Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ ПОД ДРЕВЕСНО-КУСТАРНИКОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ, ПОРАЖЕННОЙ ЛЕСНЫМИ ПОЖАРАМИ

Изобретение относится к экологии; оно представляет собой способ рекультивации земель под древесно-кустарниковой растительностью, пораженной лесными пожарами, на основе использования осадков сточных вод (ОСВ). Изобретение может быть использовано в лесном хозяйстве. Известно, что в результате жизнедеятельности городского населения в РФ ежегодно образуется 3,5 млн. т сухого вещества осадков сточных вод, первоначально концентрирующихся на канализационных очистных сооружениях (Ресурсы органических удобрений в сельском хозяйстве России. Владимир: РАСХН, 2006. С. 127.). Однако дальнейшая экологическая утилизация осадков сточных вод представляет трудно разрешимую проблему, которая осуществляется разными способами, в том числе для удобрения сельскохозяйственных полей. В США и странах Европы утилизируется около 35% образующихся ежегодно осадков сточных вод для удобрения зерновых, кормовых, технических, древесных и других культур. В РФ для удобрения используется менее 5% осадков, образуемых в год на очистных сооружениях городов и крупных населенных пунктов. Остальные 93-95% осадков концентрируются на специальных иловых площадках и полях фильтрации, частично размещаются во временных буртохранилищах или просто вывозятся на рельеф (С.В. Беляева и др. Организация работ по использованию осадков сточных вод в качестве удобрения // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. №12. Ч. 1. С. 30-33). Все вышеупомянутые способы утилизации ОСВ, кроме использования их на удобрение согласно разработанным регламентам, связаны с загрязнением как мест их размещения, так и окружающей среды вследствие распространения с поверхностными и внутрипочвенными водами.

Вместе с тем, проблема экологически безопасной утилизации осадков сточных вод, не используемых до сих пор на удобрение, может быть частично решена применением их в лесном хозяйстве РФ. Известно, что в России ежегодно поражаются пожарами огромные площади лесов, особенно в Сибири и на Дальнем Востоке. О возможности успешной рекультивации земель под лесо-кустарниковой растительностью, пораженной лесными пожарами, свидетельствует история земледелия. Как известно, на лесных и кустарниковых территориях Европы, Азии, Африки, Центральной и Южной Америки в свое время земледельцы использовали подсечно-огневую систему земледелия. Эта система объединяла определенную цепь технологических процессов: выбор лесного участка, подсечка древесно-кустарниковой растительности, ее высушивание и сжигание, перемешивание золы с почвой с последующим ее рыхлением различными способами и посевом сельскохозяйственных культур (И.А. Крупенников. История почвоведения. М.: Наука, 1981. С. 14). В настоящее время лесные пожары являются крайне негативным явлением из-за экологических и экономических последствий. В связи с их распространением на больших территориях, особенно в Сибири и на Дальнем Востоке, разрабатываются правительственные меры по восстановлению утраченных из-за пожаров лесных угодий путем их рекультивации, в частности за счет высадки древесных саженцев, выращенных в лесных питомниках.

Известны различные способы рекультивации пораженных по разной причине земель путем внесения тех или иных бытовых отходов. Так, например, для рекультивации отвалов угольных шахт, характеризующихся недостатками питательных веществ и низкой биологической активностью, предлагалось вносить отходы - иловый осадок очистных сооружений. (Некрасова А.Е. Рекультивация нарушенных земель на примере породного отвала обогатительной фабрики шахты «Капитальная» Кемеровской области // Науки о Земле: вчера, сегодня, завтра: материалы II Междунар. науч. конф. (г. Москва, июнь 2016 г. ). - М.: Буки-Веди, 2016.

Недостатком этого способа является то, что такое применение осадка на период рекультивации ухудшает экологическую ситуацию. Способ также является довольно затратным ввиду включения таких операций, как разработка илового осадка объемом 1110 м³ с погрузкой в транспортные средства, его перевозку в столь же значительных количествах автомобилями, нанесение гидросмеси и проч. Авторы этого способа признают, что он является очень сложным и дорогостоящим процессом.

Существует способ рекультивации нарушенных земель, включающий внесение на поверхность почвы шлама - отхода содового завода, с дальнейшей вспашкой и дополнительного внесения активного ила очистных сооружений химического завода с последующим посевом семян растений (патент RU №2336684). Способ этот является весьма трудоемким и недостаточно экологичным, так как в фитомассе растений, выращенной в опытах, проведенных авторами изобретения, обнаружено превышение МДУ ряда микроэлементов (Cr, Ti, V, Sr).

Известен также способ рекультивации нарушенных земель путем использования техногенного грунта, полученного путем термической обработки отходов (патент RU №2520146). Способ включает много операций и требует наличия дорогостоящего оборудования.

Целью предлагаемого изобретения является определение нетрудоемкого способа рекультивации земель, подвергшимся лесным пожарам, путем внесения экологически безопасных отходов.

В связи с этим нами предлагается способ рекультивации земель под лесо-кустарниковой растительностью, подвергшихся лесным пожарам, который заключается в применении на лесных участках осадков сточных вод, отвечающих требованиям экологической безопасности. На таких участках выгорает, как правило, лесная подстилка и в значительной мере - древесно-кустарниковая растительность. Естественное или искусственное восстановление древостоя на пораженных пожарами территориях требует длительного времени и может быть ускорено применением осадков сточных вод (ОСВ) в качестве органо-минерального удобрения. Принципиальная возможность использования предложенного нами способа рекультивации земель под лесо-кустарниковой растительностью, пораженной пожарами, основана на том, что в ОСВ, образуемых на очистных сооружениях, содержатся макро- и микроэлементы, являющиеся ценными питательными веществами для автотрофных растений (многолетних и однолетних трав, деревьев, кустарников). В частности, в ОСВ Курьяновской станции аэрации г. Москвы содержались, по данным ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, как макроэлементы (на сухое вещество): 1,5-2,5% общего азота, 3,5-5% фосфора (P₂O₅), 0,2-0,3% калия (K₂O), так и многие микроэлементы: 400-500 мг/кг меди, 300-1000 мг/кг марганца, 1600-1800 мг/кг цинка и др. Также обладают полезными для растений свойствами осадки сточных вод городов Санкт-Петербурга, Новосибирска, Барнаула, других городов и населенных пунктов. По результатам исследований ВНИИ агрохимии имени Д.Н. Прянишникова, применение осадков естественной влажности, соответствующих требованиям ГОСТ Р 54534-2001 в дозах 50-150 т/га под сельскохозяйственные культуры повышало их продуктивность до 32%, а также значительно улучшало плодородие почвы без отрицательного влияния на ее агроэкологические показатели по содержанию тяжелых металлов (Стратегия использования осадков сточных вод и компостов на их основе в агрикультуре / Под ред. Н.З. Милащенко / ВИУА им. Д.Н. Прянишникова. М.: Агроконсалт, 2002. С. 67). Таким образом, предлагаемый способ предполагает решение двух задач: рекультивацию земель под лесо-кустарниковой растительностью, подвергшихся лесным пожарам, и экологическую утилизацию осадков сточных вод.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение условий окружающей среды и восстановление продуктивности нарушенных земель.

Предложенный новый способ рекультивации земель осуществляют следующим образом: обезвоженные до 20-50% влажности осадки сточных вод с мест хранения доставляются на участки, пораженные лесными пожарами, механизированным способом, а затем распределяются по площади участков разбрасывателями органических удобрений в дозах 7-10 т/га сухого вещества в соответствии с требованиям СанПиН 2.1.7.573-96. Далее осуществляется заделка ОСВ дисковыми боронами. Эффект от применения ОСВ на таких участках может проявляться в течение данного года или через год в появлении травянистой, а в дальнейшем древесно-кустарниковой растительности. При возможности эти участки осваиваются принятыми в лесоводстве методами, в том числе высадкой саженцев, выращенных в соответствующих лесопитомниках. Предлагаемый способ отличается также высокой экологичностью, ввиду строгого соответствия нормам СанПин.

Итак, предлагается следующий способ рекультивации земель под древесно-кустарниковой растительностью, пораженной лесными пожарами, включающий применение бытовых и/или промышленных отходов и отличающийся тем, что в качестве таковых используют обезвоженные до 20-50% влажности осадки сточных вод, соответствующие нормам экологической безопасности и биологическим особенностям растений, в дозах 7-10 т/га сухого вещества, при этом осадки сточных вод доставляют механизированным способом на участки, пораженные пожарами, а затем распределяют по площади участков разбрас ы вате л ям и органических удобрений и далее заделывают дисковыми боронами, с последующим восстановлением древесно-кустарниковой растительности естественным или агротехническим путем.