Техники на рекултивация при нарушени терени

Мини, промишлени зони и депа за отпадъци – най-забележителното лице на деградираните антропогенни ландшафти. Има ги навсякъде по света, във всяка страна. Под тях са затрупани милиони хектари плодородни земи. Естественият облик на земята е изменен до неузнаваемост. На места се е стигнало до „лунен пейзаж”. Какво става обаче, когато експлоатационният срок на мината, депото или завода приключи? Възстановяването е дълъг и сложен процес. То включва разнообразни техники на рекултивация, които връщат обекта във възможно най-близка до природната му форма, при което може да се използва за отдих, спорт, туризъм, аграрни или лесовъдни цели.

Рекултивацията е техногенен комплексен подход към устойчиво управление на нарушени терени, получени вследствие на природни или антропогенни дейности. Днес всеки проект за добив на полезни изкопаеми, за промишлено производство или площадка за депониране на различни отпадъчни продукти включва като задължителна част от жизнения цикъл на обекта конкретен план с визия за рекултивацията след приключване на дейността. Това се отнася за всички обекти, които с дейността си нарушават структурата, състава и плодородието на земята под и около тях.

Според нормативната рамка рекултивацията на нарушени терени обхваща комплекс от инженерни, мелиоративни, селскостопански, горскостопански и други дейности, изпълнението на които води до възстановяване на нарушените терени и до подобряване на ландшафта. С рекултивацията се възстановява годността на земята за земеделско или горскостопанско ползване, а при невъзможност се създава друг вид ползване, като се оформя подходящ ландшафт.

Подходящи материали за създаване на горния пласт при рекултивация на нарушени терени са: хумусният пласт; подхумусният хоризонт от почвения профил, съдържащ малки количества хумус и обитаем от микроорганизми; по-дълбоките пластове, които след обработка са годни за развитие на растителност: нетоксични глини и пясъци, льос, льосовидна глина, глинест льос, изветрели и полуизветрели скали.

Кои земи се нуждаят от рекултивация?
На рекултивация подлежат всички рудници, кариери, техногенни и други земи с нарушен почвен профил, промишлени зони, сгуроотвали, хвостохранилища, сметища и други депа за отпадъци, стари корита на реки, трасета на изоставени канали, пътища, железопътни линии и строителни площадки, след демонтаж на инженерните съоръжения. Рекултивацията се извършва въз основа на предварително изготвен, съгласуван и одобрен проект, който е неразделна част от проекта за изграждането на обекта.

За да се определи най-целесъобразният начин за възстановяване на деградирали терени, трябва да се установи характерът на нарушаването. В зависимост от това те се делят на три основни групи – физически нарушени, химически замърсени и междинна категория, обединяваща предходните две. В тези групи влизат разнородни обекти, получени в резултат на разнообразни индустриални процеси – табани от насипани промишлени отпадъци, кариери и насипища от открит добив, пропадания от подземен добив, сгуроотвали (пепелни насипища край топлоелектроцентрали), депа за отпадъци, земи, замърсени с различни вредни субстанции и други.

Дейности с хумусния пласт
Строителство на сгради и съоръжения, както и разкриване на рудници и кариери върху земеделска земя от първа до шеста категория се извършват само след отнемане на хумусния пласт. Хумусният пласт се отнема от цялата площадка (терен, трасе) на обекта с изключение на площите, предвидени за озеленяване. Той не се отнема, когато мощността му е до 10см и/или съдържанието на хумус е под 1,0%, и/или е средно до силно каменист. Хумусният пласт се използва за рекултивация на нарушени терени, а при липса на такива - за подобряване на слабопродуктивни земи. Отнетият хумусен пласт от земи, предвидени за рудници и кариери, се използва за рекултивация на същите площи по време или след приключване на експлоатацията, както и за рекултивация на други нарушени терени. Отнетият хумусен пласт при прокарване на подземни тръбопроводи се използва за рекултивация на изкопите след засипването им.

Минималната дебелина на разстлания хумусен пласт върху рекултивирани нарушени терени, предназначени за земеделско ползване, е не по-малко от 30-35см след слягането. При подготовка на откоси за залесяване или за затревяване може да се разстила хумусен пласт с дебелина не по-малко от 15см след слягането. При терени с наклон над 3° се предвиждат противоерозионни мероприятия. Не се допуска разстилане на хумусен пласт върху засолени почви и токсични земни пластове. Когато хумусният пласт не може да бъде оползотворен непосредствено след отнемането му, той се съхранява на хумусни депа. Не се допуска унищожаване или замърсяване на хумусния пласт.

Техническа рекултивация
При техническата рекултивация се извършват почистване и подготовка на терена; изземване и транспортиране на земни маси по тяхното предназначение; подравняване и оформяне на терена в окончателния му вид, добавяне на подобрители, изземване, транспортиране и разстилане на хумусния пласт; изграждане на временни и постоянни пътища, изграждане на противоерозионни и хидромелиоративни съоръжения; оформяне на водните площи.

Техническата рекултивация на терена след подземен добив включва изрязване на конусовидните части на насипите, за да се получи ландшафт, който е близък до естествения релеф. След добив на въглища трябва да се предотврати горенето. Ако насипите са малки, те се разрохкват, за да приключи по-бързи горенето. Ако са големи, се прекратява достъпа на кислород чрез насипване на пласт почва. След открит добив трябва да се достигнат нормални градуси на наклоните – височината към основата трябва да е 1:3 или 1:2.5.

Биологична рекултивация
След техническата следва биологична рекултивация. Когато теренът се рекултивира за земеделско ползване, се предвижда комплекс от агротехнически, агрохимически, технологични и мелиоративни мероприятия за възстановяване на продуктивността на рекултивираните площи за 5-годишен период след изпълнение на техническата рекултивация. Ако теренът се рекултивира за горскостопанско ползване, се извършват лесотехнически, агрохимически, технологични и мелиоративни мероприятия за създаване на горски насаждения от дървесна и храстова растителност през първите 3 години след изпълнението на техническата рекултивация и залесяването.

Най-ефективно е залесяването и затревяването да се извършват едновременно. Тревата спира изпарението, намалява развитието на плевелите и забавя ерозията. Дърветата също действат противоерозионно и създават екологосъобразен микроклимат. Тук е важно да се прецени правилната гъстота на залесяване. По-голямата гъстота предопределя по-бърз противоерозионен ефект, но и по-бързо изчерпване на хранителните вещества и водата, което може да доведе до съхнене. Ако пък гъстотата не е достатъчна, може да се изгуби противоерозионния ефект. Тревните видове са най-често бобови (например лупина), с цел по-бързо образуване на азот в почвата. Използват се и бобово-житни смеси (фий/овес), тъй като житните растения задържат по-добре почвения слой. Възможно е включване на райграс, люцерна, детелина, комунига и други видове, издръжливи при конкретните условия.

Биоремедиация на замърсени терени
Техниките, при които се използва естествената способност на растенията и почвените миркоорганизми да редуцират, отстраняват и трансформират (т.е. биодеградират) токсичните субстанции в почвата в нетоксични или по-малко токсични се нарича биоремедиация. Използват се няколко вида техники на биоремедиация – с типични месни видове, с адаптирани, селектирани или генно модифицирани щамове, ex-situ и in-situ. Те трябва да са конкурентоспособни с флората на замърсения район и не трябва да са патогенни.

Ex-situ и in-situ техниките се различават по мястото на протичане на процесите. Ex-situ методите изискват изнасяне на замърсената почва, преди да бъде пречистена. При in-situ техниките третирането е на мястото на обекта, без необходимост от изнасяне на почвата. Вторият вариант е по-евтин и може да обхване по-голям обем почви. Но пък първият метод дава по-бързи резултати, по-висока степен на пречистване, по-лесно се контролира и третира по-широк кръг замърсители. В глинести почви и при дълбоки почвени слоеве, където кислородът не може да се разпредели равномерно in-situ биоремедиациата не е достатъчно ефективна и изисква години за постигане целите на пречистването в зависимост от специфичните замърсители. Чрез биоремедиация обикновено се пречистват почви, замърсени с тежки метали, нефтопродукти и други въглеводородни замърсители.

Безхумусна рекултивация
През последните години се забелязва тревожна тенденция към отрицателен баланс на хумуса при рекултивация. Това означава хиляди хектари нарушени земи да бъдат лишени от конвенционалните процеси на възстановяване, които изискват използване на хумусен пласт. Така в рекултивацията се разви нов подход – безхумусен. Такъв пример може да се даде и от ситуацията в България. Във връзка с недостига на хумусен почвен слой за възстановяване плодородието на нарушените терени в района на Марица-Изток се налага да се разработят технологии за безхумусна рекултивация. Наши специалисти вече са предложили такива техники с използване на селскостопански и промишлени отпадъци. В резултат на множество вегетационни и полски експерименти е разработена и технология за безхумусна рекултивация чрез използване на смеси от утайки от пречиствателни станции за отпадни води. При тези методи се влагат елементи с микробиологична дейност, която да продуцира почвено органично вещество и почвен хумус, чрез адекватна и активна човешка намеса.