Главная страница
Сведения об авторах

ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ОБУСТРОЙСТВА ПОЛИГОНОВ

Месяц С. П., Петряшева Е. М., Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Мурманская обл., Россия

В настоящее время объем извлекаемого и перерабатываемого сырья в мире составляет около 100 млрд т в год. Значительная его часть в условиях неполного использования попадает в отвалы отходов горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, так называемые хвостохранилища. Количество неутилизированных отходов только в России превышает 80 млрд т.
В основном отвалы отходов обогащения представляют собой пылевато-песчаный материал, который даже при незначительных скоростях ветра переносится на большие расстояния. Вынос песка с поверхности хвостохранилищ в значительной степени зависит от его влажности, определяемой количеством и продолжительностью атмосферных осадков, временем высыхания поверхностного слоя, которое, в свою очередь, зависит от испаряемости, обусловленной естественным теплоэнергетическим балансом территории. Хвостохранилища занимают достаточно большие площади, в результате ветровой эрозии их воздействие на природную среду значительно увеличивается.
Наиболее экологически приемлемым способом борьбы с ветровой и водной эрозией техногенных полигонов и восстановления экосистемных функций территории является создание почвенно-растительного покрова. Однако его самозарастание идет крайне медленно или не происходит вообще.
В Горном институте Кольского научного центра РАН разработана технология восстановления нарушенных земель без нанесения плодородного слоя посевом трав под полимерным покрытием.
Полимерное покрытие «Биорекулат» является экологически чистым, не вызывает вторичного загрязнения, с течением времени подвергается биоразложению, образуется при обработке поверхности хвостохранилища водной полимерной эмульсией. Полимерное покрытие сразу после образования прекращает ветровую и водную эрозии и, кроме того, обеспечивает стабилизацию температурного режима и повышение водоудерживающей способности субстрата. Это создает благоприятные условия для вегетации растений, способствует прохождению всех фаз их роста и развития, образованию мощной корневой системы. Таким образом, полимерное покрытие интенсифицирует средообразующую роль растений при биологической организации минерального субстрата в почве, обеспечивая быстрое образование устойчивой дернины.
Для создания устойчивой дернины на минеральном субстрате без нанесения плодородного слоя большое значение имеет подбор трав, районированных к тем климатическим условиям, где будут проводиться работы. При необходимости можно совместно с травами высевать и семена деревьев. Кроме того, необходимо внесение стартовых минеральных удобрений для нормального роста и развития растений, особенно в первый год, так как в основном субстраты хвостохранилищ бедны доступными для растений элементами питания.
Полимерное покрытие имеет длительный срок эксплуатации, поэтому повторного закрепления ранее обработанные площади не требуют, что существенно удешевляет технологию. Кроме того, создание дернины без нанесения плодородного слоя на порядок уменьшает производственные расходы в результате исключения трудоемких и дорогостоящих работ по землеванию.
Изучение и анализ мировой практики восстановления нарушенных земель, опыта реализации разработанной в Горном институте КНЦ РАН технологии восстановления нарушенных земель без нанесения плодородного слоя под полимерным покрытием в разных климатических зонах и на различных субстратах, результатов мониторинга восстанавливаемых земель, а также изучения основ самоорганизуемой природы почв позволили определить методологический подход к восстановлению экосистемных функций территории, заключающийся в повышении ее биопродуктивного уровня.
В рамках методологического подхода разработан алгоритм оптимизации биопродукционного процесса, предусматривающий подавление эрозионных процессов, улучшение гидротермического режима, повышение биохимической активности субстрата, снижение техногенной нагрузки и обязательное прохождение фитомелиоративного этапа (рис. 1). Каждая отдельная позиция алгоритма оптимизации продукционного процесса в настоящее время имеет достаточно много решений.

Рис. 1. Алгоритм оптимизации продукционного процесса

С целью обоснованного выбора технологий восстановления нарушенных земель Кольского горнопромышленного комплекса созданы базы данных (БД):
— состояние техногенных полигонов Кольского ГПК;
— технологии восстановления нарушенных земель в рамках обозначенной методологии, реализованные на конкретных объектах;
— мониторинг восстанавливаемых техногенных полигонов.
Создана также электронная карта Кольского полуострова, представляющая собой комбинацию географических, тематических слоев и слоев с информацией о геотехнических объектах.
Выбор оптимальной технологии восстановления нарушенных земель интересующего объекта осуществляется на основе анализа содержимого первых двух баз данных в области их пересечения и является функцией базы знаний информационной системы «Эковыбор», обеспечивающей взаимосвязь информационных блоков и управление ими. Структура системы «Эковыбор» такова (рис. 2):
• Электронная карта содержит оцифрованные изображения Кольского полуострова, земельных и горных отводов предприятий горнопромышленного комплекса, включая карьеры, отвалы отходов обогащения и вскрышных пород. Создание и редактирование карты осуществляется средствами программы ArcMap системы ArcGis.
• Модуль управления картой служит для просмотра и манипулирования картой, идентификации изображенных на ней объектов и вывода их характеристик на экран монитора.
• База геоданных является информационной составляющей системы «Эковыбор» и содержит всю необходимую информацию о представленных на карте объектах. Для создания и редактирования ее структуры используется программа ArcCatalog системы ArcGis.
• База знаний включает в себя два компонента: набор правил и механизм вывода.
Для добавления новых правил и редактирования имеющихся в модуле управления базой знаний разработан специальный режим эксперта, позволяющий вносить изменения в базу знаний.
• Модуль управления базами данных, работающий в режиме эксперта, служит для использования, просмотра и редактирования любой базы данных в формате Microsoft Access (БД технологий восстановления нарушенных земель, БД состояния нарушенных земель), а также таблиц базы геоданных.

Рис. 2. Структура информационной системы «Эковыбор»

Информационная система работает с картографическими данными, что позволяет одновременно просматривать объекты восстановления на карте, атрибутивные табличные данные характеристик объектов, хранящихся в базе геоданных и таблицах БД состояния нарушенных земель, и выбранные технологии восстановления нарушенных земель. Рабочий фрагмент системы «Эковыбор» показан на рис. 3.

Рис. 3. Фрагмент работы системы «Эковыбор»

Использование данной информационной системы позволит наиболее быстро и правильно выбирать технологии для восстановления нарушенных земель с учетом их специфики: наличия эрозии, засоленности, присутствия в субстрате тяжелых металлов, нефтепродуктов и пр.

INFORMATION SUPPORT FOR SELECTING A SUITABLE LANDFILL RESTORATION OPTION

Mesyats S. P., Petryasheva E. M., Mining Institute, Kola Science Centre, Russian Academy of Sciences, Apatity, Murmansk Oblast, Russia

The paper describes a newly developed information system designed to support the process of selecting a suitable technology for the restoration of mining waste disposal sites.

Главная страница

Сведения об авторах

Месяц Светлана Петровна, зав. лабораторией, Горный институт Кольского научного центра РАН, ул. Ферсмана, 24, Апатиты, Мурманская обл., 184209, Россия. Тел.: (81555) 6-13-23, 7-96-42, факс (81555) 7-46-25. E-mail
Петряшева Екатерина Михайловна, программист, Горный институт Кольского научного центра РАН, ул. Ферсмана, 24, Апатиты, Мурманская обл., 184209, Россия. Тел. (81555) 7-96-42, факс (81555) 7-46-25

© Независимое агентство экологической информации

Последние изменения внесены 10.07.07