Способ защиты склоновых земель от природных и техногенных катастроф

Способ защиты склоновых земель от природных и техногенных катастроф

Реферат

Изобретение относится к геоэкологии и может найти применение при снижении стрессовых природных и техногенных факторов окружающей среды.

Известен способ, при котором в почву вносят сорбирующие вещества, снижающие радионуклиды (патент №2033647 от 20.04.1996 г., МПК G21F 9/34) агроприем.

Однако известный способ сложный, поскольку осуществляют отбор для конкретной местности, внесение сорбентов или химических веществ, переводящие радионуклиды в ионообменную форму с одновременным удалением растительной биомассы, причем осуществляют этот прием многократно.

Известен также способ, когда проводят оценку экологического состояния почв путем отбора проб и оценки их по состоянию микрофлоры, зараженной тяжелыми металлами и нефтью (патент № 2501009 от 10.12 2013 г., МПК G01N 33/24).

В известном способе проводят значительное количество наблюдений и осуществляют мониторинг загрязненного участка. Однако данные технического решения не предусматривают защиту участков от неблагоприятных факторов.

Аналогичный способ по радиационному мониторингу проводят и в техническом решении патента №2154937 от 27.08.2000 г., МПК A01G 23/00, G01N 33/00.

Проводимые наблюдения в известных решениях констатируют только факт загрязнения окружающей среды, не предусматривая защитные элементы исследуемых территорий.

Ряд работ, посвященных очистке от радионуклидов и стрессовых факторов, предлагают подсев трав и их удаление из радиационной зоны (патент №1804280, МПК А01В 79/02) путем создания дренажной сети и внутрипочвенных увлажнителей, двууглекислым натрием (патент №2498432 от 18.06/.2012 г., МПК G21F 9/34), формированием кулис в борьбе с эрозией почв (патент №2443093 от 14.04.2010 г., МПК А01В 13/16).

Для защиты склоновых земель и их укрепления от эрозии предлагается посев семян древесных растений ивы.

Однако известные технические решения сложные и слабо защищают участки от природных и техногенных катастроф.

Наиболее близким техническим решением является способ, в котором для мелиорации почв формируют траншеи, заполняя их раствором глины (патент №2253225, опубл. 10.06.2005 г., МПК A01G 25/00, А01В 79/02).

Однако способ-прототип имеет ряд недостатков:

- закладываемые в траншеи глины покрывают гумусовым слоем или крупнозернистым песком;

- траншеи формируют вертикальные, а в них образуют щелевидные траншеи глубиной ниже меженного уровня грунтовых вод;

- в зависимости от особенностей почвенного покрова траншеи образуют на глубину от 10-15 см до 2-3 м и 8-10 м.

Указанные элементы способа направлены на сохранение влаги в почве. Между траншеями высаживают деревья, кустарники и травы.

Самым главным недостатком известного способа является отсутствие защиты земель от техногенных и природных катастроф, особенно на склоновых землях при наличии ветровой и водной эрозий.

Технический результат - экологическая защита склоновых земель от природных и техногенных катастроф.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что для защиты территории каждые 10-12 м поперек склона формируют траншеи глубиной 60-70 см и шириной 50-60 см, дно которых заполняют смесью цеолитсодержащих глин и барита, а между траншеями высаживают хвойные и листопадные деревья, причем вдоль нижней кромки траншеи по склону высевают многолетние травы, используя их в качестве биоиндикаторов при оценке и контроле участка, а после обнаружения загрязненности тяжелыми металлами и радионуклидами, проводят скашивание надземной биомассы, сгребая их в траншеи для полной нейтрализации.

Способ осуществляется следующим образом.

Для предотвращения водной и ветровой эрозий (природные катастрофы) образованные траншеи располагают поперек склона на расстоянии 10-12 м. На таких участках размещают сосны, имеющие мощную корневую систему (5-6 м в радиусе и 10 м в глубину). Чередуя сосну обыкновенную (Pinus sylvestris) и липу мелколистную (Tilia cordata), имеющую глубину корней до 15 м и разветвление в радиусе 6 м, можно снизить амплитуду землетрясения на 1-2 балла (природная катастрофа). Кроме того, листопадное дерево за счет опавших листьев обогащает почву органическими веществами. Одновременно оба вида деревьев являются биоиндикаторами по оценке окружающей среды.

Размещенная смесь местных цеолитсодержащих глин ирлит 7 и аланит, обладающих высокими сорбционными свойствами пролонгирующего действия, позволяет снизить загрязненность почв склоновых земель. Наличие крупных месторождений горных регионов дают возможность использовать для полной рекультивации нарушенных земель. Благодаря удачному сочетанию физико-химических свойств используемых цеолитсодержащих глин (ирлит 7- ph - 3,0 и аланит - ph - 9,1) как низкозатратных сорбентов, можно снизить количество загрязненных веществ. Размещенный на поверхности глины барит обладает высокой радиационной защитой.

Параметры глубины и ширины траншеи обоснованы необходимостью заполнения их сорбирующими веществами и наполнением скошенной зеленой массы, подверженной накоплению токсических веществ.

Барит (тяжелый шпат) употребляется обычно в медицине и сельском хозяйстве для радиационной защиты. В предлагаемом способе барит утяжеляет глины, расположенные на дне траншеи, и является сорбирующим веществом. Заполнение траншей баритом на поверхности глин исключает попадание загрязнителей в атмосферу и позволяет локализовать их на склоновых участках (техногенная катастрофа).

Посев семян бобовых трав - биоиндикаторов размещают на нижней кромке траншеи, поскольку верхняя, за счет уклона местности, наличия водной и ветровой эрозии, может не сохранить высеянные и проросшие растения.

Бобовые травы (вязель пестрый, астрагал галеговидный, клевер сходный и другие с корнеотпрысковой системой) позволяют осуществить контроль на склоновых участках, расположенных вблизи горнодобывающей промышленности. При обнаружении в растениях-индикаторах радионуклидов и тяжелых металлов, превышающих допустимые пределы, их скашивают, сгребая в траншеи, наполненные сорбирующими элементами для минерализации и снижения токсичности участка.

Цеолитсодержащие глины в смеси с баритом обладают высокой поглотительной способностью, что ведет к связыванию загрязняющих веществ.

Пример. На склоновом участке горной зоны (уклон 10-12°) проводим нарезку щелей глубиной 60 см и шириной 60 см поперек склона. Между траншеями оставляли свободные участки шириной 10 м, куда высаживали деревья сосны и липы мелколепестной чередующими рядами. На дно траншеи вносили смесь двух видов глин (ирлит 7 с кислой реакцией среды pH 3,0 и аланит со щелочной реакцией pH 9,1) слоем 10-15 см. Сверху глин размещали барит слоем 10 см. Остальную часть траншеи (из 60 см) оставляли для трав, обладающих наличием канцерогенных веществ, которые скашивали, сгребая их на поверхность сорбирующих веществ траншеи. На нижней кромке нарезанных траншей высаживали многолетние бобовые травы с корнеотпрысковой системой для осуществления контроля загрязнения исследуемой территории (вязель пестрый, астрагал галеговидный, клевер сходный, клевер ползучий и др.).

Следовательно, предлагаемый способ позволяет защитить участок, расположенный вблизи горных разработок, от техногенных и природных катастроф.

Способ защиты склоновых земель от природных и техногенных катастроф, включающий формирование траншей, отличающийся тем, что нарезают траншеи каждые 10-12 м глубиной 60-70 см и шириной 50-60 см, дно которых заполняют смесью цеолитсодержащих глин и барита, а между траншеями высаживают хвойные и листопадные деревья, причем вдоль нижней кромки траншеи по склону высевают многолетние травы с высокой сорбционной способностью, используя их в качестве биоиндикаторов при оценке и контроле участка, а после обнаружения загрязненности тяжелыми металлами и радионуклидами проводят скашивание надземной биомассы, сгребая их в траншеи для полной нейтрализации.