Способ рекультивации отвальных пород

О П И С А Н И Е 1001881ИЗОБРЕТЕНИЯ Сафз Сфветскик Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 281077 (21) 2539845/30-15 И 3 М. Кп.з А 01 В 79/02 А 01 Я 7/02 с присоединением заявки ЙоГосудврственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй(23) ПриоритетОпубликовано 070383, бюллетень Йф 9 Дата опубликования описания 070383(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский и пр .торский институт охраны окружающей среды в угольной проьншленности(54) ССОСОВ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ОТВАЛЬНЬЩ ПОРОДИзобретение относится к способам обработки почвы, в частности к биологической рекультивации промышленных отвалов. Преимущественно изобре". тение предназначено для биологической рекультивации земель, нарушенных предприятиями угольной промышленности. Кроме того, способ может быть использован при окультуривании примитивных почв.Известен способ рекультивации золоотвалов и хвостохранилищ путем биологического закрепления их с исполь. зованием хозяйственно-бытовых стоков 1.В данном способе поверхность эолоотвалов разбивают на чеки, которые поочередно заполняют хозяйственно- бытовыми стоками на глубину до 20" 30 см с последующей вспашкой после заполнения и подсыхания. Заполнение чеков хозяйственно-бытовыни стоками и последующую вспашку производят многократно (6-7 раз), После проведения этих работ золоотвалы засевают многолетними травами или зерновыми и техническими культурами.Недостатком известного способа является замедленный процесс почвообразования (окультурнвания). Он обу словлен тем, что в эолоотвалы вводят только хозяйственно-бытовые стоки содержащие органические вещества и 5биогенные элементы, а они стимулируют жизнедеятельность не только микрофлоры, но и микроорганизмов-антагонистов. Кроме того, при достаточном коли честве органических и минеральныхвеществ процесс почвообраэованиябудет замедленным ввиду незначительного содержания почвенных микр 9 орга.низмов в золоотвале.Необходимо также учитывать, чтонекоторые микроорганизмы, находящиеся в хозяйственно-бытовых стокахмогут служить источником инФекциидля человека, животных и растений.2 О Ближайшим решением техническойзадачи является способ рекультивацийотвальных пород, заключающийся втом, что насыпные отвальные породыснижают и выравнивают с последующимпланированием и Формируют отдельнымйучастками с уклоном до 1,5 ф, располагая их поярусно 21.На подготовленных участках производят посадку плодовых и полив водой,затем высеивают сидераты, породуокультуривают насыпным внесениемгумуса н течение 3-7 лет и сплошнымзаражением почвенными микроорганизмами, например азотбактерином, нитрагином.Откосы участков закреплякт посевоммноголетних трав,5Недостатком данного способа является длительный период почвообразования, а также его трудоемкость.Длительный период почвообразованияобусловлен тем, что производят сплош Оное заражение почвенными микроорганизмами, выпускаемыми промышленностью, которые не адаптированы к условиям отвальных пород.Кроме того, иэ-эа длительного внесения гумуса происходит уплотнениеи затвердевание грунтов под нанесенным гумусовым слоем. Затвердевший слой непроницаем для растительных культур из-за отсутствия капиллярного водообращения, что такжезамедляет процесс почвообразования.Цель изобретения - ускорение почвообразования.Цель достигается эа счет того,что в способе рекультивации отвальных пород путем их разравнивания,планировки, внесения удобрений, заражения микроорганизмами, посевамноголетних растений и полива водой,отвальные породы заражают комплексами ЗОпредварительно адаптированных микроорганизмов в течение вегетациончогопериода растений первого года посевав три приема: во время прорастаниясемян заражают комплексом аммонифицирующих и нитрифицирующих микроорганизмов, во время всходов - комплексом азотобактера с фосфатрастворяющими микроорганизмами и во времяцветения - комплексом азотобактера 4 Ос фосфатрастворяющими микроорганизмами, каждый раз в количестве 0,250,5 г сухого веса на 1 мг рекультивируемой площади.В качестве комплекса аммонифици рующих и нитрофицирующихякроорга 45низмов берут аммонифицирующие микроорганизмы Вас 111 нз йусоЫез в количестве 0,1-0,2 г, нитрифицирующиеХ 11 гоэощопаз ецгораса - 0,07-0,15 ги Х 1 ггоЬасгег И 1 подгадв 111 - 0,08 -0,15 г по сухому весу на 1 м рекуль 3.тивируемой площади.В качестве комплекса азотобакерас фосфатрастворяющими микроорганизмами берут АгоСоЬасйег сЬгоососсщп 55в количестве 0,1-0,3 г и фосфатрастворяющие микроорганизмы Вас 111 цэаедаГег 1 цв - 0,15-0,2 г по сухомувесу на 1 м рекультивируемой площади. 6 О Спссоб осуществляют следукщим образом.Отвал разравнивают, производят его планировку. Отвальные породы, состоящие из подверженных скислению аргиллитов, .алевролитов и кварцевых песчаников с включениями пирита, содержащие повышенное количество железа (2,44 10,06),алюминия (1,8 - 7,95) с низким значением рН (2,45 - 3,56) формируют отдельными участками величиной 1-5 га. Сооружают сеть водопроводных труб с разбрызгивателями от водоприемников резервуаров, Резервуары заполняют водой, в которую вносят комплекс предварительно адаптированных микроорганизмов; нитрифицирующих и аммонифицирующих из расчета 0,25-0,5 г по сухому весу на 1 м рекультивируемой площади. В породу вносят отходы содового производства (содержание Са 0, СаС 0 з ) 1 кг на 1 мг и удобрения в виде хозяйственно-бытового осадка силовых площадок городских очистных сооружений 1,5 кг на 1 м с последующей вспашкой на глубину 20 см. Далее производят посадку семян многолетних растений: смесь злаковых и бобовых на глубину 1,5-2,5 см. Норма высева - 0,015 кг на 1 мг, После посадки семян проводят обогащение рекультивируемого участка путем внесения предварительно адаптированных микроорганизмов (нитрифицирующих и аммонифицирующих) 0,25 - 0,5 г по сухому весу на 1 м рекультивируемои площади.Адаптацию микроорганизмов осуществляют в следующей последовательности: микроорганизмы, выделенные из отвальных пород, выращивают на питательных средах путем многократного пересева, подвергают воздействию токсичных веществ, содержащихся в породе, вначале при малой концентрации (содержание железа - 2,44, алюминия - 5,08, величина рН - 3,5), затем постепенно увеличивают концентрацию токсичных веществ; железо до 10,06, алюминий - до 14,22, величину рН снижакг до 2,45. Период адаптации длится 2 месяца. Адаптированные таким образом к высоким концентрациям токсичных веществ и низкой кислотности микроорганизмы вводят в породу с помощью разбрызгивателя.Полив растений производят до 60-ного содержания влаги по отношению к полной влагоемкости почвы 1 раз в день.В период всходов проводят вторичное обогащение предварительно адаптированными микроорганизмами (аэотобактером и фосфатрастворяющими микроорганизмами) в количестве 0,25- 0,50 г по сухому весу. Последний раз породу обогащают в период цветения растений адаптированными микроорганизмами (аэотобактером и фосфатрастворяющими микроорганизмами) - 0,25- 0,50 г по сухому весу на 1 м рекуль тивируемой площади.На следующий год на отвальной породе, необогашенной адаптированными микроорганизмами, наблюдается хороший рост растений.На третий год производят посадку двухлетних саженцев (тополь, береза, осина).Л р и м е р . Проводят деляночные опыты в условиях токсичного породного отвала.Разравнивают поверхность отвала, Площадь опытной делянки 2 м . Делянки в один ярус. Для нейтрагтэации 5 токсичных свойств отвальной пород вносят отходы садового производства (СаО и СаС 0) 1 кг на 1 м. Расчет производят по гидролитической кислот- ности). Удобрения вносят в виде хозяйственно-бытового осадка в количестве 1,5 кг на 1 м породы. Затем производят вспашку на глубину 20 см. После этого делают посев семян многолетних растений: бобовых и злаков. Норма высева травосемян - 0,015 кг на 1 м . Опыты повторяют четырехкрат. но. Первая серия опытов включала контрбльные участки без внесения адаптированных микроорганизмов. Вторая серия опытов включала рекультивируемые участки с введением комплекса адаптированных микроорганизмов 0,25 г/м по сухому весу; третья серия опытов включала рекультивируемые участки с введением комп лекса адаптированных микроорганизмов 0,5 г/м по сухому весу.Данные представлены в таблице.В опытных вариантах по сравнению с контрольным вариантом наблюдается 4) повышение величины рН, снижение гидролитической кислотности, повышение суммы обменных оснований, снижение валового содержания железа, алюяния, серы, углерода. Наблюдается процесс накопления гумуса, Увеличивается в породе количество подвижных калия и фосфора. Повышается содержание общего азота. Наилучший эФфект был получен на рекультивированных участках с введением адапти рованных микроорганизмов в количестве 0,5 г/м-по сухому весу.Исследования показали, что на рекультивируемых участках создаются благоприятные условия для процессов нитрификации, мобилизации подвижных фосфора и калия и питательных элементов, под влиянием деятельности микроорганизмов улучшаются агрохимические свойства рекультивируемой породы,На 2-й год на рекультивируемых участках внесение микроорганизмов в отвальные породы нс производят. Наблюдается процесс почвообраэования и задернение отвалов, после чего высеиваются саженцы деревьев.Внесение в породу предварительно адаптированных микроорганизмов ускоряет процесс почвообразования, в результате чего не требуется окультуривания породы на 2-ой год рекультивации.Способ обеспечивает озеленение прилегающих местностей к шахтерским поселкам, оздоровление окружающей среды. Рекультивирование токсичных породных отвалов осуществляют за один год вместо 3-7 лет по ранее применяемому способу.Экономия от применения данного способа составляет 0,9-1,8 тыс.руб. на 1 га или 20-40 от общей суммы затрат на рекультивацию отвальных пород в ценах 1977 г.).%Ч ь у СО О х Ь о ь ь С г 4 РЕ 1ар ю к ю1 ах ох хьооххй 1юхн дю ооодхь 65 о-". хххо с н ы х и око оа,ххх коиц юыед х- хо ц до оа а, х Цикад осе 1.н л ос ои жег цмех цеу хаойдо х+аохсчх ц до оеоадьо,ждй 13 дй 3Заказ 1669/1 Тираж 719 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,. ул. Проектная, 4 1. Способ рекультивации отвальных пород путем их раэравнивания, планировки, внесения удобрений, заражения микроорганизмами, посева многолетних растений и полива водой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения почвообраэования, отвальные породы заражают комплексами предвари тельно адаптированных микроорганизмов 10 в течение вегетационного периода растений первого года посева в три приема: во время прорастания семян заражают комплексом аммонифицирующих и нитрифицирующих микроорганизмов, 15 во время всходов - комплексом азотобактера с фосфатрастворяющими микроорганизмами, каждый раз в количестве 0,25-0,5 г сухого веса комплекса на 1 м рекультивируемой площади.. 2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве комплекса аммонифицирующнх и нитрифицирующих микроорпаниэмов берут аммонифицнрующие микроорганизмы Вас 11 пэ вусо 11 еа в количестве 0,1-0,2 г,нитрифицирующие - М 11 гоэовопаз ецгорааа 0,08-0, 15 г и МйгоЬасйег И 1 подгайз 111 - о,08-0,15 г по сухомувесу на 1 мэ рекультивируемой площади.3. Способ по пп,1 и 2, отливч а ю щ и Я с я тем, что в качествекомплекса азотобактера с фосфатрас"творяющими микроорганизмами берутАао 1 оЬасег сЬгоососца в количестве0,1-0,3 г и фосфатрастворяющие микроорганизмы Вас 11 цз щедаХег 1 цщ 0,15-0,2 г по сухому весу на 1 мрекультивируемой площади.ИсТочники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 515482, кл. А 01 В 79/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССРВ 494139, кл. А 01 В 79/02, 1974