Особенности проведения рекультивации северных территорий Восточной Сибири (тундровых и лесотундровых) в свете ликвидации последствий пожара пролива на участке 995 км перегона ст. Дельбичинда — ст. Дабан ВСЖД | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 1 июня, печатный экземпляр отправим 5 июня.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Экология

Опубликовано в Молодой учёный №15 (253) апрель 2019 г.

Дата публикации: 11.04.2019

Статья просмотрена: 3 раза

Библиографическое описание:

Гудыма В. Я., Майоренко Д. И. Особенности проведения рекультивации северных территорий Восточной Сибири (тундровых и лесотундровых) в свете ликвидации последствий пожара пролива на участке 995 км перегона ст. Дельбичинда — ст. Дабан ВСЖД // Молодой ученый. — 2019. — №15. — С. 170-174. — URL https://moluch.ru/archive/253/57994/ (дата обращения: 20.05.2019).



Встатье рассмотреныособенности проведения рекультивации северных территорий Восточной Сибири (тундровых и лесотундровых), в разрезе необходимых мероприятий по ликвидации последствий пожара пролива 995 км перегона ст. Дельбичинда — ст. Дабан. Также из работ Е. В. Коноваловой выяснено слабое действие нефтеразлагающих биопрепаратов в условиях холодного климата. Из работ З. С. Ежелева выяснено, что восстановление почвенного покрова и биологического разнообразие территорий в условиях севера происходит за период более двадцати лет.

Ключевые слова:нефтезагрязнение почв, рекультивация, почвы, растительность.

Особенно уязвимыми территориями являются северные регионы, это связано с климатическими особенностями данных территорий и их соответствующим использованием. Задача охраны трудновозобновляемой границы лесов, вызваны сохранением естественного растительного покрова, защищающего мерзлотные почвы и грунты от вытаивания и развития эрозионных процессов.

В случае выжигания нефти на поверхности частичное восстановление растительности происходит через 10 лет: сначала поселяются травянистые виды (пушица влагалищная, вейник Лангсдорфа), затем создается моховой покров, набор видов которого, однако, существенно отличается от первоначального.

Используя существующие исследования в области рекультивации нефтезагрязненных северных территорий нужно попытаться перенести опыт на моделируемую аварию пожара пролива нефтепродуктов, и спрогнозировать период восстановления территорий, а также подобрать практические рекомендации к мероприятиям по восстановлению земель [1]

В случае пожара пролива происходит поверхностное выжигания нефти. Ограниченное восстановление растительности после данного процесса происходит только через 10 лет: сначала поселяются травянистые виды (пушица влагалищная, вейник Лангсдорфа), затем создается моховой покров, набор видов которого, однако, существенно отличается от первоначального. При механическом сборе нефти, как ковшовой техникой, так и при срезании поверхностного слоя высокоскоростной срезой с аэрацией грунта, на месте аварийного разлива возможно лишь частичное возобновление вегетации только на четвертый год. Первоначально появляется частичное охвоение сосен, отрастают побеги кустарничков. Вместе с тем, наблюдается внедрение несвойственных видов (вейники, ситники, осоки, рогоз) [2].

Рис. 1. Участок, пострадавший от пожара пролива нефтепродуктов

Наиболее приоритетным для мониторинга считается бензапирен, который образуется при сгорании нефтепродуктов. Бензапирен выступает своеобразным индикатором присутствия канцерогенных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) во внешней среде [3]. С помощью мониторинга бензапирена можно оценить мутагенность достигнутой в почве концентрации нефтепродуктов, понять тенденции изменения флоры пораженного участка, и спланировать комплекс мероприятий по восстановлению земель.

Подробное изучение трансформации агрофизических показателей почвы дается в работе Е. В. Коноваловой [4]. Работа проводилась в Баргузинском районе Республики Бурятия в течение 2004–2006 гг. на каштановой легкосуглинистой мучнисто-карбонатной почве, искусственно загрязненной нефтепродуктами различных фракций. Вносился бензин (легкая фракция нефти) в дозах 2 л/м2 и 4 л/м2 и дизельное топливо (конденсированная фракция) в дозе 2 л/м2.

Коновалова отмечает неоднозначное влияние загрязнения на агрофизические свойства почвы. В качестве агрохимических показателей были взяты гранулометрический состав и структура, массовая влажность. Так, гранулометрический состав почвы под влиянием нефтезагрязнений менялся не слишком сильно. Несколько сокращается содержание фракции средней и мелкой пыли. Эта тенденция прослеживается в течение нескольких лет исследования. «Внесение цеолита несколько ослабляет тенденцию изменения гранулометрического состава почвы под влиянием нефтепродуктов. Введение в опыт фитомелиоранта на фоне нефтезагрязнения и внесения цеолитов не оказывает значительного влияния на изменение показателя гранулометрического состава» (цит. по Коноваловой) [5].

Также изучалась водопрочность почвенной структуры, которая значительно сильнее изменилась под влияние нефтепродуктов. Автор отмечает возрастание водопрочности почвенных агрегатов, c 0,4, до 0,88 при внесении бензиновой фракции нефти в дозе 2 л/м2 и до 0,93 при дозе 4 л/м2 бензина. Автор предполагает, что при загрязнении дизельным топливом на агрегатах адсорбируются трудноразлагаемые фракции нефти, не допуская воду внутрь агрегатов с их последующим разрушением. «Внесение цеолита в качестве мелиоранта способствует снижению аномально высокой агрегированности и водопрочности агрегатов, и коэффициент водопрочности к концу 3-го года достигает средних величин даже в вариантах с внесением дизельного топлива» (цит.по Коноваловой) [5]. В работе Коноваловой отмечается снижение фильтрационных свойств загрязненных почв. В течение всего времени исследования для них характерно более низкие значения влажности полевой. «Наибольшее снижение показателя влажности почвы за вегетационный период отмечалось в вариантах с внесением дизельного топлива в качестве загрязнителя и составило в июне 2004 г 8,2 %, по сравнению с 9,8 % в контроле. Восстановление водно-физических свойств до контрольных при внесении цеолита наиболее активно происходит в первый год опыта» (цит.по Коноваловой) [4].

Основной фактор, ограничивающий развитие биоты это климат Восточной Сибири. Длительное мерзлое состояние почв ухудшает освоение биотой толщи пород. Биоценотические связи между компонентами экосистемы не только становятся теснее, но и само жизненное пространство уменьшается до небольшого по мощности органогенного слоя, в котором практически замыкается биологический оборот органического вещества, сосредоточена основная масса корней растительного сообщества (80–90 % от общей массы корней в пятидесятисантиметровом слое) [2].

Из работы «Свойства и режимы рекультивированных после разливов нефти почв усинского района республики коми» З. С. Ежелева [2], можно установть следующий пример реальной рекультивации на сходной территории на основе изучения сотрудниками Института биологии Коми НЦ УрО РАН состояния растительности и почвенной биоты на рекультивированной нефтезагрязненной почве Верхне-Возейского месторождения в Усинском районе Республики Коми после нефтяного загрязнения, произошедшего в 1994 г., по некоторым оценкам объем нефти, вылитый в результате на поверхность составлял до 270 000 тонн. Наблюдение и рекультивация проводились на протяжении 20 лет.

Кратко рассмотрим исследуемый район, для сравнения его с территорией республики Коми, приведенной в работе [2]. В геологическом строении участка принимают участие техногенные, аллювиальные, биогенные (болотные), ледниковые (моренные) и делювиально-коллювиальные отложения четвертичного возраста и скальные образования раннепротерозойского возраста.

Техногенные грунты представлены щебеночным балластом, галечниковым грунтом с песчаным заполнителем с включениями валунов, валунным и глыбовым грунтами с песчаным заполнителем, которыми отсыпано тело насыпи.

Распространены техногенные грунты на всем протяжении существующего пути: слагают насыпи автомобильных и железных дорог, а также площадок в пределах станций и прилегающих к ним территорий.

Биогенные (болотные) грунты встречены справа от железнодорожной насыпи в заболоченном озере мощностью до 6,8 м; и слева от железнодорожной насыпи мощностью до 1,9 м. Под железнодорожной насыпью болотные отложения вырезаны в процессе строительства. Биогенные грунты представлены торфом сильноразложившимся избыточно влажным.

Аллювиальные грунты распространены на большей части участка, периодически сменяясь скальными и ледниковыми отложениями в местах перехода трассы на коренные склоны долины реки Кунерма. Ледниковые (моренные) отложения представлены валунными и галечниковыми грунтами с песчаным заполнителем. Имеют ограниченное распространение на протяжении всего участка, приурочены к местам перехода трассы на коренные склоны долины реки Кунерма.

Самый холодный месяц — январь, средняя месячная температура колеблется от минус 22,6°С до минус 26,7°С (МС Нижне-Ангарск, МС Орлинга). Средняя минимальная температура воздуха по метеостанциям составляет минус 26,6 — минус 32,2°С. Самым теплым месяцем является июль, средняя месячная температура воздуха находится в пределах от 15,5 до 17,1°С, средняя максимальная температура может достигать 21,0–25,1°С. Среднегодовая температура воздуха колеблется в пределах от — 3,1 до — 4,0°С.

Продолжительность залегания снежного покрова на участке проектирования колеблется около 180–190 дней.

Самая ранняя дата появления снежного покрова приходится на первую декаду октября. Высота снежного покрова определяется условиями местоположения. Снег с открытого, хорошо обдуваемого места сдувается и откладывается в местах, защищенных от ветра, где высота снежного покрова больше.

На метеостанциях Орлинга, Нижне-Ангарск наибольшая средняя декадная высота снежного покрова колеблется 40–41 см, максимальная высота достигает 65–68 см, а наименьшая 19–28 см.

Необходимо оговориться о том, что район аварии в Усинском районе Республики Коми по своим климатическим условиям в некоторой мере сходен с районом перегона Дельбичинда-Дабан. Не смотря на наличие массовых торфянников, на площадке аварии в Коми, там так же встречаются глеевые и супесные почвы, характерные для рассматриваемого перегона Дельбечинда — Дабан. Так же торфянники, пусть и в меньшем объеме, присутствуют на исследуемом перегоне. Оба района характеризуются наличием мерзлотности. В районе Дабана, в долине реки Кунермы до 371 мм в зимний период, в республике Коми до 400–450 мм. Сходны и профили залегания грунтовых вод. Так же сходны представители растительного покрова, травяно-кустарничоквые, осоково-кустарничковые виды, а также еловые, березовые, елово-березовые и лиственничные леса расположенные в долине реки Кунерма и на склонах холмов и нижнем поясе гор перегона Дельбечинда- Дабан.

Рис. 2. Участок до (слева) и после (справа) мероприятий по рекультивации территории

Так же необходимо отметить, что в условиях севера Иркутской области и Республики Бурятия биодеструкция углеводородов протекает крайне медленно [5], из-за постоянных низких температур. И как показывает опыт рекультивации в Республике Коми, о возвращении земли в хозяйственный оборот можно говорить только в долгосрочной перспективе. 20–30 лет в случае разовых мероприятий по очистке и рекультивации территории, и 15–20 лет в случае систематической деятельности [2].

И в качестве первой меры можно порекомендовать внесение в свежие нефтяные лужи сыпучего сорбента, неизвлекаемого, обычно очень дешевого. Чаще всего это торф, продукты растительного происхождения (например лузга или шелуха). Декларируемая сорбционная ёмкость нефтесорбентов первой группы колеблется от 5 до 12 г нефти на 1 г сорбента (5–12 г/г). Объемный вес (плотность) — около 100 кг/м3 [32]. Часто подобный сорбент вносится в грунт вместе с минеральными удобрениями и культурами нефтепоглощающих биопрепаратов на этапе глубокой рекультивации территории. Главным недостатком сорбента можно считать его неизвлекаемость. Предпринимаются попытки создать передвижные установки для сбора сыпучих сорбентов с грунта. Но пока нельзя говорить о выходе их из стадии исследовательского прототипа. Чаще всего, после связывания нефтепродуктов таким образом, грунт попросту срезается и вывозится либо на захоронение, либо на переработку с помощью внесения биопрепаратов, удобрений, аэрации и подогрева. Впоследствии такой грунт может быть возвращен на место выемки.

Из работ Коноваловой показана высокая эффективность внесения цеолитов в грунт, с последующим перемешиванием его при рекультивационных мероприятиях и аэрацией, например с помощью фрез. В работе М. В. Обуздиной [6] хорошо показана возможность утилизации излишков цеолитов, после сбора агломераций из нефтяных луж и выжигания нефтепродукта, путем добавления отработанного сорбента в строительные материалы.

Это полностью решает проблему утилизации излишков замазученного сыпучего сорбента, как не подлежащего применению в качестве раскислителей почвы через переработку почвенной биотой в рамках восстановительных мероприятий.

Так и принципиальную задачу утилизации отработанного сорбента, ставящую проблему, порой большую, с точки зрения экологического вреда и экономического ущерба, особенно в регионе Восточной Сибири, где, как было показано, переработка излишков замазученных цеолитов в почве бактериальными культурами малоперспективна.

Заключение

Таким образом необходимо отметить следующие факторы, вытекающие из анализа сходной по климатическим и почвенным условиям, а также своему механизму аварии, результаты двадцатилетнего наблюдение которой описаны Ежелевым. В условиях севера нефтяные пленки не деградировали за двадцать лет. Присутствует перенос углеводородов в почве вдоль водоупорного слоя, произошло загрязнение подземных вод по всему горизонту. Сформировался поверхностный водоупорный слой, это привело к уменьшению дождевого водосбора грунтовых вод. Глубины промерзания почвы значительно увеличились. Кислотно-щелочной баланс почв колеблется от 5 до 7,5. Без проведения полноценных рекультивационных работ даже по прошествии 20 лет невозможно возвращение загрязненных участков в оборот.

Литература:

  1. Майоренко, Д. И. Опасные процессы природного характера на перегоне Дельбичинда — Даабан ВСЖД как причина возникновения ЧС / Д. И Майоренко, В. Я. Гудыма, Е. А. Руш; Иркут. гос. ун-т путей сообщения // Безопасность и мониторинг техногенных и природных систем: материалы и докл. VI Всерос. конф. (Красноярск, 18–21 сент. 2018 г.); научн. ред. В. В. Москвичев. — Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2018. — 391. — С. 391–394.
  2. Ежелев, З. С. Свойства и режимы рекультивированных после разливов нефти почв Усинского района Республики Коми: дис. … канд. биол. наук: 06.01.03/ Ежелев Захар Сергеевич; МГУ им. М. В. Ломоносова. — М., 2015. — 142 с.
  3. Седов, Д. В. Разработка методов прогнозной оценки загрязнения природной среды при авариях нефтеналивных составов на железной дороге (на примере Южного Байкала): дис. … канд. техн. наук: 03.00.16 / Седов Дмитрий Владимирович; Федер. Агенство по образованию Рос. Федерации, ГОУ ВПО Иркут. гос. техн. ун-т, ГОУ ВПО Восточно-Сибирский ин-т МВД России. — Иркутск, 2007. — 125 с.Караев, С. Экологические проблемы транспортировки нефти и нефтепродуктов и новые методы очистки водной поверхности от нефти и нефтепродуктов / С. Караев, К. Шыхалиев // Sonderdruck aus Hannoversches Jahrbuch. Serie: Ökologie. — 2014. — Band 4. — 46 с.
  4. Коновалова, Е. В. Влияние цеолитов и фитомелиорантов на агрофизические свойства нефтезагрязненной каштановой почвы / Е. В. Коновалова, Н. Ю. Поломошнова // Почвы степных и лесостепных экосистем Внутренней Азии и проблемы их рационального использования: материалы междунар. науч.-практ. конф., приуроченной к 90-летию Т. А. Ишигенова (Улан-Удэ, 26–27 марта 2015 г.) / ФГБОУ ВО Бурят. гос. с.-х. акад. им. В. Р. Филиппова. — Улан-Удэ: Бурят. гос. с.-х. акад. им. В. Р. Филиппова, 2015. — С. 186–190.
  5. Коновалова, Е. В. Влияние цеолитов и фитомелиоранта на агроэкологические показатели нефтезагрязненных почв в криоаридных условиях Забайкалья: дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.03 / Коновалова Елена Викторовна; Бурят. гос. с.-х. акад. им. В. Р. Филиппова. — Улан-Удэ, 2009. — 149 с.
  6. Investigations of utilization of waste zeolite sorbents in building materials / Obuzdina M. V., Rush E. A. // Proceedings of the fourth international symposium on innovation & sustainability of modern railway (ISMR’2014). — Irkutsk: Publishing by Irkutsk State Transport University. — P. 6–14.
Основные термины (генерируются автоматически): снежный покров, дизельное топливо, грунт, работа, почва, условие севера, внесение цеолита, песчаный заполнитель, Восточная Сибирь, гранулометрический состав.


Похожие статьи

Особенности гранулометрического состава серых лесных почв...

Гранулометрический состав оказывает большое влияние на почвообразовательный процесс, с момента формирования почвы и до настоящего времени. Такие важнейшие свойства как водно-физические, физико-механические...

Гумусовое состояние серых лесных почв Северного Зауралья

Содержание и запасы органического вещества в почвах традиционно служат основными критериями оценки почвенного плодородия, а в последние годы все больше рассматриваются и с точки зрения экологической устойчивости почв как компонента биосферы.

Показатели плодородия почв степных участков – источник...

Агрофизические показатели почв. Полевой метод определения механического состава твердой фазы почвы свидетельствует, что темно-каштановые почвы целинных участков во влажном состоянии, при раскатывания шнура образуют кольцо с трещинами, и поэтому относятся к...

Применение золоминеральных смесей в основаниях дорожной...

Заменой грунтов, песков щебеночных материалов могут быть отходы промышленности.

Химический и минерально-фазовый составы, строение и свойства золошлаковых материалов

2. Значительная неоднородность фазового, химического и гранулометрического состава...

Разложение соломы, расположенной на поверхности почвы, при...

В современных условиях ресурсосберегающего земледелия с переходом на безотвальную обработку почвы, аграрии столкнулись с проблемой

Основная масса растительных остатков остаётся на поверхности почвы и быстро пересыхает, что создаёт неблагоприятные условия...

Обоснование расчётных значений характеристик грунтов для...

Оценивая существующее состояние транспортной инфраструктуры Западной Сибири, можно сделать вывод, что транспортная сеть распределена неравномерно. На примере Красноярского края, можно отметить...

Морфогенетические особенности темноцветных почв восточной...

Лесостепные почвы сосредоточены и абсолютно преобладают в почвенном покрове водораздельной

Изучаемые черноземные почвы имеют неоднородный валовой химический состав не только в

По гранулометрическому составу породы носят трехчленный характер.

Виды негативного воздействия на окружающую среду...

Все почвы в местах производства работ. Влияние на почвенный покров зоны строительства и прилегающих территорий в результате

- исключение сброса и утечек горюче-смазочных материалов, и других загрязняющих веществ на рельеф и почвы при производстве работ.

Морфогенетическая характеристика серых лесных почв...

Учитывая то, что почвообразование в Сибири весьма специфичное, то на морфогенетические свойства накладывается свой региональный отпечаток. Поэтому нашей целью было изучение морфологических свойств серых лесных почв. Исследования проводились в полевых условиях.

Похожие статьи

Особенности гранулометрического состава серых лесных почв...

Гранулометрический состав оказывает большое влияние на почвообразовательный процесс, с момента формирования почвы и до настоящего времени. Такие важнейшие свойства как водно-физические, физико-механические...

Гумусовое состояние серых лесных почв Северного Зауралья

Содержание и запасы органического вещества в почвах традиционно служат основными критериями оценки почвенного плодородия, а в последние годы все больше рассматриваются и с точки зрения экологической устойчивости почв как компонента биосферы.

Показатели плодородия почв степных участков – источник...

Агрофизические показатели почв. Полевой метод определения механического состава твердой фазы почвы свидетельствует, что темно-каштановые почвы целинных участков во влажном состоянии, при раскатывания шнура образуют кольцо с трещинами, и поэтому относятся к...

Применение золоминеральных смесей в основаниях дорожной...

Заменой грунтов, песков щебеночных материалов могут быть отходы промышленности.

Химический и минерально-фазовый составы, строение и свойства золошлаковых материалов

2. Значительная неоднородность фазового, химического и гранулометрического состава...

Разложение соломы, расположенной на поверхности почвы, при...

В современных условиях ресурсосберегающего земледелия с переходом на безотвальную обработку почвы, аграрии столкнулись с проблемой

Основная масса растительных остатков остаётся на поверхности почвы и быстро пересыхает, что создаёт неблагоприятные условия...

Обоснование расчётных значений характеристик грунтов для...

Оценивая существующее состояние транспортной инфраструктуры Западной Сибири, можно сделать вывод, что транспортная сеть распределена неравномерно. На примере Красноярского края, можно отметить...

Морфогенетические особенности темноцветных почв восточной...

Лесостепные почвы сосредоточены и абсолютно преобладают в почвенном покрове водораздельной

Изучаемые черноземные почвы имеют неоднородный валовой химический состав не только в

По гранулометрическому составу породы носят трехчленный характер.

Виды негативного воздействия на окружающую среду...

Все почвы в местах производства работ. Влияние на почвенный покров зоны строительства и прилегающих территорий в результате

- исключение сброса и утечек горюче-смазочных материалов, и других загрязняющих веществ на рельеф и почвы при производстве работ.

Морфогенетическая характеристика серых лесных почв...

Учитывая то, что почвообразование в Сибири весьма специфичное, то на морфогенетические свойства накладывается свой региональный отпечаток. Поэтому нашей целью было изучение морфологических свойств серых лесных почв. Исследования проводились в полевых условиях.

Задать вопрос