, что приводит к снижению эффективности указанного способа. Кроме того, приготовление раствора поливинилового спирта осуществляют при нагревании выше 50°С, что усложняет технологию рекультивации.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка эффективного способа биологической рекультивации нарушенных земель в условиях Крайнего Севера.
Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение эффективности процесса рекультивации, расширение области применения способа на поверхности грунтов с различной крутизной.
Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе, включающем внесение в грунт бентонитовой глины, семян многолетних трав, удобрений, гуминовых соединений и связующего вещества, бентонитовую глину вносят в составе отработанного бурового раствора с последующим перемешиванием верхнего слоя грунта. Затем вносят удобрения, гуминовые соединения и семена многолетних трав, после чего вносят связующее вещество, в качестве которого используют раствор ксантановой смолы.
Преимуществом предлагаемого способа является использование для формирования плодородного слоя грунта отработанного бурового раствора, в состав которого входит бентонитовая глина, что одновременно решает проблему утилизации отработанного бурового раствора. Использование в предлагаемом способе в качестве связующего вещества ксантановой смолы, обладающей высокой вязкостью при низкой концентрации, позволяет применять предлагаемый способ на поверхности грунтов с различной крутизной, а также сократить норму высева многолетних трав в 2-4 раза и удельную норму расхода связующего вещества. Ксантановая смола является природным полисахаридом, продуктом жизнедеятельности бактерий, она обладает прекрасными адгезионными свойствами, причем эти свойства сохраняются в течение нескольких циклов замораживания и оттаивания, что очень важно в районах Крайнего Севера. Кроме того, ксантановая смола является источником питания для почвенной микрофлоры, которая в свою очередь, отмирая, превращается в гумус, что способствует развитию плодородного слоя грунта и позволяет уменьшить расход удобрений. Ксантановая смола используется при приготовлении растворов для консервации скважин, что обеспечивает ее постоянное наличие на месторождении.
Ниже приводятся примеры реализации предлагаемого изобретения.
3
2
2
2
2
2
Пример 1. На рекультивируемый участок ровной земли вносят отработанный буровой раствор из расчета 0,5÷1,5 (м раствора на 100 м земли). Поверхностный слой грунта перемешивают на глубину 5÷7 см, вносят минеральные удобрения из расчета 2 кг на 100 м, гуминовые соединения в виде гумата натрия из расчета 600÷1000 (мл на 100 м) и семена многолетних трав местной климатической зоны из расчета 1,5 кг на 100 м. Затем участок укатывают и поливают (0,2÷0,3)-процентным водным раствором ксантановой смолы из расчета 400÷600 (л раствора на 100 м).
3
2
2
2
2
2
Пример 2. На рекультивируемый участок наклонной земли, например склон карьера или отсыпной дороги, вносят отработанный буровой раствор из расчета 1,0÷2,0 (м раствора на 100 м земли). Поверхностный слой грунта перемешивают на глубину 5÷7 см, вносят минеральные удобрения из расчета 2 кг на 100 м, гуминовые соединения в виде гумата натрия из расчета 600÷1000 (мл на 100 м) и семена многолетних трав местной климатической зоны из расчета 1,5 кг на 100 м. Затем участок укатывают и поливают (0,3÷0,5)-процентным водным раствором ксантановой смолы из расчета 400÷600 (л раствора на 100 м).
Внесение в почву по предлагаемому способу отработанного бурового раствора, в состав которого входит бентонитовая глина, минеральных удобрений, гуминовых соединений и ксантановой смолы обеспечивает получение плодородного слоя, насыщенного органоминеральными комплексами, которые способствуют интенсивному развитию корневой системы многолетних трав и восстановлению нарушенных земель. Изобретение также позволяет проводить рекультивацию нарушенных земель, как пологих участков, так и по закреплению склонов, в течение одного сезона.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса рекультивации за счет снижения нормы высева семян многолетних трав и расхода удобрений, расширение области применения способа на поверхности грунтов с различной крутизной.