СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ЗЕМЕЛЬ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЕПРОДУКТАМИ Российский патент 1997 года по МПК A01B79/00 C09K17/00 

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к биологической рекультивации песчаных земель, загрязненных нефтепродуктами, и может быть использовано в нефтяной промышленности и сельском хозяйстве.

Известен способ биологической рекультивации земель в степной и лесостепной зонах, РД 39-30-925-83. Министерство нефтяной промышленности, ВНИИСПТнефть. Методические указания по биологической рекультивации земель, нарушенных при сборе, подготовке и транспортировке нефти, 1984. Утвержден приказом Министерства нефтяной промышленности от 17.11.83 N 616 на срок до 1.01.89. Способ включает химическую мелиорацию почв, агротехнические указания по сохранению влаги в почве, внесение органических и минеральных удобрений, посев многолетних трав с нормами высева семян. Однако данный способ рекомендуется для степной и сухостепной зон на преобладающих темно-каштановых, каштановых и лугово-каштановых почвах и не сможет очистить песчаные почвы от нефти. Кроме того, известный способ не имеет четкой последовательной технологии выполнения работ во времени в зависимости от периода года и степени загрязненности.

Наиболее близким техническим решением является способ биологической рекультивации песчаных земель, загрязненных нефтепродуктами, включающий обработку земли [1]
Недостатки данного способа аналогичны предыдущему.

Технической задачей изобретения является рассолонцевание и рассоление загрязненных земель с вытеснением из корнеобитаемого слоя почвогрунтов избытка солей и закрепление подвижных песков на нефтепромыслах.

Достигается это тем, что рекультивацию осуществляют поэтапно в течение трех лет и в первый год перед обработкой земли вносят химмелиоранты, а обработку земли проводят путем вспашки на глубину 25-27 см, на второй год проводят посадку кустарников и полукустарников, на третий год также высаживают кустарники и полукустарники и высевают травы. А также тем, что перед внесением химмелиорантов осуществляют нанесение на поверхность земли сорбентов, после нанесения сорбентов осуществляют рыхление на глубину 0,5-0,7 м и затем промывку дождеванием.

Данный способ осуществляется следующим образом. Непосредственно после загрязнения нефтепродуктами основная масса солей, содержащихся в нефтепромысловых пластовых водах, скапливается в верхнем горизонте 0-50 см. Происходит возникновение техногенных солончаков и солончаковых земель. Основное вредное воздействие нефтепромысловых пластовых вод происходит из-за замещения в составе почвенно-поглощающего комплекса ценного в агробиологическом отношении кальция избыточным количеством натрия. После ликвидации аварийного разлива нефтепромысловых пластовых вод устанавливают границы и степень загрязнения песчаных земель. В зависимости от этого применяют определенную технологическую последовательность операций, вид и последовательность агроприемов в определенные этапы биологической рекультивации песчаных земель.

При загрязнении нефтепромысловыми пластовыми водами песчаных земель в слабой степени 3 л/м² в первый год производят внесение химмелиорантов при начале проведения технологических операций весной, летом, осенью сразу после загрязнения земель и в апреле при начале работ зимой, вспашку проводят на глубину 25-27 см после внесения химмелиорантов на глубину 25-27 см с целью сохранения и накопления влаги, в связи с концентрацией солей в основном до глубины 27 см, вспашка на глубину меньше 25 см не будет формировать оптимальный нисходящий водно-солевой поток, выносящий легкорастворимые соли из корнеобитаемого слоя, а вспашка на глубину более 27 см не будет обеспечивать оптимальное сохранение и накопление влаги, после вспашки осуществляют снегозадержание. Агротехнические мероприятия на первом году биологической рекультивации приводят к освобождению загрязненных земель от основной массы солей. Их концентрации падают в 7-8 раз в верхнем горизонте (0-50 см) и в 3-5 раз в нижерасположенных (50-100 см; 100-150 см). На этом этапе происходит интенсивное рассоление освобождение солей по всему почвенному профилю и формирование слабозасоленных (остаточнозасоленных) разностей почв. Содержание натрия в поглощающем комплексе снижается до 15-18% На втором году биологической рекультивации песчаных земель в деструктивных областях посадку осуществляют только стандартными сеянцами кустарников и полукустарников ранней весной, в марте апреле, осенью в ноябре и ранней весной следующего года досаживают неприжившиеся сеянцы. Пескоукрепительные насаждения, составляющие противоэрозионную основу территории, закладывают ориентированными перпендикулярно направлению эрозионных ветров, ширина междурядий 6-8 м, рассмотрение между сеянцами 1,5 м.

В деструктивно-аккумулятивных областях с учетом лесомелиоративных категорий и типов пастбищ насаждения кустарников и полукустарников закладывают путем посадки сеянцев и черенковых саженцев ранней весной, в марте-апреле, осенью в ноябре и ранней весной следующего года досаживают неприжившиеся растения. Насаждения закладывают рядами, ориентированными перпендикулярно направлению эрозионно-опасных ветров. Ширина междурядий 4-6 м, расстояние между растениями в ряду 1-1,5 м.

В аккумулятивных областях с учетом лесомелиоративных категорий и типов пастбищ посадку осуществляют черенковыми саженцами путем глубокой посадки ранней весной, в марте апреле, осенью в ноябре и ранней весной следующего года досаживают неприжившиеся растения. Насаждения закладывают рядами, ориентированными перпендикулярно направлению эрозионно-опасных ветров. Ширина междурядий 4-6 м, расстояние между растениями в ряду 1-1,5 м.

Стабилизация песка достигается обычно при наличии к концу первой вегетации кустарника не менее 1 тыс/га живых кустов.

В третий календарный год биологической рекультивации песчаных земель ранней весной, в марте апреле, во всех эколого-морфологических областях производят досадку неприжившихся кустарников и полукустарников с учетом различных лесомелиоративных категорий и типов пастбищ. Параллельно с досадкой кустарников и полукустарников в их междурядья для формирования продуктивных лесопастбищ производят посев ценных кормовых трав, например житняк сибирский, прутняк, пырей сизый, донник и другие. В междурядьях кустарников почву готовят вспашкой лент шириной 3 м на глубину 27-30 см и дискованием. Чистые культуры кормовых трав следует чередовать между собой. Семена высевают зерно-травяными сеялками. Глубина заделки семян 1-2 см, норма высева злаков 15-20 кг/га, прутняка 8-10 кг/га, кияка 5-6 кг/га, остальных культивируемых видов 8-12 кг/га. Во второй год осуществляют посадку кустарников и полукустарников для очистки земель и закрепления подвижных песков типа джузгун безлистный, терескен серый, изень песчаный, тамарикс ветвистый, лох узколистный, полынь черная, лебеда серая и другие. На втором году биологической рекультивации остаточные концентрации солей не препятствуют началу закрепления подвижных песков солеустойчивыми представителями растительного покрова. В результате агротехнических и фитомелиоративных мероприятий создается геохимическая обстановка, при которой воздействие рекультивационных мероприятий приводит к вытеснению натрия из поглощающего комплекса, его содержание снижается до 5-7% Выращивание солеустойчивых кустарников с развитой корневой системой способствует оструктуриванию почвогрунтов, что создает определенные условия для микробиологической деятельности и биологической активности. В третий год осуществляют посадку кустарников и полукустарников для очистки земель и закрепления подвижных песков типа джузгун безлистный, терескен серый, тамарикс ветвистый и посев таких трав, как житняк сибирский, кияк, прутняк, пырей сизый, волоснец ситниковый, донник и другие для восстановления пастбищ.

После третьего года биологической рекультивации происходит практически полное вытеснение избытка солей из корнеобитаемого слоя почвогрунтов. Нормализуются микробиологические процессы, восстанавливается естественная реакция почвенных растворов. Подвижные печки очагов дефляций в достаточной степени закреплены солеустойчивыми растениями-фитомелиорантами.

Для биологической рекультивации песчаных земель, загрязненных нефтепромысловыми пластовыми водами в средней степени 15 л/м², в первый год осуществляют обработку земель сорбентами, после обработки земель сорбентами вносят химмелиоранты, если работы начинаются весной, летом и осенью; и в апреле, если работы начинаются зимой, после внесения химмелиорантов осуществляют вспашку на глубину 25-27 см. Вспашка на глубину меньше 25 см и больше 27 см не обеспечит оптимальный задел химмелиорантов в почвогрунты для снижения их осолонцевания. Во второй год в марте-апреле и ноябре осуществляют посадку кустарников и полукустарников типа джузгун безлистный, терескен серый, изень песчаный, тамарикс ветвистый, лох узколистный и другие для очистки земель и закрепления подвижных песков. В третий год осуществляют посадку кустарников и полукустарников в марте-апреле и ноябре для очистки земель и закрепления подвижных песков типа джузгун безлистный, терескен серый, тамарикс ветвистый и другие и посев трав типа житняк сибирский, прутняк, пырей сизый, донник.

Для биологической рекультивации песчаных земель, загрязненных нефтепромысловыми пластовыми водами в сильной степени 30 л/м², в первый год осуществляют обработку земель сорбентами с последующим рыхлением на глубину 0,5-0,7 м. Глубокое рыхление на глубину менее 0,5 м и более 0,7 м не будет формировать оптимальный нисходящий водно-солевой поток, выносящий легкорастворимые соли из корнеобитаемого слоя. После рыхления осуществляют промывку дождеванием 1000 м³/га. Специальная промывка пресной водой проводится с целью более быстрого освобождения земель от избыточных солей. После промывки вносят химмелиоранты в виде гипсов, фосфогипсов и др. Это обеспечивает снижение щелочной реакции земель, что создает в почвах благоприятный водный, воздушный, тепловой и пищевой режимы.

Перед разбрасыванием химических мелиорантов поле подготавливают (выравнивают промоины, развальные борозды и т.д.). Наибольший эффект достигается при внесении гипса осенью под зяблевую вспашку. В этом случае за счет осенне-весенних осадков гипс успевает полностью раствориться и заметно рассолонцевать почву уже к весне следующего года. После внесения химмелиорантов осуществляют вспашку на глубину 25-27 см.

Во второй год в апреле-марте и ноябре осуществляют посадку кустарников и полукустарников типа джузгун безлистный, терескен серый, изень песчаный, тамарикс ветвистый, лох узколистный и др. для очистки земель и закрепления подвижных песков.

В третий год осуществляют посадку кустарников и полукустарников в марте-апреле и ноябре для очистки земель и закрепления подвижных песков типа джузгун безлистный, терескен серый, тамарикс ветвистый и другие и посев трав типа житняк сибирский, прутняк, пырей сизый, донник.

Данный способ биологической рекультивации песчаных земель, загрязненных нефтепромысловыми пластовыми водами в различной степени способствует рассолонцеванию и рассолению загрязненных земель с вытеснением из почвенно-поглощающего комплекса обменного натрия с заменой его на кальций, обеспечивает по сравнению с известным полный цикл очистки загрязненных нефтепромысловыми пластовыми водами песчаных земель, восстановление плодородия, делает очистку более эффективной и надежной. С геоботанической точки зрения формирование травостоя и рост ценных кормовых растений происходит нормально, содержание в их биомассе 3,4-бензпирена не превышает ПДК. Подвижные пески очагов дефляции в достаточной степени закреплены растения-фитомелиорантами.

На закрепленных кустарниками, полукустарниками и ценными кормовыми травами подвижных песках нефтепромыслов поселение естественной травянистой растительности начинается через 2-3 года после стабилизации основной массы песчаного субстрата. В золовой песчано-пылевой полосе под кустарниками и полукустарниками содержатся семена трав, создаются благоприятные условия для появления всходов и жизни растений. В покрове в первые годы преобладают овес песчаный, качим, скерда, желтушник, дурнишники колючий и обыкновенный, вейник наземный, а в последующие годы эфемеры и эфемероиды.

Таким образом, период биологической рекультивации песчаных земель пластовыми водами составляет три года, однако эксплуатация лесопастбищ после этого периода не допускается, так как полный период формирования лесопастбищ на подвижных песках от посадки кустарников и полукустарников до начала регулируемого выпаса скота в деструктивных областях очагов опустынивания занимает 4-5 лет, в деструктивно-аккумулятивных 5-7 лет, в аккумулятивных - 8-10 лет. На основании вышеизложенного использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными полный цикл очистки загрязненных пластовыми водами песчаных земель, закрепление подвижных песков и восстановление на них лесомелиоративных пастбищ, оптимально подобранным сочетанием агротехнических и фитомелиоративных мероприятий.

Использование: в охране окружающей среды, в частности в биологической рекультивации песчаных земель, в различной степени загрязненных нефтепромысловыми пластовыми водами, и может быть использовано в нефтяной промышленности и сельском хозяйстве. Сущность изобретения: технической задачей предлагаемого изобретения является рассолонцевание и рассоление загрязненных земель с вытеснением из корнеобитаемого слоя почвогрунтов избытка солей и закрепление подвижных песков на нефтепромыслах. Поставленная задача решается за счет того, что в способе биологической рекультивации загрязненных земель, включающем поэтапную, в течение трех лет, агротехническую и фитомелиоративную очистку земель, в зависимости от степени загрязненности нефтепромысловыми пластовыми водами, в течение каждого года проводят ряд соответствующих каждому году технологических операций, включающих различные агротехнические и фитомелиоративные мероприятия в определенной последовательности. 2 з.п.ф-лы.

1. Способ биологической рекультивации песчаных земель, загрязненных нефтепродуктами, включающий обработку земли, отличающийся тем, что рекультивацию осуществляют поэтапно в течение 3 лет и в первый год перед обработкой земли вносят химмелиоранты, а обработку земли проводят путем вспашки на глубину 25 27 см, на второй год проводят посадку кустарников и полукустарников, на третий год также высаживают кустарники и полукустарники и высевают травы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед внесением химмелиорантов осуществляют нанесение на поверхность земли сорбентов. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что после нанесения сорбентов осуществляют рыхление на глубину 0,5 0,7 м и затем промывку дождеванием.