8138

91

Таблица 11

Расчет изменения содержания тяжелых металлов в пахотном слое почвы при внесении осадков сточных вод

*- фоновая концентрация металла в почве устанавливается для конкретного сельхозугодия. В текущем расчете приняты средние концентрации по почвам Нижегородской области.

** - ПДК металлов в почве устанавливается для конкретного сельхозугодия в зависимости от вида, гранулометрического состава и физико-химических характеристик почвы (СанПин 2.1.7.573-96 «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения»). В текущем расчете приняты максимальные значения ПДК

где

Сiсмеси – концентрация металла в смеси почвы и осадка в году i;

Сi-1смеси – концентрация металла в смеси почвы и осадка в году i-1 (или исходная фоновая);

Мiосад, Сiосад – доза осадка и концентрация металла в ОГСВ в году i. Время достижения 0,8 ПДК в смеси рассчитывается по формуле:

где

Спочв – начальная (фоновая) концентрация металла в почве; Мосад – доза осадка на 1 га; Сосад – концентрация металла в осадке.

3.2. Технологический регламент внесения в почву предварительно обезвреженных осадков городских сточных вод

Результаты исследований и опытно-промышленных работ по детоксикации осадков на очистных сооружениях; многочисленных экспериментов по испытанию эффективности обеззараживания и обезвреживания осадков реагентами на аминокислотной основе; по исследованию эффективности использования осадков очистных сооружений под различные культуры в качестве органического удобрения; изучения материалов о нормах внесения осадков в качестве органического удобрения

93

подтверждают эффективность детоксикации и обеззараживания осадков реагентами на аминокислотной основе.

Обезвреженный осадок очистных сооружений – органоминеральная композиция – представляет собой нетоксичный субстрат (4-й класс опасности - малоопасные вещества по ГОСТ 12007–76) без специфического запаха, имеет более низкую влажность (не более 50%) по сравнению с исходными осадками (60–70%). Содержащиеся в осадке ионы тяжелых металлов образуют с аминокислотами реагента-детоксиканта устойчивые и нетоксичные для организмов и растений комплексы. Несмотря на то, что валовое содержание металлов в органоминеральной композиции по сравнению с осадком не снижается, благодаря переводу ионов металлов в комплексные формы, происходит полная их детоксикация. Патогенная микрофлора и яйца гельминтов уничтожаются при взаимодействии гидроксоаминокислотных комплексов с аминокарбоксильными группировками белков их клеток. Это сопровождается прекращением процессов гниения и брожения, ускорением процессов седиментации и агрегации осадка.

Нормы и периодичность внесения органоминеральной композиции устанавливают в зависимости от следующих условий:

−вида мероприятия, проводимого на участке: рекультивация, почвоулучшение или почвовосстановление, удобрение;

−почвы участка: содержание гумуса и питательных элементов, реакции почвенной среды, гранулометрического состава, залегание уровня грунтовых вод и др.;

−показателей содержания органического вещества, питательных элементов и тяжелых металлов в органоминеральной композиции.

94

3.2.1. Использование при рекультивации земель

Рекультивация земель – это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности земель, а также на улучшение условий окружающей среды.

Нарушенными считают земли, утратившие первоначальную природнохозяйственную 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.

Нарушенные территории в результате хозяйственной деятельности разделяют на две группы:

−земли, поврежденные насыпным грунтом, – отвалы, терриконы, кавальеры и свалки;

−территории, поврежденные выемкой грунта, – карьеры открытых горных разработок, добычи местных строительных материалов и торфа, провалы и прогибы на месте подземных горных работ, резервы и траншеи при строительстве линейных сооружений.

В соответствии с ГОСТ 17.5.1.02 – 85 нарушенные земли различают по направлениям рекультивации в зависимости от вида последующего использования. Рекультивированные территории можно использовать в следующих направлениях: сельскохозяйственное, лесохозяйственное,

95

водохозяйственное, рекреационное, природоохранное, санитарногигиеническое и строительное.

При сельскохозяйственном направлении рекультивации земли можно использовать под пашни, сенокосы, пастбища и многолетние насаждения; лесохозяйственном – под лесонасаждения общего хозяйственного и полезащитного назначения, лесопитомники; водохозяйственном — устраивают водоемы для хозяйственно-бытовых и промышленных нужд, орошения и рыбоводства; рекреационном – для создания зон отдыха и спорта, под парки и лесопарки, водоемы для оздоровительных целей, охотничьи угодья, туристские базы и спортивные сооружения; природоохранном и санитарно-гигиеническом – под создание участков противоэрозионного лесонасаждения, задернованных или обводненных, закрепленных или законсервированных с применением технических средств, участка для самозарастания – специально не благоустраиваемых с целью последующего использования в хозяйственных или рекреационных целях; строительном – для промышленного, гражданского и прочего строительства и другого назначения.

Рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий, а также прилегающие земельные участки, полностью или частично утратившие продуктивность в результате отрицательного воздействия на них нарушенных земель. Рекультивацию земель, нарушенных промышленной деятельностью, проводят, как правило, в три этапа.

Первый этап – подготовительный: обследование нарушенных территорий, определение направления рекультивации, технико-экономическое обоснование и составление проекта рекультивации.

Второй этап – техническая рекультивация, которая в зависимости от региональных условий может включать промежуточную стадию – химическую мелиорацию.

Выбор технологии технической рекультивации зависит:

− от вида последующего использования рекультивируемых площадей;

96

−мощности, объема и расстояния транспортировки плодородного слоя почвы и вскрышных пород с хорошими почвообразующими свойствами, раздельно вынимаемых и укладываемых на поверхность восстанавливаемых отвалов;

−принятых способов разработки карьеров и формирования отвалов;

−типа и характеристики основного оборудования, очереди разработки и скорости перемещения фронта работ;

−равномерной загрузки оборудования в течение всего срока эксплуатации карьера;

−свойств плодородного слоя почвы и вскрышных пород, используемых для рекультивации;

−рельефа, климата, гидрологических и гидрогеологических условий рекультивируемой территории, господствующих геохимических процессов в данном районе до и после разработок.

Этап технической рекультивации имеет несколько стадий и включает необходимые работы по формированию рельефа местности.

Первая стадия – селективная выемка и складирование гумусированного слоя почвы и нетоксичных пород для последующего их использования при рекультивации.

Вторая стадия – формирование и планирование поверхности отвалов. Под отвалы в первую очередь необходимо использовать выработанное пространство карьеров, овраги и балки.

Третья стадия – формирование потенциально плодородного корнеобитаемого слоя для последующего этапа биологической мелиорации. Плодородие почвенного слоя зависит главным образом от качества вскрышных

ивмещающих пород.

Третий этап восстановления нарушенных земель – биологический этап рекультивации, который осуществляют после полного завершения

97

горнотехнического этапа. Биологический этап рекультивации состоит в восстановлении почвенного покрова. Работы этого этапа землепользователи выполняют в соответствии с предполагаемым использованием рекультивированной территории и агротехническими требованиями к почвенному покрову для возделывания конкретных сельскохозяйственных культур. В ходе биологической рекультивации обеспечивают формирование почвенного слоя, оструктуривание почвы, накопление гумуса и питательных веществ и доведение свойств почвенного покрова до состояния, отвечающего требованиям сельскохозяйственных культур, намечаемых к возделыванию.

Нарушенные земли после рекультивации могут быть использованы под пашни, сенокосы, лесопосадки, а также и для других целей, например под спортивные и игровые площадки, парки, кемпинги, строительство.

Требования к рекультивации нарушенных земель по направлениям их целевого использования в соответствии с требованиями ГОСТ 17.5.3.04-83 заключаются в следующем:

При сельскохозяйственном направлении рекультивации земель формируемые участки должны быть удобными по рельефу, размерам и форме. Поверхностный слой их должен быть сложен породами, пригодными для биологической рекультивации. Размеры и планировка участков должны обеспечивать производительное использование современной сельскохозяйственной техники и исключение развития эрозионных процессов и оползней почвы.

Перед подготовкой земель под пашню на малопродуктивные породы наносят плодородный слой почвы. В случаях отсутствия требуемого количества почвенного грунта наносят потенциально плодородные породы. Для формирования корнеобитаемого слоя проводят агротехнические и мелиоративные мероприятия по повышению плодородия потенциально плодородных пород с последующим выращиванием на них однолетних, многолетних злаковых и бобовых культур.

98

По окончании работ по рекультивации земель при сельскохозяйственном направлении их использования необходимо заключение агрохимической и санитарно-эпидемиологической служб об отсутствии опасности выноса растениями веществ, токсичных для человека и животных.

При лесохозяйственном направлении использования создают леса эксплуатационного назначения, а при необходимости — леса защитного, водорегулирующего и рекреационного назначения. Подбирают древесные и кустарниковые растения с учетом классификации горных пород, характера гидрогеологического режима и других экологических факторов.

В соответствии с требованиями ГОСТ 17.5.3.04 – 83 «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель» применение органоминеральной композиции проводится:

1. Для покрытия поверхности потенциально плодородным слоем почвы при проведении рекультивации земель, нарушенных при:

−открытых горных работах;

−добыче торфа;

−строительстве и эксплуатации линейных сооружений;

−выполнении геологоразведочных, изыскательских и других

работ.

2. Для нанесения плодородного или экранирующего слоя почвы при сельскохозяйственном, лесохозяйственном, санитарно-гигиеническом направлении рекультивации земель.

Норма внесения органоминеральной композиции рассчитывается исходя из необходимости создания на поверхности рекультивируемой площади плодородного слоя определенной мощности с содержанием заданного количества органического вещества. На таких объектах норма внесения композиции будет наиболее высокой.

99

3. При использовании органоминеральной композиции для рекультивации полигонов ТБО необходимо руководствоваться требованиями п.7. СанПиН 2.1.7.1038–01 «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов».

3.2.2. Почвовосстановительные и почвоулучшающие работы

При проведении почвовосстановительных и почвоулучшающих работ на эродированных и загрязненных нефтепродуктами землях нормы внесения органоминеральной композиции определяются исходя из необходимости создания биологически активного слоя почвы или усиления микробиологических процессов в верхних сохранившихся горизонтах почвы, что способствует восстановлению функции почвы и растительного покрова. В этом случае нормы внесения будут несколько ниже, чем при проведении рекультивации, поскольку исходное содержание органического вещества в восстанавливаемой почве, по всей вероятности, будет выше, чем в грунте при рекультивации.

При внесении органоминеральной композиции с целью улучшения питательного режима растений (т.е. с целью удобрения почв) фактором, ограничивающим норму внесения композиции, служит содержание в них общего и минерального азота. Не рекомендуется внесение общего азота с органоминеральной композицией более 300 кг/га, в том числе минерального азота, превышающее вынос годовым урожаем культуры, под которую вносится композиция.

100

3.2.3.Использование органоминеральной композиции в качестве удобрения

При использовании осадков очистных сооружений в качестве органических или органоминеральных удобрений необходимо руководствоваться требованиями и рекомендациями следующих документов:

-ГОСТ Р 17.4.3.07–2001 «Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений»;

-СанПиН 2.1.7.573–96 «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения»;

-«Типовой технологический регламент использования осадков сточных вод в качестве органического удобрения».

По концентрации тяжелых металлов и мышьяка осадки подразделяют на две группы.

Осадки групп I и II используют в промышленном цветоводстве, зеленном строительстве, лесных и декоративных питомниках, для биологической рекультивации нарушенных земель и полигонов ТБО.

Осадки группы I используют под все виды сельскохозяйственных культур, кроме овощных, грибов, зеленных и земляники.

Осадки группы II используют под зерновые, зернобобовые, зернофуражные и технические культуры.

Осадки могут использоваться в качестве удобрений при разном уровне влажности.

Нормы внесения не должны вызывать накопление тяжелых металлов в почве выше 0,7–0,8 ПДК по транслокационному показателю:

где

Ф – исходное содержание элемента в почве до внесения осадка, мг/кг; Д – дополнительное поступление элемента в почву с осадком, мг/кг;