Группы техногенных почв и почвоподобных тел

Напомним, что техногенные почвы образуются под влиянием промышленной деятельности человека. Для них характерно частичное или полное механическое нарушение профиля, нередко сопровождающееся химическим загрязнением.

Обобщение литературных данных (Трофимов и др., 1977; Етеревс- кая, 1989; Солнцева и др , 1990; Андроханов и др., 2000; Можарова и др., 2000) и собственные исследования авторов позволили выделить на территориях, находящихся в зоне влияния горных разработок, в пределах нефтегазоносных и угольных бассейнов четыре группы техногенно преобразованных почв. Они сочетаются с непочвенными образованиями - участками техногенных и природных грунтов.

Природные почвы с поверхностными

механическими трансформациями

Нарушения почвенного профиля проявляются в пределах верхней 5-50-сантиметровой толщи. Выбор этого слоя определяется следующими соображениями. Во-первых, при мощности техногенного слоя менее 5 см почвенные процессы и свойства природных почв практически не меняются. Следовательно, почвы с техногенным наносом тоньше 5 см рассматриваются как природные, хотя в морфологическое описание профиля обязательно включается характеристика техногенного наноса. Во- вторых, глубина нижней границы слоя нарушений в 50 см была выбрана потому, что любой профиль с перемешиванием собственных горизонтов и/или добавлением техногенного материала в пределах 50 см во многом сохраняет черты исходных почв. В профиле продолжают функционировать срединные и нижние горизонты, а верхние могут быть частично «разбавлены» техногенным материалом, близким по свойствам природному.

Верхние 50 см могут быть сформированы различными путями: перемешиванием техногенного материала с исходными генетическими горизонтами; аккумуляцией аэротехногенных и делювиальных техногенных наносов; отложением насыпных техногенных субстратов на срезанной или погребенной почве.

alt="" />Используя единый подход к разделению антропогенно-трансформированных почв по степени и глубине воздействия, такие почвы мы называем «техно-почвами», аналогично урбо-почвам и частично агро-почвам[XXXVII] (на уровне типов в отделах природных почв). Наиболее распространенные варианты строения профилей рассматриваемых почв представлены на рис. 6.4.

Горизонты естественных почв, залегаю-

щие под техногенно-измененными, служат основанием для определения исходной почвы. Например: техночернозем, техноподзолистая и т.д. Следуя принципам «Классификации почв России», в случаях перемешивания природных и техногенных субстратов и аккумуляции могут быть выделены сложные подтипы турбированных и/или стратифицированных типов техно-почв; при отложении техногенного наноса на срезанной почве полученное образование может классифицироваться среди абраземов, на погребенной - среди стратоземов.

Химически-преобразованные почвы

Группа объединяет почвы с загрязнением любыми химическими веществами (тяжелыми металлами, различными ядохимикатами, углеводородами, радионуклидами и пр.), степень которого оценивается как чрезвычайно опасная по принятым нормативам.

В группу входят почвы с сильным загрязнением, приводящим к появлению новых почв, отдельных горизонтов, развитию особых явлений и признаков. В то же время, выделяются почвы, загрязнение которых (радионуклидами, газами, тяжелыми металлами и пр.) не вызывает видимых морфологических изменений, но нарушает естественное функционирование почвы и представляет угрозу здоровью людей. Морфологический профиль в этих почвах полностью сохраняется.

В соответствии с общими принципами «Классификации почв России» и собственными представлениями, в пределах этой группы мы выделяем следующие почвы: химически загрязненные (квази)природные - почвы с естественным

профилем, но с высокими концентрациями загрязнителя, превышающими региональный фон. Степень загрязнения оценивается как «опасная» и выше, по принятым нормативам.

профиля в результате поступления веществ непосредственно на поверхность, либо с латеральными внутрипочвенными потоками, либо радиальными миграциями, как нисходящими, так и восходящими. Например, небольшие разливы товарной нефти при порывах трубопроводов, следы которой обнаруживаются в верхнем полуметре, приводят к образованию хемоагрочернозема на поле или хемотехночернозема в области механических нарушений (вблизи скважин). Почва с вторичным засолением при орошении формально также может быть отнесена к хемо-почвам, однако целесообразнее ограничить использование термина хемо-почва собственно техногенными территориями. В таком случае примером засоленной хемо-почвы может служить любая почва, содержащая соли из буровых растворов в части профиля.

• хемоземы - почвы или почвоподобные тела, загрязненные химическими соединениями, вызывающими видимые изменения во всем профиле, в первую очередь, появление новых горизонтов'. К изменениям относится пропитка техногенными кислыми или щелочными растворами, легкими фракциями нефти, внедрение в профиль битуминозных, угольных и других чуждых почве веществ. Трансформация профиля исходной почвы под воздействием химического загрязнения сопровождается значительными изменениями характера миграции веществ, состава почвенных мигрантов и ППК, процессов гумусообразования, состава почвенной биоты, вплоть до частичного или полного ее уничтожения.

При сильных и постоянных техногенных воздействиях трансформируется система горизонтов исходной почвы, появляются новые горизонты и признаки, не свойственные данному типу почвообразования. Варианты трансформации профилей весьма многообразны и определяются комбинациями техногенных факторов и исходных объектов. Среди новых горизонтов могут быть и чисто техногенные (слой сырой нефти, углистого мелкозема, шлаков и пр.). Их сочетания или модификации могут приводить к образованию другой почвы (вложенного профиля) в теле исходной, причем вновь сформированный профиль отчасти может быть подобен естественному, но характерному для иных природных условий. Ярким примером может быть обнаруженный Н.П. Солнцевой в нефтезагрязненных участках южной тайги Пермского Прикамья хемозем, названный ею «солонец битуминозный по дерново-подзолистой почве».

Название почв, относящихся к группе хемоземов, слагается из нескольких элементов, оказывается достаточно сложным и длинным и построенным по разным принципам. Его обязательными компонентами [XXXVIII]

6.2. Группы техногенных почв и почвоподобных тел должны быть названия исходной природной или техногенной почвы и вида загрязнения. При построении названий хемоземов могут быть полезны разработки А.Н. Геннадиева с соавт. (1992), в которых предлагаются названия техногенных почв, учитывающие факторы воздействия, остаточные признаки исходных почв, текущие процессы и новообразованные свойства почв.

Приведем схематические рисунки профилей химически преобразованных почв (рис. 6.5).

Рис. 6.5. Схемы строения профилей химически преобразованных почв

Молодые почвы на техногенных грунтах

На грунтах и отвалах, промышленных площадках, а также в городах формируются аккумулятивные маломощные почвы с профилем АС. Новосибирские почвоведы С.А. Таранов и И.Л. Клевенская с соавторами (1974)[XXXIX], позднее и С.С.

Эмбриоземы имеют органогенный слаборазвитый верхний горизонт (гумусовый, грубогумусный, торфяный) мощностью менее 5 см. Они являются по существу литогенными почвами и поэтому разделяются в за- 1

висимости от характера субстрата и органогенного горизонта. Например, на западносибирских нефтяных месторождениях распространены эмбри- оземы грубогумусовые на намывных песках, в известняковых карьерах - эмбриоземы гумусовые на плотном известняке, на нефтяных амбарах, засыпанных смесью песка с буровым раствором и фрагментами почвенных горизонтов близлежащих почв - эмбриоземы на техногенном грунте.

Искусственные почвоподобные тела рекультивированных земель

Нарушенные при горных работах земли подлежат рекультивации. В технологии добычи угля предусмотрено снятие и хранение плодородного слоя почвы-донора в буртах или гумусовых складах. В настоящее время в Российской Федерации заскладировано около 150 тыс. м3 плодородного слоя почвы, особенно предприятиями нефтеперерабатывающей промышленности. В основном рекультивация производится под лесные насаждения (56,7%), а также под пашню (8,2%) и другие сельскохозяйственные угодья (11,4%).

В ходе рекультивации создаются, точнее, целенаправленно конструируются почвоподобные тела, называемые иногда почвами. Мы определяем их как техноземы. Техноземы состоят из одного или нескольких насыпных слоев и поверхностного плодородного слоя. Общая мощность насыпных слоев превышает 50 см. Насыпные слои в техноземах, в отличие от природных почв, генетически не связаны друг с другом. Техноземы не имеют системы генетических горизонтов, но обладают определенными почвенными экологическим функциями (Добровольский, Никитин, 1990), как-то: продукционными, сорбционными, водно-миграционными.

Как и в природных почвах, верхний горизонт обогащен органическим веществом, которое содержится в перегнойном или гумусовом горизонте почвы-донора, в торфокомпостной или другой плодородной искусственной смеси.

Впервые техноземы были описаны Л.В. Етеревской (1977, 1989) в качестве псевдопочв с насыпным гумусовым горизонтом, в профиле которых последовательность слоев сверху вниз создает только подобие природных почв. На облик и развитие техноземов оказывают влияние химико-минералогический состав и сложение пород, а также свойства гумусированного слоя почвы-донора.

Л.В. Етеревская (1989) разделяет техноземы по зональным признакам на подтипы: лесолуговые, лесостепные, сухостепные. По свойствам, унаследованным от зональных почв, подтипы разделяются на роды: черноземные, каштановые, остаточно-оподзоленные и оглеенные, буроземные, коричневые. В зависимости от конкретных горных пород выделяются литологические серии техноземов: лёссовые, глиноморфные, пес- чаноморфные, известняковые и др.

В дальнейшем разными исследователями были даны другие определения термину «технозем». Так, Н.П. Солнцева с соавторами (1990) в качестве техноземов выделяет группу почв и почвоподобных тел, в которых отсутствуют нормальные генетические горизонты. Горизонты могут быть нарушены, перемешаны, уничтожены или к ним (их остаткам) добавлен породный материал. Наличие плодородного слоя в определении техноземов не обязательно, главным их свойством является техногенный механизм образования.

И.М. Гаджиев и В.М. Курачев (1992), техноземами называют искусственные почвоподобные тела с использованием или без использования насыпного плодородного слоя почвы.

В.И. Терентьев и П.А. Суханов (1998)[XLII] под техноземами понимают искусственные почвоподобные, созданные или самообразовавшиеся тела с насыпным или развивающимся фрагментарным или сплошным гумусовым горизонтом. Среди техноземов П.А. Суханов и В.И. Терентьев (1998) выделяют: абраземы - почвы, у которых техногенно удалены верхние горизонты и вскрыты почвообразующие или подстилающие породы; линоземы - почвы, перекрытые с поверхности и пропитанные жидкими, полужидкими, пастообразными и тому подобными веществами: нефтепродуктами, фекальными стоками и др.

В Классификации почв России в отделе техногенных поверхностных образований под названием квазиземы выделяется группа почвоподобных тел, близких техноземам. Квазизем - гумусированное почвоподобное образование, состоящее из одного или нескольких слоев гумусированного или иного органогенного материала, подстилаемое негумусированными минеральными слоями.

Техноземы распространены в техногенных ландшафтах, где проводится биологическая рекультивация: открытых и закрытых горных выработках, отвалах, шламо- и хвостохранилищах, скважинных зонах нефте- и газодобычи.

Техноземы - искусственные почвоподобные тела, состоящие из одного или нескольких насыпных слоев природного или техногенного грунта с поверхностным плодородным слоем. Техноземы функционируют как почвы. Создаются целенаправленно при рекультивации.

¦ ¦ ¦

Кроме собственно почв и почвоподобных тел, рассмотренных выше и различающихся степенью техногенных нарушений, на территориях, измененных добычей полезных ископаемых, встречаются «не-почвы», т.е. грунты. Они условно разделяются на природные и техногенные (рис. 6.6).

К техногенным грунтам относятся как природные (перемещенные), так и неприродные грунты. К последним относятся материалы, образовавшиеся в результате хозяйственной или промышленной деятельности человека (золы, шлаки, шламы). Под техногенными природными грунтами в районах горных разработок понимаются перемещенные рыхлые и плотные поверхностные отложения, намывные и насыпные, слагающие отвалы горных пород, насыпи, обваловки, а также вскрытые в карьерных выемках. Техногенные грунты различаются по генезису и составу. Они могут быть представлены как четвертичными (ледниковыми, древнеаллювиальными, озерными и пр.), так и дочетвертичными отложениями. Грунты имеют разную устойчивость к выветриванию и разную степень токсичности.

На территориях добычи и транспортировки нефти техногенные грунты часто заливаются слоем сырой нефти или битума. В этом случае грунт называется битуминозным (в отличие от технозема битуминозного, для которого характерно наличие поверхностного плодородного слоя).

¦ ¦ ¦

Техногенные почвы в последующем могут эволюционировать в зависимости от: биоклиматических, геоморфологических, гидрологических и гидрогеологических условий территории; способа восстановления почв и почвенного покрова (саморазвитие или биологическая рекультивация); вида последующего использования: пашни, сенокосы или лесопосадки.

В заключение приведем таблицу, иллюстрирующую общие закономерности распространения рассмотренных техногенных почв в районах добычи полезных ископаемых. * 1

Таблица 6.2

Компоненты почвенного покрова техногенно измененных территорий

Темы рефератов: Техногенные почвы: определения, распространение, свойства. Методы рекультивации техногенных почв. Современные проблемы техногенеза и эволюции техногенных почв. Место техногенных почв в почвенных классификациях разных стран. Почвы и особенности почвенного покрова техногенных ландшафтов.

Контрольные вопросы: Показать на карте территории с техногенными почвами. Какие факторы вызывают нарушения почвенного покрова? Источники техногенных нарушений и их характеристика. Что такое техногенные почвы? Разнообразие техногенных почв и их характеристика.

Литература

Акопова Г.С., Сидорова Е.В., Можарова Н.В. Охрана почв в газовой промышленности. ИРЦ РАО «Газпром», М., 1994.

Андроханов В.А., Овсянникова С.В., Курачев В.М. Техноземы: свойства, режимы, функционирование. Новосибирск: Наука, 2000.

Геннадиев А.Н., Солнцева Н.П., Герасимова М.И. О принципах группировки и номенклатуры техногенно-измененных почв. // Почвоведение, №2, 1992, с. 49-60.

Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функционирование почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв) М., 1990.

Етеревская Л.В. Почвообразование и рекультивация земель в техногенных ландшафтах Украины. Автореф. дисс. докт. с.-х. наук, Харьков, 1989. Классификация почв России. Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 1997. Можарова Н.В., Кулагина Е.Г. Трансформация почвенного покрова подземных газохранилищ. // Вестник МГУ, серия 17, почв. №1, 2000.

Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М.: Изд-во МГУ. 1998.

Солнцева Н.П., Герасьшова М.И., Рубили на Н.Е. Морфогенетический анализ техногенно преобразованных почв. // Почвоведение, №8, 1990, с. 124- 129.

Трофимов С.С., Фаткулин Ф.А. Состав гумуса молодых почв техногенных отвально-карьерных ландшафтов Центрального и Южного Кузбасса. Восстановление техногенных ландшафтов Сибири. Новосибирск: Наука, 1977, с. 113-120.