Классификация пород нарушенных земель по физико-химическому составу.

Как уже говорилось выше, важнейшим критерием выбора направления рекультивации является физико-химический состав пород РО. Этот состав устанавливается на основании данных лабораторных анализов, производимых по стандартным методикам учреждениями, имеющими соответствующую лицензию.

Пригодность пород для вегетации растений определяется по следующим физико-химическим критериям:

- значение рН;

- содержание фитотоксичных солей;

- механический состав.

Значение рН указывает на концентрацию водородных ионов, определяющую реакцию породы (кислая, нейтральная, щелочная), и теоретически может быть в пределах 1 – 14. Кислотность почвы влияет на растворимость, а также усвояемость растением различных питательных веществ. Значительное изменение значения рН в ту или иную сторону оказывает вредное, а иногда и губительное влияние на растение. Резкий сдвиг реакции почвы в кислую сторону оказывает нежелательные последствия в силу нескольких обстоятельств: прямого повреждающего влияния на поверхностные слои корня, снижение усвояемости минеральных солей, переход токсичных для растений катионов железа и алюминия в растворимую форму. Высокая щелочность неблагоприятна для роста и развития большинства растений. Щелочные почвы имеют низкое плодородие, неблагоприятные физические свойства и химический состав. Они, как правило, тяжелые, во влажном состоянии вязкие, липкие, водонепроницаемые. Высокая щелочность вызывает также повреждения корневой ткани.

Фитотоксичные (ядовитые для растений) соли – это сульфаты, хлориды, карбонаты и гидрокарбонаты кальция, магния и натрия. Исключение составляют CaSO₄, CaCO₃, Ca(HCO₃)₂, поскольку эти соли практически нерастворимы в воде и не поглощаются растениями. Другие, растворимые, поглощаются вместе с водным раствором и вызывают у растений нарушение обмена веществ, угнетение, а в высоких концентрациях – гибель.

Механический состав – это соотношение во фракции мелкозема (все частицы размером менее 1 мм ) физического песка (частицы от 1мм до 0,01мм) и физической глины (частицы менее 0,01 мм). Указанные фракции имеют различные физические свойства, поэтому их соотношение является весьма важным для характеристики водопроницаемости, водоудерживающей способности, высоты капиллярного поднятия, липкости, усадки, набухания и т.д. породы. Сумма частиц физического песка и физической глины в мелкоземе – 100%, поэтому по процентному содержанию одной из фракций можно судить о содержании другой.

По этим параметрам породы подразделяются на следующие категории:

а) Полностью пригодные. В этих породах все перечисленные показатели лежат в оптимальном для растений интервале:

значение рН от 5,5 до 8,2;

содержание фитотоксичных солей не более 0,2%;

содержание физической глины 10% до

75% (суглинки и супеси).

В группе полностью пригодных пород выделяют две подгруппы: плодородные (содержат гумус и по существу являются почвами) и потенциально-плодородные, не содержащие гумуса, но способные быстро накапливать его в силу оптимальных физико-химических свойств.

б) Малопригодные (условно пригодные). Показатели этих пород выходят за пределы оптимальных, но экстремальных для растений значений не достигают. Если хотя бы один параметр имеет указанные значения, то порода относится к малопригодным (какими бы оптимальными ни были остальные показатели). Различают такие группы малопригодных пород:

Малопригодные по значению рН. Это кислые (рН 3,5 – 5,5) и щелочные (рН 8,2 – 9,0) породы.

Малопригодные по содержанию фитотоксичных солей. В этих породах от 0,2 до 0,8 % фитотоксичных солей.

Малопригодные по механическому составу. Это пески (содержание физической глины менее 10%) и глины (содержание физической глины более 75%).

Породы этой категории могут использоваться при рекультивации, как условно пригодные. Условия в данном случае – повышение или снижение уровня рН, использование солеустойчивых видов растений при озеленении, внесение удобрений, добавление пород другого механического состава и т.п.

в) Непригодные. Значения основных параметров достигают экстремальных для растений значений и ведут к их гибели. При экстремальном значении хотя бы одного параметра другие показатели утрачивают значение.

Экстремальными являются значения рН менее 3,5 и более 9,0.

Экстремальным является содержание фитотоксичных солей, превышающее 0,8%.

Экстремальным является полное отсутствие мелкозема, т.е. фракций менее 1 мм.

Физико-химические показатели разных пород в условиях отвала тоже различны. Эти породы зачастую сваливаются бессистемно, затем уплотняются и остаются наедине с ветром, осадками, температурой воздуха и гравитацией. Поэтому мелкозем из верхних слоев пород быстро исчезает – вымывается и выдувается, а химические показатели становятся крайне нестабильными.

Растворимые соли пород при осадках (особенно тихих продолжительных дождях) вмываются в толщу отвала, и верхние горизонты значительно опресняются. По прекращении осадков накопившиеся в толще растворимые соли начинают вместе с водой подниматься по капиллярам к поверхности. Вода испаряется, а соли постепенно накапливаются на поверхности. Иногда количество солей может быть настолько высоким, что на поверхности образуются кристаллы наподобие инея. При наступлении дождливой погоды все повторяется. Это называется миграцией солей и должно обязательно учитываться при озеленении отвалов.