Реферат экология. Методы рекультивации отработанных карьеров и провальных воронок
 Скачать 39.33 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ХИМИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ РЕФЕРАТ По дисциплине: «Экология» на тему: «Методы рекультивации отработанных карьеров и провальных воронок» Студента группы 1ПГ04 Гатауллин Д.З. Научный руководитель: Антонова И.И Казань, 2022 Содержание Введение.................................................................................................................. 3 Глава 1. Отработанные карьеры и провальные воронки.................................... 5 Определения и понятия............................................................................... 5 Причины их возникновения....................................................................... 6 Глава 2. Методы и этапы рекультивации............................................................ 8 2.1 Этапы рекультивации...................................................................................... 8 Заключение ........................................................................................................... 14 Список использованных источников и литературы ......................................... 15 Введение За последнее десятилетие ученые различных отраслей науки уделяют пристальное внимание вопросам охраны биосферы от загрязнений, охраны и воспроизводства земельных, флористических и фаунистических ресурсов, охраны природных ландшафтов от разрушения. Необычайно быстрыми темпами развивается и рекультивация земель – направление молодое, комплексное, находящееся на стыке самых разнообразных специальных дисциплин: географии, горного дела, геологии, почвоведения, геоботаники, агрохимии, лесоводства, экономики, градостроительства и т. д. Термин «рекультивация» появился с развитием и распространением работ по восстановлению плодородия земель, полностью или частично разрушенных в результате деятельности горнодобывающей промышленности. Поскольку наиболее ощутимый урон как природным, так и культурным ландшафтам принес открытый способ добычи полезных ископаемых, одновременно с его быстрым распространением возрастала необходимость восстановления продуктивности нарушенных природно-территориальных комплексов, возвращения в хозяйственный оборот земель, освободившихся после окончания промышленных разработок. Объектами рекультивации являются природно-территориальные комплексы, подвергшиеся разрушению и загрязнению в результате деятельности горнодобывающей и перерабатывающей сырье промышленности, строительства линейных и других инженерных сооружений, геологоразведочных работ и т. п. Воздействие мощной современной техники приводит не только к серьезной перестройке природных биогеоценозов, но и к их уничтожению. Нарушаются веками сложившиеся связи в природе, происходит коренная перестройка экосистем. Задача рекультивации земель или в более комплексном понимании рекультивации природно-техногенных ландшафтов состоит в том, чтобы ускорить процесс естественной эволюции, придать ей целенаправленный характер, создать на месте нарушенных еще более продуктивные и устойчивые биогеоценозы, сформировать наиболее рационально организованные ландшафты, имеющие высокую хозяйственную, эстетическую и природоохранную ценность. За последние годы чрезвычайно возрос поток информации по проблеме рекультивации земель. Восстановление нарушенных земель является важной государственной задачей, решение которой улучшит экологическую обстановку, обеспечит возврат земель в хозяйственный оборот. Основными задачами являются: Определение причины возникновения провальных воронок и отработанных карьеров, дать им определение. Определение методов рекультивации и их этапы Реферат состоит из введения, 2 глав, заключения, списка использованных источников и литературы. Отработанные карьеры и провальные воронки 1.1. Определения и понятия Антропогенное воздействие на окружающую среду, проявляющиеся главным образом в местах добычи полезных ископаемых, строительных материалов и торфа, а также в местах их обогащения и переработки наносит колоссальный ущерб существующему ландшафту. Карьер — совокупность горных выработок, образованных при добыче полезного ископаемого открытым способом; горное предприятие по добыче полезных ископаемых открытым способом. Принцип открытой разработки заключается в том, что расположенные сверху более мощные слои пустых пород, покрывающих полезное ископаемое, в пределах горного отвода разделяется на горизонтальные слои — уступы, которые вынимают последовательно в направлении сверху вниз с опережением нижних слоев верхними. Высота уступа зависит от прочности пород и применяемой техники и колеблется от нескольких метров до нескольких десятков метров. Отвал (горное дело, металлургия) — размещение на поверхности пустых (вскрышных) пород или некондиционного минерального сырья, а также хвостов обогатительных фабрик, отходов или шлаков от различных производств и сжигания твёрдого топлива. Отвалообразование является завершающим этапом вскрышных работ на карьерах. Итак, карьерные выемки и отвалы образуются при добыче строительных материалов и полезных ископаемых открытым способом. Добыча полезных ископаемых проводится в течение длительного времени, поэтому рекультивация горных выработок и отвалов включается в технологическую схему разработки месторождения и осуществляется постоянно, по мере сработки пласта. Основными работами, проводимыми при создании рекультивационной поверхности отвалов, являются планировка и землевание.[3] 1.2. Причины возникновения отработанных карьеров и воронок Виды деятельности человека, в результате которых может возникать потребность в проведении рекультивации земель: Разработка месторождений. Добыча полезных ископаемых закрытым и открытым способами служат важным фактором, влияющим на свойства почв, причем открытая разработка является наиболее вредоносной. Торфяные разработки. Прокладка трубопроводов и различных коммуникаций. Проведение земляных работ при строительстве, инженерных изысканиях, геологоразведке и другой деятельности, связанной с нарушением поверхностного слоя почвы. Последствия ликвидации военных, промышленных и гражданских объектов. Использование земельных участков для складирования отходов – промышленных, бытовых и других. Сооружение и эксплуатация, а также консервация подземных объектов различного назначения. Промышленные выбросы, сброс жидких отходов в водоемы с повреждением прилегающих территорий. Природные процессы, нарушающие свойства почвенной поверхности и более глубоких горизонтов – эрозии, дефляция, образование и рост оврагов. Нарушенными считают земли, утратившие первоначальную природно-хозяйственную ценность и, как правило, являющиеся источником отрицательного воздействия на окружающую среду. Нарушают земли при выполнении открытых и подземных горных работ, складировании промышленных, строительных и коммунально-бытовых отходов, строительстве линейных сооружений, а также при проведении геологоразведочных, изыскательских, строительных и других работ. При этом, как правило, нарушается почвенный покров, изменяются гидрогеологический и гидрологический режимы, образуется техногенный рельеф, а также происходят другие качественные изменения, ухудшающие экологическую обстановку в целом. С каждым годом во всем мире все большую опасность для природной среды приобретает промышленная деятельность человека, проявляющаяся главным образом в местах добычи полезных ископаемых, строительных материалов и торфа, а также в местах их обогащения и переработки. Значительный экологический ущерб окружающей среде наносят так называемые несанкционированные свалки городских отходов. Неудовлетворительное положение сложилось с организацией обезвреживания и захоронения отходов и на полигонах.[3] Методы и этапы рекультивации Мировой опыт по рекультивации земель насчитывает всего около 75 лет. Первые работы по рекультивации земель были проведены в 1926 г. на участках, нарушенных горными работами (США, штат Индиана). В СССР рекультивацию начали проводить с 1959 г.: в Эстонии при добыче сланцев, в России - при добыче бурого угля и на Украине - при добыче железных руд. Рекультивация нарушенных земель должна проводиться в следующей последовательности: 1) анализ эволюции нарушенных земель с целью изучения природной трансформации компонентов в измененных геосистемах и разработки способов управления геологическими и биологическими процессами в рекультивационный период (см. принцип природных аналогий); 2) анализ природных, технологических и социально-экономических условий для обоснования направления использования нарушенных земель; 3) разработка способов рекультивации по отдельным видам нарушенных земель, создание специальных инженерно-экологических систем по оптимизации функционирования техно-природных геосистем.[1] 2.1 Этапы рекультивации В рекультивации земель различают три этапа: 1.Подготовительный 2.Технический-подготовка земель для последующего целевого использования 3.Биологический – восстановление плодородия, осуществляемое после технического этапа и включающее комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на возобновление исторически сложившейся совокупности флоры, фауны и микроорганизмов.[2] Проведение работ по рекультивации включает следующие стадии: 1)Проектно-изыскательские работы (почвенные и другие полевые обследования, лабораторные анализы, картографирование) 2)Определение характеристики очищаемого объекта: инженерно-геологические показатели, качественные и количественные показатели загрязнений, микробиологические и агрохимические показатели очищаемого грунта 3)Локализация загрязнений 4)Обваловка, применение сорбентов 5)Очистка территории от загрязнений 6)Механическая, сорбционная и микробиологическая очистка 7)Химический и микробиологический контроль процесса очистки 8)Приобретение плодородного слоя почвы (при необходимости) 9)Нанесение на рекультивируемые земли потенциально плодородных пород и плодородного слоя почвы 10)Ликвидация промышленных площадок, транспортных коммуникаций, электрических сетей, зданий и сооружений, других объектов (при необходимости) 11)Очистка рекультивируемой территории от производственных отходов 12)Устройство дренажной и водоотводящей сети для последующего использования рекультивированных земель (при необходимости) 13)Приобретение и посадка саженцев 14)Подготовка дна, обустройство карьерных и других выемок при создании в них водоемов (при необходимости) 15)Восстановление плодородия рекультивированных земель, передаваемых в сельскохозяйственное, лесохозяйственное и иное использование(приобретение семян, удобрений, мелиорантов и их использование и др.). Подготовительный этап рекультивации Подготовительный этап начинают с проведения инвестиционного обоснования мероприятий по рекультивации нарушенных земель и заканчивают разработкой рабочей документации на основе задания на проектирование рекультивационных мероприятий. Что касается загрязненных земель, то направление их использования выбирают на основе прогнозов изменения природной среды и оценки пригодности земель для целей рекультивации. Чаще всего их используют для сельскохозяйственных целей и лесоразведения. При этом проект рекультивации и технологии его выполнения должны отвечать определенным требованиям, реализация которых должна повысить эффективность восстановления компонентов природы. Такой набор требований называют рекультивационным режимом. Рекультивационный режим определяется состоянием загрязненных земель по следующим показателям: эрозионная устойчивость поверхности земли; экспозиция отвалов и др., форм рельефа; допустимые нормы снятия почвенного слоя и сроки его хранения; толщина наносимого почвенного слоя при землевании; предельные значения общей минерализации поверхностных и грунтовых вод; допустимое содержание токсичных элементов в почвах; агрохимические показатели плодородия почвы; биологический состав почв и поверхностных вод и т.д. Каждый из приведенных показателей имеет нормированные значения, которые в конкретных проектах должны быть обоснованы исследованиям, изысканиями и прогнозными расчетами. Технический этап рекультивации Технические мероприятия по рекультивации нарушенных земель подразделяются на следующие виды: - структурно-проективные: создание новых проектных поверхностей и форм рельефа (профилирование, террасирование, вертикальная планировка), землевание, торфование, кольматаж, создание экранов, удаление ненужной древесно-кустарниковой растительности, пней, камней, разделка кочек; - химические: известкование, гипсование, кислование, внесение сорбентов, органических и минеральных удобрений; - водные (гидротехнические): осушение, орошение, регулирование сроков затопления поверхностными водами; - теплотехнические: мульчирование, грядование, обогрев, применение утеплителей. Практически всегда на нарушенных землях необходима планировка и землевание. Планировку в зависимости от направления рекультивации, объемов и расстояния транспортировки почвенного слоя проводят по всей территории (сплошная) или по отдельным участкам (частичная), её включают в состав работ по террасированию и выполаживанию откосов отвалов, карьерных выемок, кавальеров и насыпей. Сплошная планировка (разравнивание) выполняется при подготовке земель к сельскохозяйственному использованию и созданию лесных массивов, частичная - при подготовке земель к озеленению, созданию защитных или лесных водо-охранных полос, при благоустройстве территорий для целей рекреации или для придания нарушенным землям эстетичного вида с многообразием форм микро- и мезорельефа. Планировка насыпей проводится в два этапа: предварительная и окончательная через 2…3 года с обязательным засевом поверхности насыпи бобово-злаковыми травами в промежутках между этапами. Землевание – это нанесение почвенного слоя на спланированную поверхность или внесение почвы (потенциально плодородных пород) в другую почву для улучшения водно-физических, агрохимических и тепловых свойств. Содержание гумуса в почве, наносимой на спланированную поверхность, должно быть не менее двух процентов. В качестве потенциально плодородных пород используют супесчаные и суглинистые грунты. Землевание особенно необходимо при создании рекультивационного слоя на землях, непригодных по физическим или химическим свойствам для проведения биологической рекультивации. Мощность рекультивационного слоя на потенциально плодородных породах определяется направлением использования нарушенных земель, например: при создании сельскохозяйственных угодий наносимый почвенный слой должен быть не менее 20…25 см, дальнейшее увеличение глубины землевания определяется уже экономическим эффектом, получаемым за счет прибавки урожая от этого мероприятия. В зависимости от площади и состояния нарушенных земель техническая рекультивация может ограничиваться двумя рассмотренными способами или созданием крупных инженерных систем с необходимым набором элементов управления потоками вещества. Для земель сельскохозяйственного использования – это мелиоративные системы, для рыбохозяйственного использования – это могут быть прудовые системы, для лесохозяйственного использования – это лесомелиоративные системы, для загрязненных земель – инженерно-экологические системы и т.д. Эффективность таких систем зависит от уровня инженерного исполнения и технологии управления движением минеральных и органических веществ в компонентах природы. Биологический этап рекультивации Основными задачами биологической рекультивации является возобновление процесса почвообразования, повышение самоочищающей способности почвы и воспроизводство биоценозов. Биологическим этапом заканчивается формирование культурного ландшафта на нарушенных землях. Организационно биологическая рекультивация проводится в две стадии. На первой выращиваются пионерные (предварительные, авангардные) культуры, умеющие адаптироваться в существующих условиях и обладающие высокой восстановительной способностью. На второй – переходят к целевому использованию. Земли, загрязненные тяжелыми металлами, органическими веществами или продуктами промышленной переработки, на первой стадии подвергают очистке с помощью сорбентов, растений или микроорганизмов (биодеструктуров), а затем включают в хозяйственное использование под жестким контролем со стороны санитарно - эпидемиологических служб. Для разработки эффективных способов биологической рекультивации большое значение имеет изучение процессов эволюции растительного покрова в различных природных зонах и техногенных условиях. Формирование растительного покрова на отвалах вскрышных пород идет очень медленно из-за сложного изменяющегося во времени рельефа поверхности отвала, бедности горных пород питательными веществами, неустойчивости водного и теплового режимов. Скорость почвообразования и формирование почвенных горизонтов зависят от свойств почвообразующих пород, их водного и теплового режимов, рельефа, природно-климатических условий данного района, от видового со става растительности и продолжительности природного восстановления земель. Наиболее эффективным приемом биологической рекультивации на нарушенных землях является создание многовидового растительного покрова с участием многолетних трав и устойчивых пород кустарников и деревьев. При такой многоярусной структуре нарушенные земли хорошо защищены от эрозии и дефляции, а благодаря листовому опаду и корневым системам получают большой прирост органических веществ.[5] На землях, загрязненных техногенными продуктами, главной задачей биологической рекультивации является повышение самоочищающей способности почвы. Решение этой задачи возможно с помощью совместного функционирования технических и биологических систем, в том числе с использованием специально выращенных микроорганизмов. Заключение В моем реферате я постарался рассказать о путях решения такой экологической проблемы, как рекультивация отработанных карьеров и провальных воронок. Если хотя бы 70% отвалов будут рекультивироваться, а не будут оставлены без внимания, то нашей планете станет дышаться легко. Ведь на данный момент во всех экологических катастрофах, происходящих на земле виноват человек. Подводя итог можно отметить, что в России существовал и был накоплен огромный опыт по рекультивации земель и использованию их. В наше время рекультивации уделяется не так много внимания, поскольку это дорогостоящий процесс и предприятию дешевле заплатить штраф за загрязнение окружающей среды, чем произвести рекультивацию после проведённых работ. Но значение рекультивации по прежнему велико и нужно всячески способствовать её возрождению и совершенствованию. Список использованных источников и литературы «Обзор методов рекультивации нарушенных земель» [Электронный ресурс] Научная статья, 21.01.2022. URL: https://promdevelop.com/science/rekultivatsiya-narushennyh-zemel/ (дата обращения: 4.11.2022) «Рекультивация земель – ее виды и этапы». [Электронный ресурс] Статья Мещерского научно-технического центра от 27.01.21. URL: https://mntc.pro/stati/melioraciya/rekultivaciya-zemel-ee-vidy-i-etapy.html (дата обращения: 4.11.2022). Облицов Д.С., Опрышко А.Ю. Современные подходы к горнотехнической рекультивации. Онлайн-библиотека: Санкт-Петербургский государственный горный институт. 2014. Тюкленкова Е.П., Белкина А.И., Красилич О.А., Тюнькова Н.А. «Рекультивация нарушенных земель для восстановления их водохозяйственных целей на примере пензенской области» [Электронный ресурс] // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 6-2. – С. 323-326; URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=6898 (дата обращения: 4.11.2022). ЭкоДело [Электронный ресурс]. «Рекультивация карьерных выемок и отвалов», 2011. URL:http://ecodelo.org/9928-64_rekultivatsiya_karernykh_vyemok_i_otvalovrekultivatsiya_zemel (дата обращения: 14.11.2022). |