Оценка влияния разработки карьеров на состояние почвы

Россия является самым большим по площади государством в мире, ее территория составляет 17 075,4 тыс. км ² (1707,5 млн. га). Структура земельных угодий России такова˸ лесные площади и древеснокустарниковая растительность составляет 46%, оленьи пастбища – 19%, сельхозугодия – 13%, болота – 6%, под водой находится 4%, под постройками, дорогами, улицами – 1%, прочие земли – 11% (в том числе нарушенные земли – 0,1%) [1].

Большую озабоченность вызывает значительное ухудшение черноземных почв в нашей стране. Из 300 млн. га черноземных почв мира третья часть находится в России. Из-за хищнической эксплуатации русский чернозем потерял в разных частях страны от 20 до 50% своего гумуса, но все еще он остается наиболее плодородной почвой в мирe [2].

B России территории с полностью разрушенными экосистемами занимают 2,5 млн км ² , что близко к предыдущим оценкам. Разрушенные тeрритории разбросаны пятнами, которые кое-где сливаются, образуя обширные участки разрушения. Такие пятна и территории слу^ат очагами возмущения для окру^ающих их естественных экосистем [5].

Увеличивается фактически повсеместно площадь земель, нарушенных в результате добычи полезных ископаемых, строительства, последствий аварий на трубопроводном транспорте и других причин антропогенного характера. Heсмотря на принимаемые меры – сейчас порядка 150 млн. га (76%) сельскохозяйственных угодий России, в т.ч. порядка 75 млн. га пашни, ну^даются в целенаправленной защите, работах по восстановлению их позитивных качеств [6], [4].

Площадь нарушенных земель в Орловской области, по данным отдела государственного земельного надзора Россельхозназора – 252,4 тыс. га. Несанкционированное размещение отходов производства и потребления, незаконная добыча полезных ископаемых, снятие и уничто^ение плодородного слоя почвы и самовольная разработка карьеров на землях сельскохозяйственного назначения наносят существенный вред почве как объекту окру^ающей среды и имеют опасные последствия для экологической обстановки [1], [3].

Цель работы – установить влияние результатов добычи полезных ископаемых, на окру^ающую среду и агроэкологические показатели почвы.

Исследования проводились на участках нарушенных земель сельскохозяйственного назначения общей площадью 3,2 и 13,5 га, располо^енных на территории Шаблыкинского и Урицкого районов Орловской области соответственно. Отбор проб почвы проводился в соответствии с -ГОСТ 26483-85. Приготовление солевой вытя^ки и определение ее рН по методу ЦИН^О, ГОСТ 26951-86 определение нитратов ионометрическим методом, ГОСТ Р 54650-2011 Определение подви^ного калия, фосфора по методу Кирсанова, РД 52.18.289-90 МУ выполнения измерений массовой доли подви^ных форм металлов в пробах почвы атомно-адсорбционным методом, ГОСТ 26210-91 определение обменного калия по методу Масловой, ГОСТ 26213-91 определение органического вещества.

Почвенный покров исследуемых участков представлен серыми лесными почвами суглинистого механического состава.

Bыполнены агроэкологические исследования карьера по добычи строительного песка располо^енном в Шаблыкинском районе. Карьер трапециевидной формы с выполненными (до 10 ⁰ ) откосами. Почвеннорастительный грунт снят и складируется во временные отвалы. Глубина выработки до 4,5 м, высота отвалов плодородного слоя до 2,5 м и ширина подошвы до 20 м. Разработка грунта производится на западном склоне надпойменной террасы р. Навля. B составе травянистой растительности преобладает разнотравье.

Для определения агрохимических показателей выполнен КХ^ анализ 11 образцов почв и грунтов участка.

Установлено что показатель рН отвалов грунтосмеси (пробы 1-10) составляет в среднем 5,56, плодородного слоя почвы 5,5. Почвы участка являются слабокислой. Содер^ание гумуса в почве является основным показателем определения пригодности почв для рекультивации нарушенных земель. Исходя из полученных результатов, содер^ание гумуса в плодородном слое почв участка составляет 4,23 %, в отвалах грунтосмеси в среднем 1,89%. Содер^ание гумуса, а отвале снизилось до 44,7 % или в 2,2 раза по сравнению с контролем. По содер^анию гумуса почвы участка являются крайне бедными (Табл.1, Рис.1).

Содер^ание подви^ных форм фосфора в образцах, отобранных на отвалах грунта, оценивается как высокое (в среднем 57,21 мг на 100 г почвы), в плодородном слое почвы очень высокое – (90,3 мг на 100г почвы). Содер^ание подви^ных форм фосфора снизилось в отвале до 63,3% или в 1,6 раза по сравнению с контролем.

Содер^ание подви^ных форм калия в образцах, отобранных на отвалах грунта, оценивается как низкое (в среднем 16,4 мг на 100 г почвы), в плодородном слое почвы – высокое (44,7 мг на 100 г почвы). Содер^ание подви^ных форм калия снизилось в отвале до 36,1% или в 2,9 раза.

Таблица 1. Результаты исследования почв и грунтов (Сомовское с/п Шаблыкинского р-на)

№ пробы	Показатели (Участок №1)
	рН, ед	гумус, %	Р 2 О 5, мг/100г почвы	К 2 О, мг/100г почвы
Отвал
1	5,86	1,34	28,05	9,83
2	5,46	0,69	21,69	6,87
3	5,42	1,91	27,4	7,06
4	5,44	2,41	59,55	7,22
5	5,77	2,48	66,23	43,26
6	5,67	2,99	108,7	36,09
7	5,54	3,07	127,47	13,35
8	5,31	1,55	53,7	15,30
9	5,35	1,61	46,86	14,05
10	5,74	0,83	32,45	8,38
Среднее	5,56	1,89	57,21	16,14
Плодородный слой почвы (контроль)
11	5,50	4,23	90,3	44,7

Bторой участок нарушенных земель сельскохозяйственного назначения общей площадью 13,5 га располо^ен на территории Урицкого района. Действующий карьер представляет собой выработку прямоугольной формы с вертикальными (до 90о) откосами. Глубина выработки составляет около 2 м. Плодородный слой почвы мощностью около 30 см смешан с подстилающими грунтами и складирован в зоне производства земляных работ.

Для определения агрохимических показателей выполнен КХ^ анализ 9 образцов почв и грунтов участка.

Показатель рН отвалов грунтосмеси (пробы 1-8) составляет в среднем 6,58, плодородного слоя почвы 6,34. По кислотности почвы участка являются нейтральными. Содер^ание гумуса в плодородном слое почв участка составляет 3,55 %, в отвалах грунтосмеси в среднем 0,52%. Содер^ание гумуса, а отвале снизилось до 14,6 % или в 6,8 раза по сравнению с контролем. По содер^анию гумуса почвы участка являются крайне бедными (Табл.2, Рис.1).

Содер^ание подви^ных форм фосфора в образцах, отобранных на отвалах грунта, оценивается как низкое (в среднем 5,324 мг на 100 г почвы), в плодородном слое почвы – (9,498 мг на 100 г почвы). Содер^ание подви^ных форм фосфора снизилось в отвале до 56,1 % или в 1,8 раза по сравнению с контролем.

Таблица 2. Результаты исследования почв и грунтов (Бунинское с/п, Урицкий р-н)

№ пробы	Показатели (Участок №2)
	рН, ед	гумус,%	Р2О5, мг/100г почвы	К2О, мг/100г почвы
Отвал
1	6,80	0,54	5,032	1,0
2	6,14	0,53	5,326	1,17
3	6,56	0,50	4,912	1,1
4	6,81	0,43	5,397	1,3
5	6,44	0,49	5,902	1,3
6	6,88	0,47	5,314	1,2
7	6,60	0,67	5,322	1,1
8	6,43	0,50	5,383	1,14
Среднее	6,58	0,52	5,324	1,16
9	6,34	3,55	9,498	20,4

Содер^ание подви^ных форм калия в образцах, отобранных на отвалах грунта, оценивается как очень низкое (в среднем 1,16 мг на 100 г почвы), в плодородном слое почвы – высокое (20,4 мг на 100 г почвы). Содер^ание подви^ных форм калия снизилось в отвале до 5,7% или в 17, 6 раза.

■ отвал1

■ контроль1

■ отвал2

■ контроль2

рН, ед         Гумус,%

Фосфор, Калий, мг/100г мг/100г

Рисунок 1 - Содер^ание гумуса, Р 2 О 5 и К 2 О в почве и почвогрунтах

Для восстановления нарушенного плодородия земель сельскохозяйственного назначения необходимо проведение технической и биологической рекультивации нарушенных земель.

B большинстве случаев рекультивация карьеров производится путем засыпки их промышленными отходами с малой опасностью для окру^ающей среды. При этом порядок засыпки и устройства защитных соору^ений определяет проект рекультивации карьера, который дол^ен учитывать мно^ество факторов.

Завешает рекультивацию карьеров восстановление плодородного слоя почвы и последующее вовлечение восстановленных участков в хозяйственное пользование.

Как показывает опыт разработки большинства песчаных карьеров, проведение полного комплекса рекультивационных мероприятий в период эксплуатации месторо^дения невозмо^но. Окончательная рекультивация выработанного пространства производится после отработки месторо^дения. B то^е время целесообразно проведение рекультивационных работ непосредственно на этапе освоения месторо^дения на нарушенных землях и у^е неиспользуемых землях

Выводы :

• 1.    B отвале карьерного грунта участка №1 выявлено сни^ение содер^ания гумуса, подви^ного фосфора и подви^ного калия в 2,2, 1,6 и 2,9 раза соответственно.

• 2.    B отвале карьерного грунта участка №2 выявлено сни^ение содер^ания гумуса, подви^ного фосфора и подви^ного калия в 6,8, 1,8 и 17,6 раза соответственно.

• 3.    Для восстановления нарушенного плодородия земель сельскохозяйственного назначения необходимо проведение технической и биологической рекультивации нарушенных земель.