Изобретение относится к области экологического мониторинга и может быть использовано для диагностики состояния нарушенных земель в районах освоения газовых и нефтяных месторождений Крайнего Севера после проведения их рекультивации.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является методика оценки целесообразности и эффективности рекультивации загрязненных мазутом почв по биологическим показателям, которая заключается в сравнении интегральных показателей биологического состояния почвы (ИПБС) для загрязненной и незагрязненной почв, а также почвы до и после рекультивации. В упомянутой методике отбирали пробы незагрязненной (фоновой) и загрязненной мазутом почвы. В обоих образцах почвы определяли четыре биологических показателя: активность катал азы и дегидрогеназы, обилие бактерий p. Azotobacter и всхожесть редиса. На их основе рассчитывали ИПБС почвы. Для этого значение каждого из четырех показателей в незагрязненной почве принимали за 100%, а значения в загрязненной почве выражали в процентах от 100. Затем определяли среднее значение четырех показателей в загрязненной почве. Полученное значение ИПБС было выражено в процентах к фону (к 100%) (см. журнал «Инженерный вестник Дона», №3, 2013, авторы Колесников С.И. и др., Издательство: Северо-Кавказский научный центр высшей школы федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования Южный федеральный университет (Ростов-на-Дону).

Недостатком указанного выше технического решения является то, что при проведении оценки рекультивации используют только биологические показатели, что не дает объективной картины о состоянии почвы и не позволяет произвести достаточно точную и достоверную оценку загрязнения почв после проведения рекультивации.

Задачей заявленного изобретения является создание способа, позволяющего осуществить комплексную оценку проведения рекультивации.

Техническим результатом заявленного способа контроля проведения рекультивации на участках нарушенных земель является повышение точности и достоверности оценки загрязнения почв после проведения рекультивации, за счет проведения комплексных исследований почв с определением химического состава почв и геоботанических, экологических и биологических показателей.

Технический результат достигается тем, что в способе контроля проведения рекультивации на участках нарушенных земель, в котором на рекультивированном участке и незагрязненном фоновом участке производят отбор проб почвы и проводят химический анализ отобранных проб с определением в них следующих химических показателей: кислотность, содержание химических веществ, а именно: нитратов, бенз(а)пирена, кобальта, свинца, цинка, меди, никеля, хрома трехвалентного, мышьяка, марганца, ванадия, фтора, кадмия, хлорида калия, сурьмы, ртути, фосфора, азота общего и нефтепродуктов и суммарный показатель химического загрязнения почвы, при этом химические показатели ранжируют по пятибалльной шкале, где 5 баллов - очень низкое значение показателя, ниже значения его предельно допустимой концентрации (ПДК), 4 балла - низкое значение показателя, превышает фоновое, но ниже ПДК, 3 балла - среднее значение показателя равное ПДК, 2 балла - высокое значение показателя, которое превышает ПДК по общесанитарному и миграционному показателю, но ниже допустимого уровня по транслокационному показателю, а 1 балл - очень высокое значение показателя, превышающее ПДК по общесанитарному, миграционному и транслокационному показателям, далее производят определение суммарной оценки химических показателей C_x путем сложения баллов всех химических показателей между собой, причем при упомянутом сложении удваивают значение балла суммарного показателя химического загрязнения почвы, также на рекультивированном участке и незагрязненном фоновом участке проводят геоботанические исследования путем определения следующих геоботанических показателей: проективное покрытие растений, средняя высота растительных побегов, суммарная доля жизнеспособных растений из числа всех видов, суммарная биомасса растений, прирост растительной биомассы по сравнению с предыдущем годом, ежегодный прирост растительности в процентах от биомассы, процент полностью восстановленных земель от общей площади рекультивированного участка, при этом геоботанические показатели ранжируются по пятибалльной шкале, где 5 баллов - очень высокое значение показателя, соответствующее значению показателя на фоновом участке или выше его, 4 балла - высокое значение показателя, ниже чем на фоновом участке, но биологическая продуктивность - в допустимых пределах, 3 балла - среднее значение показателя, при котором биологическая продуктивность больше естественной, биомасса начинает снижаться, 2 балла - низкое значение показателя, сохраняется естественный характер экосистемы, биомасса снижена, биологическая продуктивность резко повышена, 1 балл - очень низкое значение показателя, при котором биомасса стремится к нулю, определяют с учетом упомянутых геоботанических показателей прогнозируемый период полного восстановления растительного покрова на рекультивируемом участке П_в (год), который определяется как отношение разности целевой биомассы на рекультивируемом участке А'_в (кг/га) и текущей биомассы на рекультивируемом участке А_в (кг/га) к периоду восстановления биомассы на рекультивируемом участке Р_в (кг/га×год) и ранжируется также по пятибалльной шкале, где 5 баллов - очень низкое значение, при восстановлении менее чем за 2 года, 4 балла - низкое значение, при восстановлении за 2-2,9 лет, 3 балла, среднее значение при восстановлении за 3- 3,9 лет, 2 балла - высокое значение, при восстановлении за 4-5,9 лет, а 1 балл - очень высокое значение, при восстановлении растительного покрова более чем за 6 лет, после чего рассчитывают суммарную балльную оценку состояния биомассы и биологической продуктивности экосистемы С_г путем сложения баллов всех геоботанических показателей между собой и с удвоенным баллом прогнозируемого периода полного восстановления растительного покрова на нарушенных и загрязненных землях, далее на рекультивированном участке и незагрязненном фоновом участке проводят экологические исследования с определением следующих экологических показателей: глубина преобразования многолетнемерзлых пород (м), динамика деградации (преобразования) многолетнемерзлых пород (%/год), процент пораженности участков водно-эрозионными процессами (%), процент территории участка, подверженного подтоплению (%), процент пораженности участка термокарстовыми процессами (%), суммарный процент территории, подверженной развитию опасных природных процессов и явлений (к общей площади) (%) и общая динамика территории, подверженной развитию опасных природных процессов и явлений (к общей площади) (%/год), экологические показатели, ранжируют по пятибалльной шкале, в которой 5 баллов - очень низкое значение показателя, при котором процент территории, подверженной влиянию опасных природных процессов стремится к нулю, 4 балла - низкое значение показателя, при котором практически отсутствуют опасные природные процессы на основной территории, 3 балла - среднее значение показателя, при котором наблюдается незначительная активность проявления опасных природных процессов на небольшой части территории, 2 балла - высокое значение показателя, при котором наблюдается повышенная активность проявления опасных природных процессов на значительной части территории, 1 балл - очень высокое значение показателя, при котором наблюдается высокая активность опасных природных процессов практически на всей территории, определяют коэффициент экологической устойчивости экосистемы как соотношение суммарной площади территории, не подверженной влиянию опасных природных процессов к суммарной площади территории подверженной влиянию опасных природных процессов воздействия, который ранжируется при значении менее 0,5 - 1 балл очень низкий показатель, при значении 0,5-0,9 - 2 балла (низкий показатель), при значении 1-2,9 - 3 балла (средний показатель), при значении 3-4,9 - 4 балла (высокий показатель), при значении более 5-5 баллов (очень высокий показатель), после чего определяют суммарную балльную оценку экологического состояния участка рекультивации С_э путем сложения суммы баллов всех экологических показателей между собой с удвоенным баллом коэффициента экологической устойчивости экосистемы участка, также на рекультивированном участке и незагрязненном фоновом участке проводят биологические исследования с определением биологических показателей, при этом определяют первую группу биологических показателей: восстановление численности мелких млекопитающих и почвенных микроорганизмов, динамика восстановления численности мелких млекопитающих и почвенных микроорганизмов, которые ранжируется по пятибалльной шкале, где: 5 баллов - очень высокое значение показателя, соответствующее значению показателя на фоновом участке или выше его, 4 балла - высокое значение показателя, ниже, чем на фоновом участке, но биологическая продуктивность - в допустимых пределах, 3 балла - среднее значение показателя, при котором биологическая продуктивность больше естественной, биомасса начинает снижаться, 2 балла - низкое значение показателя, сохраняется естественный характер экосистемы, биомасса снижена, биологическая продуктивность резко повышена, 1 балл - очень низкое значение показателя, при котором биомасса стремится к нулю и вторую группу биологических показателей: прогнозируемый период полного восстановления численности мелких млекопитающих, прогнозируемый период полного восстановления численности почвенных микроорганизмов и прогнозируемый период полного восстановления биоценоза на рекультивируемом участке, которые ранжируется по такой же пятибалльной шкале как и первая группа, но минимальный 1 балл присваивается очень высокому значению показателя, соответствующему значению показателя на фоновом участке или выше его, а максимальные 5 баллов - очень низкому значению показателя, при котором биомасса стремится к нулю, после чего рассчитывают суммарную балльную оценку экологического состояния участка рекультивации С_б путем сложения баллов всех биологических показателей между собой, причем при упомянутом сложении удваивают значение балла прогнозируемого периода полного восстановления биоценоза на рекультивируемом участке, далее определяют интегральную оценку восстановления рекультивированного участка С_и по формуле: , по значению С_и определяют состояние рекультивированного участка по отношению к фоновому участку, при этом если значение С_и <99, то констатируют очень низкий результат рекультивации, при значении С_и от 100 до 149 низкий результат рекультивации, при значении С_и от 150 до 199 средний результат рекультивации, при зачении С_и от 200 до 249 высокий результат рекультивации и при значении С_и > 250 очень высокий результат рекультивации.

Формула изобретения

Способ контроля проведения рекультивации на участках нарушенных земель, в котором на рекультивированном участке и незагрязненном фоновом участке производят отбор проб почвы и проводят химический анализ отобранных проб с определением в них следующих химических показателей: кислотность, содержание химических веществ, а именно: нитратов, бенз(а)пирена, кобальта, свинца, цинка, меди, никеля, хрома трехвалентного, мышьяка, марганца, ванадия, фтора, кадмия, хлорида калия, сурьмы, ртути, фосфора, азота общего и нефтепродуктов и суммарный показатель химического загрязнения почвы, при этом химические показатели ранжируют по пятибалльной шкале, где 5 баллов - очень низкое значение показателя, ниже значения его предельно допустимой концентрации (ПДК), 4 балла - низкое значение показателя, превышает фоновое, но ниже ПДК, 3 балла - среднее значение показателя, равное ПДК, 2 балла - высокое значение показателя, которое превышает ПДК по общесанитарному и миграционному показателю, но ниже допустимого уровня по транслокационному показателю, а 1 балл - очень высокое значение показателя, превышающее ПДК по общесанитарному, миграционному и транслокационному показателям, далее производят определение суммарной оценки химических показателей С_х путем сложения баллов всех химических показателей между собой, причем при упомянутом сложении удваивают значение балла суммарного показателя химического загрязнения почвы, также на рекультивированном участке и незагрязненном фоновом участке проводят геоботанические исследования путем определения следующих геоботанических показателей: проективное покрытие растений, средняя высота растительных побегов, суммарная доля жизнеспособных растений из числа всех видов, суммарная биомасса растений, прирост растительной биомассы по сравнению с предыдущим годом, ежегодный прирост растительности в процентах от биомассы, процент полностью восстановленных земель от общей площади рекультивированного участка, при этом геоботанические показатели ранжируются по пятибалльной шкале, где 5 баллов - очень высокое значение показателя, соответствующее значению показателя на фоновом участке или выше его, 4 балла - высокое значение показателя, ниже, чем на фоновом участке, но биологическая продуктивность - в допустимых пределах, 3 балла - среднее значение показателя, при котором биологическая продуктивность больше естественной, биомасса начинает снижаться, 2 балла - низкое значение показателя, сохраняется естественный характер экосистемы, биомасса снижена, биологическая продуктивность резко повышена, 1 балл - очень низкое значение показателя, при котором биомасса стремится к нулю, определяют с учетом упомянутых геоботанических показателей прогнозируемый период полного восстановления растительного покрова на рекультивируемом участке П_в (год), который определяется как отношение разности целевой биомассы на рекультивируемом участке А'_в (кг/га) и текущей биомассы на рекультивируемом участке А_в (кг/га) к периоду восстановления биомассы на рекультивируемом участке Р_в (кг/га×год) и ранжируется также по пятибалльной шкале, где 5 баллов - очень низкое значение, при восстановлении менее чем за 2 года, 4 балла - низкое значение, при восстановлении за 2-2,9 лет, 3 балла - среднее значение при восстановлении за 3- 3,9 лет, 2 балла - высокое значение, при восстановлении за 4-5,9 лет, а 1 балл - очень высокое значение, при восстановлении растительного покрова более чем за 6 лет, после чего рассчитывают суммарную балльную оценку состояния биомассы и биологической продуктивности экосистемы С_г путем сложения баллов всех геоботанических показателей между собой и с удвоенным баллом прогнозируемого периода полного восстановления растительного покрова на нарушенных и загрязненных землях, далее на рекультивированном участке и незагрязненном фоновом участке проводят экологические исследования с определением следующих экологических показателей: глубина преобразования многолетнемерзлых пород (м), динамика деградации (преобразования) многолетнемерзлых пород (%/год), процент пораженности участков водно-эрозионными процессами (%), процент территории участка, подверженного подтоплению (%), процент пораженности участка термокарстовыми процессами (%), суммарный процент территории, подверженной развитию опасных природных процессов и явлений (к общей площади) (%), и общая динамика территории, подверженной развитию опасных природных процессов и явлений (к общей площади) (%/год), экологические показатели ранжируют по пятибалльной шкале, в которой 5 баллов - очень низкое значение показателя, при котором процент территории, подверженной влиянию опасных природных процессов, стремится к нулю, 4 балла - низкое значение показателя, при котором практически отсутствуют опасные природные процессы на основной территории, 3 балла - среднее значение показателя, при котором наблюдается незначительная активность проявления опасных природных процессов на небольшой части территории, 2 балла - высокое значение показателя, при котором наблюдается повышенная активность проявления опасных природных процессов на значительной части территории, 1 балл - очень высокое значение показателя, при котором наблюдается высокая активность опасных природных процессов практически на всей территории, определяют коэффициент экологической устойчивости экосистемы как соотношение суммарной площади территории, не подверженной влиянию опасных природных процессов, к суммарной площади территории, подверженной влиянию опасных природных процессов воздействия, который ранжируется при значении менее 0,5 - 1 балл - очень низкий показатель, при значении 0,5-0,9 - 2 балла (низкий показатель), при значении 1-2,9 - 3 балла (средний показатель), при значении 3-4,9 - 4 балла (высокий показатель), при значении более 5 - 5 баллов (очень высокий показатель), после чего определяют суммарную балльную оценку экологического состояния участка рекультивации С_э путем сложения суммы баллов всех экологических показателей между собой с удвоенным баллом коэффициента экологической устойчивости экосистемы участка, также на рекультивированном участке и незагрязненном фоновом участке проводят биологические исследования с определением биологических показателей, при этом определяют первую группу биологических показателей: восстановление численности мелких млекопитающих и почвенных микроорганизмов, динамика восстановления численности мелких млекопитающих и почвенных микроорганизмов, которые ранжируются по пятибалльной шкале, где: 5 баллов - очень высокое значение показателя, соответствующее значению показателя на фоновом участке или выше его, 4 балла - высокое значение показателя, ниже, чем на фоновом участке, но биологическая продуктивность - в допустимых пределах, 3 балла - среднее значение показателя, при котором биологическая продуктивность больше естественной, биомасса начинает снижаться, 2 балла - низкое значение показателя, сохраняется естественный характер экосистемы, биомасса снижена, биологическая продуктивность резко повышена, 1 балл - очень низкое значение показателя, при котором биомасса стремится к нулю, и вторую группу биологических показателей: прогнозируемый период полного восстановления численности мелких млекопитающих, прогнозируемый период полного восстановления численности почвенных микроорганизмов и прогнозируемый период полного восстановления биоценоза на рекультивируемом участке, которые ранжируются по такой же пятибалльной шкале, как и первая группа, но минимальный 1 балл присваивается очень высокому значению показателя, соответствующему значению показателя на фоновом участке или выше его, а максимальные 5 баллов - очень низкому значению показателя, при котором биомасса стремится к нулю, после чего рассчитывают суммарную балльную оценку экологического состояния участка рекультивации С_б путем сложения баллов всех биологических показателей между собой, причем при упомянутом сложении удваивают значение балла прогнозируемого периода полного восстановления биоценоза на рекультивируемом участке, далее определяют интегральную оценку восстановления рекультивированного участка С_и по формуле: , по значению С_и определяют состояние рекультивированного участка по отношению к фоновому участку, при этом если значение С_и <99, то констатируют очень низкий результат рекультивации, при значении С_и от 100 до 149 - низкий результат рекультивации, при значении С_и от 150 до 199 - средний результат рекультивации, при значении С_и от 200 до 249 - высокий результат рекультивации и при значении С_и > 250 - очень высокий результат рекультивации.