Терриконы техногенного ландшафта

Введение. В последние годы большую проблему в масштабе всего человечества приобрели отходы его собственной жизнедеятельности. Они загрязняют почвы, поверхностные и грунтовые воды, реки, формируют антропогенные формы рельефа, искажают природные ландшафты, условия обитания фауны, сокращают и без того ограниченную экологическую нишу для многих видов млекопитающих, включая человека.

Тысячи гектаров, в том числе и продуктивных земель, загрязняются или депонируются отходами, превращая их в бедленды. В эту «грязную копилку» поступают как промышленные отходы производств различного типа, так и бытовые. В прошлые века с бытовыми отходами поступали очень просто. Во Франции, например, парижане их просто сбрасывали в р. Сену, а в городах царской России чаще всего засыпали ими ближайшие овраги.

С ростом населения в мире, урбанизацией ситуация резко изменилась. То, что было возможно до XX-XXI века, с ростом «грязных» производств, формированием общества потребления, использованием полимеров и других слаборазлагающихся и выделяющих при горении вредные вещества упаковочных изделий, стало просто опасным для здоровья населения.

Накопленный в настоящее время мировой опыт использования городских отходов имеет многофункциональный характер и направлен в первую очередь не на захоронение, а вторичное их использование преимущественно в промышленности и строительстве. Россия, в которой наблюдается интенсивный рост городского населения в последние 20 лет, только приближается к решению проблемы утилизации отходов современными методами. Мы все еще наблюдаем на окраинах городов и даже в городской черте настоящие терриконы и крупные несанкционированные свалки твердых бытовых отходов (ТБО). На конкретных примерах рассмотрим некоторые методы и формы утилизации отходов, формирующие техногенный ландшафт.

Методы и результаты. Первый террикон, с которым одному из авторов пришлось подробно познакомиться в пригороде Москвы г. Химки, был земляного типа. Он располагался на правом берегу речки Химка и был сформирован в период строительства канала Москва-Волга в 1933-37 гг. При прокладке канала через водораздельную поверхность между рекой Клязьмой и притоками р. Москвы Сходня и Химка использовался единственный в то время экскаватор-драглайн. С его помощью выемка грунта достигала глубины более 40 м, а сам грунт шел на формирование земляного террикона.

Террикон имел длину более 1000 м при ширине от 100 до 150 м и высоте насыпи в 25-30 м. По его периметру вручную была насыпана широкая дамба высотой 6-8 м из юрской и моренной глины. Глину подвозили от места постройки заградительных ворот на канале, а также из почвогрунтов при рытье канала, после снятия пахотного слоя, который использовался для заполнения посадочных мест под кустарник, декоративные деревья и газоны. Грунт грузили вручную и экскаваторами на железнодорожные платформы, а разгрузка производилась гидропушками (гидромониторами) в образованный дамбами котлован. Полотно дамбы постоянно уплотнялось колесным трактором ХТЗ или СТЗ с клиновидными шипами на задних колесах.

Наблюдение за этим искусственным терриконом-насыпью объемом в 4-5 млн м велось с 1934 г. в рамках работы в совхозе «Химки», на землях которого и был насыпан террикон. Непосредственные наблюдения на терриконе осуществлялись в периоды 1943-46 и 1957-63 гг.

Посаженные на терриконе деревья не приживались, и даже отведенные под сады площади работниками канала не были освоены. Только в годы войны на терриконе кое-где росла картошка по внесенному в большой дозе навозу. Уклон этого террикона был до 60 градусов. Причем везде он был закреплен полосками дерна по методике В.Р. Вильямса, разработанной для закрепления откосов канала им. Москвы сложными травосмесями [1]. Террикон полностью зарос травой через 2 года.

Другой террикон того времени на ст. Ховрино Октябрьской железной дороги был совершенно необычным - ледяным. Такие терриконы в послевоенное время часто устраивали на узловых станциях железных дорог для набивки льда в 16-тонные вагоны при перевозке фруктов и скоропортящихся продуктов. Так разумно использовался контрастный климатический потенциал страны, поскольку СССР в этот период не имел рефрижераторных вагонов. Объем ледяного склада составлял около 10 тыс. тонн льда. Лед доставлялся на склад с поверхности канала им. Москвы в феврале -марте. Для заготовки льда нанимали школьников старших классов, которые после уроков расчищали поверхность канала от снега, управляли лошадьми для извлечения глыб льда из воды и доставки телегами в железнодорожные вагоны.

Лед складировался на подушку из метрового слоя опилок. Швы заливали водой в ночное морозное время. Высота штабеля составляла до 20 слоев льда, каждый из которых был толщиной от 50 до 80 см. Вершина ледяного террикона покрывалась опилками слоем в 100-150 см, а также щитами с рубероидом, защищавшими ледяной террикон от атмосферных осадков. Между боковыми стенками из горбыля и льдом также засыпались опилки слоем в 100 см. Ежегодно этот террикон изо льда формировался заново, пока не наладились перевозки скоропортящихся продуктов по железной дороге в рефрижераторных вагонах.

Специфические терриконы, расположенные на разном расстоянии от городов и даже внутри городских поселков, характерны для угледобывающего производства, в котором Донбассу следует отвести одну из главных ролей. Терриконы постоянно пылили и загорались еще в период добычи угля. Когда множество шахт закрылось из-за отсутствия промышленных пластов, терриконы превратились в останцы антропогенного рельефа, своеобразные памятники-отходы человеческой деятельности на теле природных ландшафтов.

В 60-е годы прошлого столетия наш выпускник плодового факультета ТСХА В. Сердюк предложил и запатентовал устройство по озеленению и тушению самовозгорающихся шахтных терриконов. По винтовой дороге-террасе до самой вершины террикона прокладывался водопровод. Тонкой струей вода стекала вниз по насыпанному слою почвы с песком, на котором высаживались устойчивые местные породы кустарников (акация желтая - Caraganaarborescens), робиния (Robinia), облепиха (Hippo-phae), гледичия (Gleditschia),лох (Elaeagnus) и др. Вся дорожка наверх засевалась смесью засухоустойчивых трав: житняк узкоколосый (Agropyrondeserforum), люцерна песчаная (Medicago), донник белый(Melilotusalbus) и желтый (M. officinalis).

Таким способом решалась важная экологическая задача в общей проблеме утилизации отвалов угледобывающего производства. Недостаток качественных водных подземных ресурсов в Донбасском регионе ограничивает использование этого опыта в более широком объеме.

Старейший Никольский кирпичный завод г. Москвы уже в 50-х годах прошлого столетия «съел» всю глину на бывших полях колхоза «Путь коммунизма» в районе д. Киреево. Добыча производилась скребковыми экскаваторами, оставлявшими невысокие гребешки из глины над песчаной мореной. Эти остатки глины затем разравнивались бульдозером, и на эту подушку насыпались вначале городские отходы (кирпич, битое стекло, в больших объемах поломанные плиты, металлические банки и др.), т.е. все то, что не брали на свои поля для удобрения совхозы Химкинского района.

Когда глина кончилась, оказалось, что площадь в 50-70 га свободна, и ее стали заваливать бытовыми отходами, сделав отступление в 50-100 м от речной долины р. Бусинки, т.е. практически вплотную к Лихачевскому шоссе с северной стороны. Высота этого искусственного образования достигает сейчас примерно 80 м. Края обвалены почвой, но все равно часто бывают местные возгорания, и тогда жителям левой части г. Химки приходится вдыхать угарный и прочие газы.

Подобные захоронения бытовых отходов мегаполиса г. Москвы можно наблюдать по его периметру, а за Московской кольцевой автодорогой - на санкционированных свалках ТБО, которые к настоящему времени кроме как высокими и вытянутыми холмами-останцами просто не назовешь.

Горным рудникам Курской магнитной аномалии (КМА) в стране уже не один десяток лет. Лебединской рудник, например, расположенный в непосредственной близости от г. Губкин и г. Старый Оскол на севере Белгородской области за время эксплуатации превратился в огромный карьер глубиной свыше 420 м и диаметром около 5 км (рис. 1). Вскрышные меловые породы осадочного происхождения и коренные породы с невысоким содержанием железа (менее 20%), образуют на поверхности отвалы, перекрывающие самые лучшие черноземы страны. Утилизация этих отвалов, несмотря на имеющиеся разработки и положительный опыт высадки древесных и кустарниковых пород на отдельных участках вблизи обогатительного комбината, реализована слабо. Хвостохранилища лишь усугубляют вид на природный ландшафт, особенно на фоне расположенного рядом участка целинной степи «Ямская степь» (рис. 2).

Нельзя не упомянуть отвалы фосфогипса (Воскресенск, Балаково, Череповец и др.), которые по мере производства минеральных фосфорных удобрений, без которых сельское хозяйство уже не может давать адекватную запросам продукцию, растут из года в год, а эффективного метода утилизации как у нас в стране, так и во всем мире еще не найдено. В то же время эти «снежные терриконы» занимают значительные площади (Балаковский, например, около 150 га) и вызывают своим видом экологический стресс и опасение за свое здоровье, главным образом у местного населения. Озеленение этих отвалов - одна из важнейших задач экологической службы самих предприятий и научных учреждений, способных разработать эффективные меры по решению этой насущной проблемы (рис. 3).

Известный зарубежный опыт имеет свои методические особенности. В Китае, особенно на севере страны в провинциях Хейлундзян, Гирин, Ляонин, Внутренняя Монголия и др., расположено множество предприятий по добыче каменного угля и соответственно терриконов из отвалов, которые требуют утилизации. В районе г. Фу-синь провинции Ляонин нами было рекомендовано высаживать и высевать по старым угольным терриконам облепиху (Hippophae) и черенками быстрорастущий до 5-6 м в год тополь (Populus). Позитивный опыт такого озеленения был эффективно использован и на других терриконах, как, впрочем, и горных условиях Большого Хингана [2].

Своеобразный метод формирования терриконов для бытовых отходов был использован в ГДР. С устройством одного из таких терриконов мы познакомились в августе 1973 г. на середине пути из г. Лейпциг в г. Вейсенфельс. На площадке в 10 га (диаметр более 350 м) сначала был снят верхний слой пахотной почвы и складирован в запас для засыпки склонов. Затем на поверхности почвогрунта площадки была уложена глина из карьера местного кирпичного завода толщиной в 50-60 см. Глина была плотно укатана с периодическим увлажнением поверхности поливом. На глиняную уплотненную подушку были положены бракованные 6-метровые строительные плиты с небольшим выходом (50-80 см) за пределы периметра, вдоль которого была натянута сетка-рабица, прикрепленная к столбам и плитам.

Бытовые отходы, кроме стекла и металла, которые уже в то время отсортировывали в Германии, укладывались по всей площади полигона и уплотнялись бульдозерами на гусеничном ходу. По мере роста террикона по его периметру в краевой зоне насыпалась почва слоем в 50-80 см. Угол наклона террикона составлял при этом около 60 градусов, а высота примерно 25-30 м. К 1985 г. террикон «подрос» до 50-60 м, был полностью засыпан почвой и выглядел совершенно заросшим травой.

Отходы от вскрышных работ в районе горных урановых выработок на юге ГДР складировались прямо у въезда в г. Шнееберг. В результате образовался плоский террикон, высота которого к тому времени составляла 20-25 м. Само место разработки урановых руд, представлявшее собой аналог снежной горы, было присыпано щебни-сто-каменистой почвой мощностью в 20-30 см, на поверхности которой были высажены березки, а по краям в виде зеленой изгороди - хвойники-можжевельники. Под деревьями в августе росло много грибов: белых и подберезовиков, но никто их не собирал, что совершенно естественно для Западной Европы даже без учета природы месторождения. После ознакомления с терриконом, местом выработки и характерными названиями местных улиц (Кобальтштрассе и Уранштрассе) желание покинуть этот городок превалировало даже над традиционным для нас сбором грибов [3].

Заключение. Накопленный опыт утилизации отвалов ТБО и техногенных отходов производств, формирующих терриконы, подсказывает, что главная задача - экологическая. Она состоит главным образом в озеленении отвалов, что не является не-решаемой задачей, хотя и требует определенных субсидий.

Озеленение улучшает общий экологический фон, создает травяные и лесные буферные зоны на территории предприятий и вне их. В ряде случаев из этого можно извлекать даже прибыль, как это имеет место в Китае при высаживании облепихи. Вторичное использование или переработка терриконов техногенного типа (например, отвалов руды КМА) является наиболее рациональным, но этот путь, судя по существующей в нашей стране тенденции, отчасти связанной с избытком свободных для захоронения отходов территорий, представляется маловероятным в ближайшие десятилетия. Городские свалки - вот первоочередные объекты для утилизации методами, уже оправдавшими себя в странах Европейской зоны и за ее пределами.