Проблемы рекультивации нарушенных земель

И. А. Ганиева, проректор по научной работе КГСХИ

Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт осуществляет образовательную и научную деятельность в области сельского хозяйства и природообустройства. В вузе осуществляется подготовка студентов по специальности «Природоохранное обустройство территорий». На сегодняшний момент это 84 студента, которые после завершения учебы (а первый выпуск состоится уже в 2013 году) могут работать в сфере рекультивации нарушенных земель, экологии, мониторинга и ликвидации загрязнений окружающей среды.

Первым значительным успехом в области экологических исследований было получение коллективом ученых вуза в 2007 году грантовой поддержки Российского фонда фундаментальных исследований по теме «Изучение специфики процессов почвообразования в техногенных ландшафтах Кузбасса для построения множественной регрессионной модели». Эта работа была выполнена в полном объеме и завершилась в 2009 году.

Далее более подробно расскажем о результатах крупного многолетнего научного проекта, завершенного в нашем вузе в 2011 году.

Тема научно-исследовательской работы «Разработка комплекса технологий рекультивации техногенно нарушенных земель, позволяющих оперативно сочетать инновационные методы, средства рекультивации, способы ускорения почвообразовательного процесса, дифференцированные по почвенно-климатическим, экологическим особенностям нарушенных территорий». Финансирование работы осуществлялось Министерством образования и науки Российской Федерации по результатам выигранного конкурса.

Главным исполнителем работы был Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт, соисполнителем выступил Институт экологии человека Кемеровского научного центра СО РАН.

Особенностью работы было то, что проект выполнялся под руководством приглашенного зарубежного исследователя, нашей соотечественницы Елены Хожиной, сотрудника Университета Манитобы (Канада, город Виннипег).

Цель выполнения НИР заключалась в разработке комплекса технологий рекультивации техногенно нарушенных земель, позволяющих оперативно сочетать инновационные методы, средства рекультивации, способы ускорения почвообразовательного процесса, дифференцированные по почвенно-климатическим, экологическим особенностям нарушенных территорий, а также обеспечение развития устойчивого и эффективного взаимодействия с российскими учеными, работающими за рубежом, закрепление их в российской науке и образовании, использование их опыта, навыков и знаний для развития отечественной системы науки, образования и высоких технологий.

Исполнителями работы являлись молодые ученые — сотрудники проблемной научно-исследовательской лаборатории рекультивации нарушенных земель нашего вуза, аспиранты и студенты отряда рекультиваторов «Росток».

Исследования велись на 5 опытных площадках угольных разрезов в Киселевском, Кемеровском, Беловском, Гурьевском и Ленинск-Кузнецком районах нашей области.

Выполненная работа включала в себя:

- определение методов, средств, объектов проведения научно-исследовательской работы и планируемых результатов;

- натурный выбор объектов исследования;

- проведение патентных исследований по теме;

- проведение полевых исследований и экспериментов по разработке комплекса технологий рекультивации техногенно нарушенных земель;

- проведение лабораторных аналитических и конструкторских работ (анализ почвенных проб, растений, собранных с объектов исследований);

- изготовление макета мотобура для рекультивации;

- проведение научных семинаров по промежуточным результатам работы;

- обработка результатов научных исследований с использованием методов математического моделирования;

- разработка новых технологий рекультивации;

- разработка программы внедрения результатов исследований в образовательный процесс.

В результате выполнения работы были получены следующие результаты:

1. Был сформирован научный коллектив ученых с участием российского ученого, работающего в Канаде.

2. Были разработаны новые технологии рекультивации нарушенных земель (на одну из них был получен патент), которые позволили значительно улучшить качество рекультивационных работ – в 2 раза снизились трудозатраты по биологической рекультивации отвалов, в 1,8 раза увеличилась приживаемость саженцев за счет использования катализаторов роста и развития растений (на одной из опытных площадок в конце проекта появились пчелы!), повысилась производительность труда на 20%, за счет уменьшения объема ремонтных работ на рекультивированных территориях.

Ученые нашего вуза разрабатывают эффективную технологию рекультивации нарушенных земель, особенностью которой является внесение высокомолекулярных полиакриламидных флокулянтов в почвенные субстраты, что позволяет структурировать эти субстраты, оптимизировать воздушный и водный режим, создать более благоприятную среду для развития микроорганизмов.

Совместно с учеными Томска, Новосибирска и Канады проводятся исследования нарушенных земель Кузбасса с целью разработки технологий рекультивации, позволяющих ускорить почвообразовательные процессы за счет внесения торфяных мелиорантов.

Ученые и студенты Кемеровского ГСХИ ведут практическую и научно-исследовательскую работу по восстановлению нарушенных земель на угольных предприятиях Кемеровской области. Договора о долгосрочном сотрудничестве подписаны с предприятиями ООО «Участок «Коксовый» и ОАО «СУЭК-Кузбасс».

За 6 лет существования лаборатории рекультивации восстановлено и возвращено в землепользование более 200 га нарушенных земель по всей области.

Ежегодно в вузе проводятся семинары, круглые столы, конференции по проблемам восстановления нарушенных земель и экологической ситуации в Кузбассе.

Около шести лет назад в нашем вузе организован студенческий отряд «Росток». Студенты, бойцы отряда «Росток», принимают активное участие во Всероссийских и международных конференциях, например, «Разработка комплекса технологий рекультивации техногенно нарушенных земель» (Кемерово, 2011 г.), «Наука и молодежь: новые идеи и решения» (Волгоград, 2011 г.), «Аграрная наука – основа инновационного развития АПК» (Курган, 2011 г.) и др. Материалы исследований, в которых участвовали студенты, нередко становятся основой для их дипломных работ.

Бойцы отряда «Росток» принимают активное участие в общем движении студенческих отрядов учебных заведений Кузбасса, имеют ряд наград, а именно: благодарственное письмо «За развитие движения студенческих отрядов Кемеровской области», диплом за II место в номинации «Благоустройство и озеленение территорий» (Всероссийский конкурс специализированных студенческих отрядов высших учебных заведений Минсельхоза Росии), медали «За веру и добро» и др.

3. Результаты проекта были опубликованы в 14 научных статьях (в том числе 2 — в Канаде), были подготовлены методические рекомендации по ведению рекультивационных работ. Например, «Исследование породного отвала разреза ООО «Участок «Коксовый» г. Киселевска для разработки технологии рекультивации» (Всероссийская конференция, г. Кемерово, 2011 г.); «Повышение эффективности биологической рекультивации нарушенных земель за счет внесения раствора азотного удобрения, образующегося при переработке полимерной упаковки из-под аммиачной селитры (Всероссийская конференция, г. Кемерово, 2011 г.); «Влияние температуры и содержания нитратного азота на плодородие почв» (Международная конференция, г. Курган, 2011 г.); «Мониторинг качества рекультивированных земель Кемеровской области» (Международная конференция, г. Волгоград, 2011 г.); «Разработка эффективной технологии рекультивации техногенно нарушенных земель Кемеровской области» (Международная конференция, г. Екатеринбург, 2012 г.) и другие.

4. Изготовлен опытный образец мотобура для рекультивации.

В конструкторском бюро инженерного факультета Кемеровского ГСХИ изготовлен макет мотобура для бурения лунок при посадке саженцев с мочковатой корневой системой, который позволит с высоким качеством и производительностью выполнять технологическую операцию формирования необходимых по форме и плотности посадочных лунок.

Получено Уведомление Роспатента о положительном результате формальной экспертизы заявки о выдаче патента Российской Федерации на изобретение, получен отчет об информационном поиске для проверки патентоспособности заявленного изобретения.

5. Поданы заявки на получение патентов.

6. Результаты проекта демонстрировались на выставках «Золотая осень» в Москве (получена золотая медаль), «Агросиб-2010», «Агросиб-2011» в Кемерове (получены золотые медали и дипломы).

7. Исполнители проекта участвовали в многочисленных научных конкурсах и стали их победителями.

Например, заведующая ПНИЛ рекультивации нарушенных земель, к.х.н., доцент М. А. Яковченко дважды в 2007 и в 2012 годах выиграла грант губернатора Кемеровской области на проведение фундаментальных и прикладных исследований по приоритетным направлениям социально-экономического развития Кемеровской области, награждена медалью «За веру и добро», нагрудным знаком «За развитие движения студенческих отрядов»; научный сотрудник ПНИЛ рекультивации нарушенных земель, к.с.-х.н., доцент М. С. Дремова награждена медалью «За веру и добро», а также имеется ряд других достижений и наград.

Результаты проекта активно применяются в образовательном процессе для обучения студентов дисциплинам «Почвоведение», «Охрана окружающей среды», «Экотоксикология», «Мелиорация, рекультивация и охрана земель».

В 2011 году сотрудниками лаборатории опубликованы Методические рекомендации по подбору культур и проведению биологической рекультивации на отвалах вскрышных пород угольных предприятий [для специальности: 280402.65 «Природоохранное обустройство территорий»] / сост. М.С. Дрёмова, М.А. Яковченко; Кемеровский ГСХИ. – Кемерово : ИИО Кемеровского ГСХИ, 2011. – 31 с.

Настоящие рекомендации дают представление о направлениях биологической рекультивации земель, методах и методиках непосредственного проведения полевых работ, в них представлен перечень пород деревьев и видов трав, перспективных для рекультивации в агроклиматических условиях Кемеровской области. Методическое пособие используется в учебном процессе при изучении студентами-«природоохранниками» дисциплины «Рекультивация и мелиорация», а также могут быть полезны предприятиям, самостоятельно восстанавливающим нарушенные территории.

Сотрудниками отдела инновационных технологий совместно с учеными кафедры химии и ПНИЛ рекультивации нарушенных земель ведется активная работа с применением ГИС-технологий для создания многослойной электронной экологической карты Кемеровской области и электронного справочника методов и методик индикации и нейтрализации загрязнений окружающей среды. Эти разработки станут источником ценной информации для широкого круга пользователей: студентов, преподавателей; специалистов различного профиля.

Ученые Кемеровского ГСХИ с 2011 года начали сотрудничество с ООО «Полимер-Вектор», которое занимается переработкой полимерной упаковки из-под аммиачной селитры, используемой горнодобывающими предприятиями. Инновационное предприятие ООО «Полимер-Вектор», нашло оригинальное решение проблемы утилизации значительных объемов полимерной упаковки из-под аммиачной селитры. Объем этих отходов, перерабатываемых предприятием, составляет более тысячи тонн ежегодно! Совместно с нашими учеными начата работа над решением проблемы утилизации концентрированного раствора аммиачной селитры, образующегося в качестве побочного продукта при переработке полимерной упаковки.

Целью проекта, который разработали наши ученые, является повышение эффективности биологической рекультивации нарушенных земель за счет внесения в почвенный субстрат раствора азотного удобрения, образующегося в качестве побочного продукта в ООО «Полимер-Вектор». Ни для кого не является секретом, что одним из лимитирующих факторов при биологической рекультивации является острый дефицит элементов питания для растений. Объемы раствора азотного удобрения, предлагаемого ООО «Полимер-Вектор», позволят, придерживаясь рекомендованных норм внесения и не повышая существенно стоимость работ по биологической рекультивации, повысить ее эффективность на площади более 100 га ежегодно, а предприятию это позволит выйти на полностью безотходную технологию производства.

В регионе с высокой концентрацией промышленных предприятий, а Кемеровская область, безусловно, входит в число таких регионов, немало острых экологических проблем, которые требуют неотложного решения. Накопленный научный потенциал и активная гражданская позиция коллектива Кемеровского государственного сельскохозяйственного института позволяют успешно отвечать вызовам времени и плодотворно работать на благо Кузбасса и России.









   
Индекс цитирования