Управление качеством почвенных систем

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПОЧВЕННЫХ СИСТЕМ

Управление качеством почвенных систем - это реализация мероприятий, которые могут максимально обеспечить экологически безопасную эксплуатацию почвенного покрова. Целью управления качеством этих природных комплексов является оптимизация их экологического состояния, что может быть достигнуто выработкой и реализацией соответствующих конкретной ситуации рекомендаций, а также контролем управленческих решений. Само же принятие управленческих решение необходимо осуществлять как с помощью оценки наличной информации, так и непосредственным моделированием в прогнозном блоке мониторинга, поскольку в состав его структуры входит такой элемент, как выработка рекомендаций по улучшению экологического состояния. Причем для прогнозных оценок нет необходимости в детальных расчетах всего производственно-технологическою комплекса, поэтому для этого достаточно воспользоваться методом аналогий или экстраполяцией.

В соответствии с Земельным кодексом Украины почвы - это национальное богатство, находящееся под особой охраной государства, а рекультивация нарушенных земель и защита их от загрязнения опасными веществами регламентированы статьями (166 и 167 соответственно) раздела по охране земельных ресурсов, поэтому защита почв в районах локализации горнодобывающих комплексов, а также их восстановление в случае различного рода нарушений являются не просто рекомендуемыми, а обязательными этапами деятельности этих предприятий.

В оптимальном варианте для максимального сохранение экологического равновесия при работе горнодобывающих комплексов необходимо добиться такого положения, чтобы с самого начала их проектирования предусматривалось бы соблюдение, а при дальнейшей эксплуатации и соблюдались экологически обоснованные условия добычи полевых ископаемых и рационального использования минеральных ресурсов. Но, к сожалению, даже это не сможет полностью предупредить негативное влияние данных производств на природу, по крайней мере, на существующем в настоящее время этапе развития научно-технического прогресса. И это объективная реальность. Очевидно, поэтому столь велико внимание, уделяемое решению отдельных моментов обеспечения экологически безопасной эксплуатации предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых.

К сожалению, основная часть существующих на настоящий момент времени рекомендаций по восстановлению почв направлена на решение отдельных аспектов конкретных задач защиты нарушенных природных объектов. На практике же экологические последствия работы предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых весьма существенны. Причем они варьируют и по характеру, и по масштабам, что зависит как от уровня техногенной нагрузки на территорию, так и от количества действующих факторов техногенеза, их реальных сочетаний, а также исходного уровня устойчивости трансформируемых почвенных экосистем. Именно поэтому проблемы, связанные с восстановлением почв требуют комплексного решения.

Следует отметить, что рекультивация, т.е. восстановление почвенных экосистем - глобальная экологическая проблема и новая область знаний, развивающаяся на стыке биологических, геологических, горнотехнических и социально-экономических наук. Оформилась она в самостоятельное научно-производственное направление в начале 60-х годов XX столетия вследствие перехода основных отраслей горной промышленности на открытый способ добычи полезных ископаемых и появления в составе литосферы, преобразованной те биогенезом, значительных площадей нарушенных земель.

К сожалению, затраты на восстановление земель превышают доход, получаемый с них, т.е. затраты на мероприятия по возмещению ущерба от изъятия земель в 7,8-22 раза превышают сам ущерб. Т.о., предупреждение нарушений земель, т.е. их охрана, во многих случаях гораздо дешевле, чем их восстановление.

Именно поэтому оптимальными, т.е. экологически целесообразными и экономически выгодными в этом плане являются все ресурсосберегающие технологии.

Непосредственное ресурсосбережение при вовлечении в эксплуатацию минерального сырья обеспечивается, как правило, увеличением полноты выемки полезных ископаемых из недр, качественной их переработкой и комплексным использованием (т.е. добычей) сопутствующих полезных ископаемых и использованием отходов производства. Это направление обеспечивает комплексное уменьшение негативного влияния горных производств на окружающую их среду, поскольку его реализация приведет к снижению интенсивности обработки, как конкретного месторождения, так и недр земли в целом.

Так, например, в Кривбассе уменьшение объемов добычи на 1 т приведет к сокращению площади отчуждаемых земель на 0,03-0,04 м, уменьшению подтопленных территорий - на 0,03-0,05 м², объемов сбрасываемых шахтных вод (с минерализацией 20 кг/т) на 1,05 м³, а карьерных (с минерализацией 0,7 кг/т) - на 0,11 м³, а выбросы пыли в атмосферу при этом снизятся на 1,4-1,8 кг.

Говоря далее о реализации конкретных методов ресурсосбережения, следует отметить, что, внедрение только лишь одной технологии отработки карьерных полей с внутренним отвалообразованием приведет к резкому снижению количества факторов техногенеза, инициируемых горнодобывающими предприятиями за счет устранения кислотного стока с поверхности внешних отвалов и их выщелачивания, пылевыделения с поверхности внешних отвалов, а также изъятия земель под эти объекты. При этом с помощью известного метода определения уровня техногенного воздействия горного предприятия на почвы можно подсчитать, что в будущем уровень этого воздействия подобного предприятия будет сокращено в среднем на 20%. А если технологию внутреннего отвалообразования реализовать через создание объединенных отвальнохвостовых хозяйств, то общая техногенная нагрузка на почвы в этом случае будет снижена еще более чем на 30% за счет дополнительного устранения вторичного пироморфизма почв и их фильтрационного загрязнения, что в сумме составит более 50%.

К категории комплексных следует также отнести метод подземной добычи полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства, так как применение этой технологии приведет к устранению последствий реализации сразу группы факторов техногенеза (с вариациями по перечню и вкладу каждого из факторов в общий уровень техногенеза): изъятие земель под отвальное хозяйство и деформация земной поверхности с нарушением ее сплошности, затопление территорий, пыление внешних отвалов, кислотный сток с их поверхности, а также их выщелачивание, горение шахтных отвалов и понижение уровня водоносных горизонтов. Исходя из усредненною вклада каждого из перечисленных факторов техногенеза в общую картину деградации почв, можно сказать, что уровень воздействия на почвенные экосистемы горнодобывающего предприятия, применяющего эту технологию, может быть снижен на 50-70%, что можно рассчитать с помощью известной формулы.

Что касается рекомендаций, направленных на минимизацию или устранение последствий реализации конкретных факторов техногенеза, инициируемых горнодобывающими объектами, то следует отметить, что их применение не настолько эффективно в экологическом отношении, как использование комплексных методов реабилитации почв. И это вполне понятно. Однако если эти отдельные методы могут устранить эффекты приоритетных факторов техногенеза, то их экологическая и экономическая эффективность может быть достаточно высокой.

К наиболее распространенным методам рекультивации, ориентированным на отдельные факторы техногенного воздействия горного предприятия на почвы, следует отнести:

1. При изъятии и деформации почв это:

• рекультивация зон нарушения сплошности почвенного покрова с планировкой и укладкой дополнительного объема потенциально плодородных грунтов и почв,

• подсыпка пустых пород и отходов обогащения на территорию просадок с их последующим землеванием,

• использование территории наиболее существенных просадок под водоемы,

• использование карьеров для создания рекреационных зон в виде архитектурно-ландшафтных комплексов и пр.

Технология рекультивации зон сдвижения заключается в:

• дренаже обводненных участков мульды сдвижения,

• предварительном снятии почвенного покрова и складирование его во временные склады,

• доставке и подсыпке пустых пород шахтной добычи или из отвалов на зачищенное основание,

• перемещении и укладке на спланированную поверхность почвенной массы из временных отвалов.

Наиболее радикальным способом, препятствующим развитию геомеханических нарушений почвенного покрова при подземной добыче полезных ископаемых, является закладка выработанного пространства, при которой, как уже было сказано выше, происходит снижение уровня воздействия данного предприятие на почвы в среднем на 70%.

2. При нарушении технологий водоотведения это:

• использование на горнообогатительных предприятиях системы оборотной водоснабжения,

• повышение эффективности имеющихся водоочистных сооружений,

• строительство сооружений глубокой доочистки сточных вод,

• очистка всех типов сточных вод от нефтепродуктов, минеральных солей V органических загрязнителей, а также обеззараживание производственных сточных вод и их использование для технического водоснабжения,

• дренирование и водоотведение ливневых и талых вод с последующей их очисткой и пр.

Использование на горнообогатительных предприятиях системы оборотное водоснабжения при эффективной очистке сточных вод позволит избежать последствий, вызванных нарушением технологий водоотведения и сброса высокоминерализозанных и сточных вод без очистки, что снизят общий уровень техногенного воздействия данного промышленного объекта на почвы более, чем на 20%.

3. При фильтрационном загрязнении это:

• перехват инфильтрующихся вод путем дренажа оснований хвостохранилищ. дамб и плотин,

• отказ от традиционной технологии сооружения дамб за счет их намыва из крупных фракций хвостов,

• смещение или переслаивание хвостов карбонатно-глинистым материалом.

• целенаправленное размещение хвостов различного гранулометрического состава по площади технических водоемов,

• создание гидроизоляционных завес вокруг хвостохранилищ и отстойников промышленных отходов за счет струйного закрепления дисперсных пород,

• экранирование ложа технических водоемов глинистыми грунтами, водонепроницаемыми синтетическими пленками и специальными покрытиями,

• изоляция (ограждение) загрязненных участков водоносного горизонта путем сооружения завес из слабопроницаемого материала и устройства гидрозавес,

• устройство вертикального дренажа с целью понижения уровня фунтовых вод,

• сооружение ограждающих дамб на участках с минимальным коэффициентом фильтрации пород основания и пр.

Экологически наиболее эффективным в данной ситуации является экранирование ложа технических водоемов глинистыми грунтами, водонепроницаемыми синтетическими пленками и специальными покрытиями, а также создание гидроизоляционных завес вокруг хвостохранилищ и отстойников промышленных отходов за счет струйного закрепления дисперсных пород. Это позволит сократить уровень техногенного воздействия горного предприятия на почвенные экосистемы прилегающих ландшафтов более, чем на 25%.

4. При пыле- и газовыделении, в том числе при комплексном пылегазовыделении при проведении буровзрывных работ это:

• закрепление пылящей поверхности нарушенных земель различными способами: механическим, химическим или биологическим,

• отказ от тротилсодержащих взрывчатых веществ,

• снижение величины зарядов при проведении взрывов;

• распыление направленным взрывом из открытых емкостей жидких пылесвязывающих агентов при массовых взрывах в карьерах,

• консервирование заиленой поверхности хвостохранилищ,

• использование техногенных месторождений,

• изменение средних коэффициентов вскрыши и суммарных отходов производства,

• использование пород вскрыши и отходов производства для рекультивации неудобий с их последующим землеванием,

• разработка оптимальных технологических схем и параметров укладки горных пород и чернозема я т.д.

• максимальное использование сопутствующих полезных ископаемых (глин, суглинков, песка, сланцев) и т.д.

При проведении буровзрывных работ максимальный экологический эффект может дать применение бестротиловых ВВ (например, эмульсионных ВВ типа украинит) и снижение величины зарядов при проведении взрывов. Так, например, применение украинита-ТМ снизит выбросы газов в 3-4 раза, содержание нитратов в пластовых водах в районе карьера уменьшит с 500 мг/л до 140 мг/л. А наличие в составе ВВ 15% воды обусловит локализацию распространения пыли пылегазового облака за счет образования пара воды при взрыве. В итоге уровень воздействия данного технологического цикла на почвы можно снизить в среднем на 10-20%.

Что касается минимизации пыления сухих пляжей хвостохранилищ и внешних отвалов, то оптимальным с точки зрения экологической безопасности является создание внутренних отвальнохвостовых хозяйств, оценка чему была дана несколько ранее, когда речь шла о комплексном решении данной проблемы.

Одним из наиболее экологичных (универсальных) методов восстановления почв является стимуляции их самовосстановления, что является целесообразным в том случае, если почвы при данном уровне техногенного воздействия не потеряли своей способности восстанавливаться самостоятельно, а поэтому снижение оказываемой на них нагрузки может привести к увеличению (с той или иной скоростью) их экологического потенциала.

Наиболее распространенными способами стимуляции самовосстановления почв, используемых самостоятельно или в разнообразных сочетаниях, являются:

• фитомелиорация,

• землевание,

• внесение органических и минеральных удобрений,

• применение гуминовых препаратов,

• обработка физиологически активными веществами,

• использование бактериальных удобрений и т.п.

Для предотвращения загрязнения почв главными мероприятиями являются:

• перевод производства на малоотходные и безотходные технологии,

• строительство очистных сооружений и установок,

• организация контроля за промышленными выбросами,

• запрещение строительства промышленных предприятий с токсичными выбросами в зонах интенсивного земледелия, где используются высокоплодородные почвы.

Для ликвидации загрязнения почв эффективными являются следующие мероприятия:

• внесение в почву веществ, способствующих переходу загрязняющих веществ соединения, недоступные для растений (органические удобрения, ионообменные смолы, монтмориллонитовые глины и др.);

• фитозащитные - создание лесных защитных насаждений и выращивание устойчивых к загрязнению культурных и дикорастущих растений;

• биологические - использование микроорганизмов для очистки почв;

• эемлевание - насыпка мелкозема на поверхность после удаления и утилизации загрязненного слоя почвы.

Анализ приведенных методов, ориентированных на минимизации негативного влияния горных предприятий на ОС позволяет четко проследить тот факт, что оптимальными с точки зрения экологической безопасности почв являются те методы, которые позволяют предупреждать развитие тех или иных техногенных явлений, а не устранять их последствия. Следует ожидать, что и с экономической точки зрения они должны быть наиболее приемлемыми, поскольку вне зависимости от размеров разовых затрат, необходимых для реализации методов и предупреждению явлений техногенеза, их эколого-экономический эффект значителен. В пользу этого утверждения говорит также то, что даже в оптимальном варианте полностью можно восстановить не более 80% нарушенных земель, причем рекультивированные земли могут быть использованы в сельскохозяйственной практике лишь на 30%.

Таким образом, в настоящее время существует большое количеств разработок, посвященных отдельным аспектам проблемы защиты почвенных ценозов, которые испытывают влияние горнодобывающих предприятий. Поэтом реализация даже части уже существующих предложений сможет приблизить нас решению основных задач управления качеством земельных ресурсов, что, как известно, является конечным этапом их мониторинга. Однако практически во всех этих предложениях, во-первых, нет решения проблем, связанных с выбором приоритетных объектов рекультивации и, следовательно, определением очередности проведения этих работ, во-вторых, отсутствует объективный подход к поиску экологически обоснованного направления реабилитации почв, и, в-третьих, нет количественного критерия, который мог бы служить показателем экологически целесообразности проведения рекультивации с помощью именно этого метода, т.е. его оптимальности в данной ситуации. В данной работе сделана попытка решить эти проблемы. Но, прежде чем приступить к их описанию, хотелось бы остановиться на; таком понятии, как принцип оптимальности при проведении рекультивации.

Оптимальный, с нашей точки зрения, способ реабилитации почв - это такой способ, который при максимальной экологической целесообразности является экономически эффективным, что, к сожалению, не всегда очевидно в реальных условиях проведения указанных работ. Но если экологическая эффективность практически всегда бывает «выгодной» и в экономическом отношении (хотя и в перспективе), то случайно выбранный метод, который может быть направлен не на приоритетные факторы техногенеза, а потому, как правило, экологически неэффективный (или эффективный лишь частично), практически всегда бывает экономически невыгодным, поскольку экологические последствия от восстановления природных объектов с помощью данного метода экономически неадекватны ожидаемым результатам. Именно поэтому достижение максимально возможного экологического эффекта при осуществлении работ по реабилитации почв с применением способа, адекватного характеру и степени их максимальных нарушений, т.е. способа, направленного на приоритетные факторы техногенеза, является условием экономически оптимального в этой ситуации эффекта.

В настоящее время рекомендован корректный подход к выбору оптимального способа реабилитации почв, схема реализации которого представлена ниже.

1. Анализ факторов техногенеза, инициируемых конкретным горнодобывающим предприятием, оценка их вклада в общий уровень техногенного воздействия этого промышленного объекта на почвы, ранжирование выявленных факторов по уровню оказываемых эффектов и определение приоритетных аналогов.

2. Выбор направления (реконструкция, восстановление, стимуляция самовосстановления), по которому целесообразно проводить рекультивацию почв, исходя из исходного уровня их экологической устойчивости.

3. Поиск методов рекультивации почв, адекватных выбранному направлению их реабилитации (1...n).

4. Оценка экологического соответствия отобранных методов рекультивации почв необходимому направлению восстановительных работ путем сопоставления

5. Выбор из числа отобранных методов рекультивации оптимального аналога (или аналогов) по максимально возможному приближению Е_а^х к Е_р.

Рис. 1. Алгоритм выбора оптимального способа реабилитации почв.

Первую из перечисленных выше проблем (или задачу № 1 при выборе оптимального способа реабилитации почв) следует решать с помощью метода определения уровня техногенного воздействия горнодобывающих комплексов на почвы. Реализация этого метода осуществляется в несколько этапов:

1. Определение перечня инициируемых данным горнодобывающим предприятием наиболее существенных факторов техногенеза, оказывающих влияние на почвенные системы, и привязка их к конкретным техногенным объектам или процессам.

2. Вычисление суммы коэффициентов техногенного воздействия установленных факторов на ценозы почв прилегающих к данному предприятию ландшафтов.

3. Определение вклада каждого из выявленных факторов (в %) в общую картину деградаций почв, расположенных вокруг анализируемого горного комплекса.

4. Ранжирование выявленных факторов техногенеза по величине их воздействия на почвы вокруг данного предприятия.

5. Выявление приоритетных факторов техногенеза, т.е. тех, которые оказывают максимально негативное (по характеру и масштабам) влияние на экологическое состояние почвенных систем ландшафтов, примыкающих к изучаемому предприятию.

Следует отметить, что применение этого метода рекомендовано не только для выявления приоритетных факторов техногенеза в пределах контролируемых промышленных объектов и количественной оценки вклада (в %) каждого из действующих факторов в негативную трансформацию почв, но и для проведения почвенного мониторинга в районах функционирования горнодобывающих предприятий, а также определения экологической опасности применяемых технологий. Обеспечив проведение превентивных мероприятий, препятствующих реализации приоритетных факторов техногенеза, или ориентируя работы по рекультивации именно на них, мы сможем с максимальным экономическим эффектом защитить (или восстановить) почвы, которые находятся под влиянием этих горнодобывающих предприятий.

Выбрав, таким образом, приоритетный фактор (или факторы) техногенеза по предлагаемому выше методу, можно приступать к решению следующей проблемы - определению характера направления рекультивационных работ (задачи № 2 при выборе оптимального способа реабилитации почв). Для этого задается уровень экологической устойчивости региональных почв (аналога деградированных), исходя из теоретически оптимальных для них значений определяемых параметров (Е_р).

Затем в почвах анализируемого участка определяют уровень их экологической устойчивости (Е_а). После чего сравнивают значения Е_а и Е_р.

При сопоставлении этих величин возможны следующие варианты:

- Е_а < 25% Е_р - почвы экологически неустойчивы;

- 25% Е_р < Е_а < 50% Е_р - экологическая устойчивость почв низкая;

- 50% Е_р < Е_а < 75% Е_р - экологическая устойчивость почв удовлетворительная;

- Е_а> 75% Е_р - почвы экологически устойчивы.

Данная шкала, которая включает четыре уровня устойчивости почв, служит объективной основой подхода к выбору одного из направлений реабилитации деградированных почв - реконструкции, радикального восстановления или стимуляции самовосстановления:

1. Е_а < 25% Е_р - эксплуатация таких почв исключена без их предварительной реконструкции, использование этих почвенных систем после восстановления должно быть ориентировано на рекреационное и архитектурно-ландшафтное строительство, лесоразведение или создание водоемов;

2. 25% Е_р < Е_а < 50% Е_р - сельскохозяйственная эксплуатация таких почв не рекомендована без их восстановления, адекватного характеру и степени нарушений;

3. 50% Е_р < Е_а < 75% Е_р - сельскохозяйственная эксплуатация таких почв возможна после стимуляции их самовосстановления;

4. Е_а > 75% Е_р - эксплуатация таких почв не имеет ограничений, поэтому они не нуждаются в рекультивации.

Таким образом, определив значения Е_а и Е_р, и сопоставив их, мы можем выйти на направление их реабилитации, адекватное уровню экологической устойчивости почв, трансформированных под воздействием предприятий горнодобывающей промышленности.

Следующий этап работ (задача № 3) - выбор оптимального способа реабилитации почв - заключается в поиске аналогов, адекватных выбранному направлению восстановления почв путем предварительного анализа существующих (на данный момент времени) методов их рекультивации.

Что касается оценки адекватности выбранного метода реабилитации почв конкретной экологической ситуации (т.е. оценки его относительной экологической оптимальности), то данный вопрос был решен следующим образом. Прежде всего, был изучен характер взаимосвязи между уровнем техногенного воздействия горнопромышленного предприятия на почвы в пределах зоны его влияния и величиной экологического потенциала этих почв, что позволило установить наличие между ними отрицательной зависимости, которую можно представить в виде уравнения регрессии (с R и R₁ равными 1,00):

Y = 0,015х³-0,229х²+0,983х, (1)

где Y - уровень экологического потенциала почв (Е_а);

х - уровень техногенного воздействия данного горного предприятия на почвы (Т_к).

Высокая степень достоверности приведенного уравнения позволила прийти к выводу о том, что для оценки корректности выбранного метода рекультивации вполне можно использовать данное выражение для определения Е_а с его последующим сопоставлением с Е_р, и оценкой их соотношения. Чем ближе при этом будут значения Е_а и Е_р, тем оптимальней будет рассматриваемый метод в данной конкретной ситуации.

Таким образом, описанный способ выбора оптимального метода реабилитации почв базируется практически на двух методах количественной оценки почвенных экосистем — определении уровня техногенного воздействия промышленных объектов на почвы и величины их экологического потенциала, что обеспечивает их объективный характер и существенно сокращает время проведения необходимых исследований.

Рассмотрим предложенный способ выбора экологически оптимального метода реабилитации почв на примере почв района функционирования предприятий Кривбасса.

В соответствие с представленной выше схемой реализации разработанного способа выбора экологически целесообразного метода реабилитации почв вначале, в рамках этапа № 1, выявляем присущие этим предприятиям факторы техногенеза вызывающие трансформацию почв в районах их функционирования (табл. 1), затем рассчитываем общую техногенную нагрузку, оказываемую этими факторами, а потом количественно оцениваем вклад каждого из них в эту нагрузку. Проделанная работа позволяет провести ранжирование этих факторов с определением приоритетных аналогов (табл. 2).

Таблица 1

Ведущие факторы техногенеза предприятий Кривбасса

Предприятия	Фактор техногенеза*
Кривбасса

Таблица 2

Оценка факторов техногенеза, инициируемых объектами Кривбасса. их ранжирование и вклад в трансформацию почв

Фактор техногенеза	Кіеі	Ранг	% к Тк
1.Изъятие и деформация почв	0,715		0,87
2.Понижение уровня водоносных горизонтов	0,494		6,82
3.Нарушение технологий водоотведения	1,067		14,74
4.Фильтрационное загрязнение	1,066		14,72
5.Сброс высокоминерализованных и сточных вод без очистки	0,795		10,98
6. Газовыделение	0,611		8,44
7. Пылевыделение	0,645		8,91
8.Комплексное пылегазовыделение при буровзрывных работах	1,357		18,74
9.Кислотный сток с поверхности внешних отвалов	0,217		3,00
10.Выщелачивание внешних отвалов	0,275		3,79
Тк		7,241

Данные табл. 2 позволяют установить, что для предприятий Кривбасса приоритетными являются комплексное пылегазовыделение при буровзрывных работах, нарушение технологий водоотведения и фильтрационное загрязнение, на долю которых приходится 48,2% их общей техногенной нагрузки на почвы. А это значит, что проведение рекультивационных мероприятий следует ориентировать именно на эти факторы техногенеза.

Величина экологической устойчивости основного типа региональных почв Днепропетровской области (Е_р) равна 8,800, а Кривбасса (Е_а) - 0,976, а это значит, что Е_а = 11.09.% Е_р. Следовательно, почвы Кривбасса экологически неустойчивы и их сельскохозяйственная эксплуатация практически исключен; поэтому рекомендуемое (экологически целесообразное) направление рекультивационных работ в этом регионе, - рекреационное или архитектурно-ландшафтно строительство, лесоразведение или создание водоемов.

Реконструкция почв в указанном направлении не исключает необходимость улучшения экологической обстановки в регионе, что, к тому же, оптимизирует условия проведения самой реконструкции. Для того чтобы минимизировать реальное возрастающее деструктивное воздействие горных объектов на почвы Кривбасса для повышения их экологической устойчивости, а, следовательно, улучшения экологического состояния ОС в Криворожском регионе в целом, следует максимально снизить действие выявленных выше приоритетных факторов техногенеза - комплексного пылегазовыделения при буровзрывных работах, нарушения технологий водоотведения и фильтрационного загрязнения.

Из рекомендуемых в каждом конкретном случае методов мы предлагаем, во-первых, переход на бестротиловые ВВ с уменьшением объемов применяемых взрывчатых веществ, а, во-вторых, создание внутренних отвальнохвостовых хозяйств.

Проанализируем каждое из этих предложений. Как было установлено ранее, первое из них позволит резко (в 3-4 раза) сократить объемы выбросов газообразных веществ, обеспечит выпадение пыли из пылегазового облака практически г пределах санитарно-защитной зоны и, наконец, почти в 4 раза уменьшит загрязнение объектов ОС нитратами. А применение дробных зарядов усилит, вне всякого сомнения, экологический эффект применения этих ВВ. Все это позволит снизить действие данного фактора техногенеза на 18,74%. Рассчитав далее с помощью уравнения зависимости экологического потенциала почв от уровня техногенного воздействия ожидаемый эффект, мы установили, что экологическая устойчивость почв при этом должна возрасти на 97,34% по отношению к ее исходному уровню и составить 21,89% Е_р против 11,09 Е_р вначале.

Что касается создания отвальнохвостовых хозяйств, то экологический эффект от внедрения этого предложения будет связан с довольно существенным (приведены усредненные данные) сокращением действия целого комплекса факторов техногенеза - изъятия почв (на 60%), понижения уровня водоносных горизонтов (на 40%), фильтрационного загрязнения (на 100%), вторичного гидроморфизма почв (на 70%), пылевыделения (на 60%), кислотного стока с поверхности внешних отвалов (100%), а также их выщелачивания (на 100%). Следовательно, уровень техногенного воздействия в этом случае должен понизиться на 46,51%, а величина экологической устойчивости почв возрасти на 131,76%, составив 25,70% Е_р.

А это значит, что реализация рекомендованных в данной ситуации способов рекультивации почв в комплексе позволит снизить техногенное воздействие на почвы горнодобывающих объектов Кривбасса на 65,25%, увеличив в перспективе уровень экологической устойчивости почв на 229,10% от исходного уровня данного параметра, что позволит этим почвам стать экологически устойчивыми, поскольку их Е_а будет составлять 36,52% Е_р.

Таким образом, управление качеством почв в горнодобывающих районах с целью обеспечения их экологической безопасности должно быть ориентированно, прежде всего, на предупреждение их негативной трансформации при комплексном подходе к данной проблеме или реабилитацию деструктивно трансформированных почв с помощью методов, которые в данной конкретной ситуации являются оптимальными, что подразумевает сочетание их экологической целесообразности и экономической эффективности. А выбор методов (или метода) реабилитации почв должен базироваться на выявлении приоритетных факторов техногенеза, инициируемых конкретным предприятием, определении экологически обоснованного направления реабилитации почв, отборе из перечня существующих методов аналога, который позволит максимально повысить уровень экологического потенциала почв на фоне наиболее существенного снижения воздействия горного предприятия на почвы прилегающих к нему ландшафтов.

Дата добавления: 2015-08-29