Теоретические основы темы исследования

В последнюю четверть двадцатоговека перед человечеством остро встала, в качестве одной из глобальных, проблема сохранения и охраны природы. По своей значимости она сопоставима сегодня с проблемой предотвращения ядерной катастрофы и сохранения мира на Земле.

На заре цивилизации воздействие человека на окружающую природную среду было незначительным и носило в основном локальный характер. С ростом народонаселения, расширением человеком хозяйственной деятельности, ростом производительных сил и технической оснащенности производства, химизации многих отраслей народного хозяйства воздействие человека на окружающую среду стало возрастать, что в большом числе случаев приводит к нарушению складывающегося веками экологического равновесия в природе, к истощению природных ресурсов.

Чижов Б.Е. в своей книге [19]обобщил результаты многолетних (1983;1997 годов.) комплексных исследований трансформации лесов округа под воздействием нефтегазодобычи: сокращение лесопродуцирующих земель, горимость, подтопление, нефтяное, солевое и шламовое загрязнение. На количественном уровне показаны закономерности нефтяного загрязнения в различных типах почв, воздействие его на древостой, подрост, живой напочвенный покров, естественное лесовосстановление. Даны рекомендации по рекультивации нефтезагрязненных земель, сохранению и рациональному использованию лесных pecypcoв. Актуальность книги определяется необходимостью специального анализа состояния лесов в сфере нефтегазопромыслового освоения. К настоящему времени накоплены факты, однозначно характеризующие негативное влияние нефтегазодобычи на леса округа. Однако жанр научных статей и не доходящих до читателей отчетов не позволяет уяснить все грани проблемы.

Необходим системный синтез предельно конкретизированной информации. Такой синтез реально осуществляет в своей монографии Б. Е. Чижов. В ней соединены вопросы экологии лесов, биоресурсоведения, сложившейся практики природопользования на лесных землях, последствий нефтегазопромыслового освоения и предложения по стабилизации экологической ситуации [9].

Поскольку попадание нефти на рельеф и воду всегда каралось внушительными штрафами, для ликвидации разливов нефти в семидесятые и восьмидесятые годы применялись в основном научно не обоснованные, экологически не оправданные методы, позволяющие быстро и хотя бы формально убрать остатки несобранной нефти или замаскировать замазученные участки. Особенно большой популярностью пользовалось выжигание нефти, которое приводило к полному уничтожению всех компонентов экосистемы (растительности, животных, почв) и сопровождалось выбросом в атмосферу огромного количества продуктов неполного сгорания нефти, содержащих канцерогенные вещества.

Долгое время львиная доля средств, выделяемых на рекультивацию замазученных земель, тратилась на запрещенную к применению, исключительно трудоемкую и дорогостоящую засыпку разливов нефти песком. Это мероприятие снижает пожароопасность, обеспечивает захоронение всех неприглядных последствий аварийных разливов и улучшает эстетический вид нарушенных земель, но оно абсолютно не выдерживает критики в экологическом отношении. Песок, заготавливаемый из карьеров для дорожного строительства, неплодороден, зарастает очень медленно и не может восстановить исходное плодородие засыпанных почв. Но главный недостаток метода состоит в том, что в погребенной под песком нефти приостанавливаются процессы ее аэробного разложения. Биологическое окисление нефтепродуктов при недостатке кислорода протекает во много раз медленнее, сопровождается накоплением в почве и грунтовых водах токсичных закисных соединений, а также канцерогенных полициклических ароматических углеводородов. Именно по этой причине засыпать загрязненные нефтью участки землей или песком категорически запрещается [7].

Засыпка нефтяных разливов торфом без перемешивания его с загрязненным слоем почвы обеспечивает довольно быстрое зарастание участка травой, но ухудшает воздухообмен и сдерживает разложение нефтепродуктов в засыпанных слоях почвы. Этот метод также не выдерживает критики в экологическом отношении.

Для выполнения плана рекультивационных мероприятий иногда применяют рыхление замазученных участков болот гусеницами вездеходов. Единичные положительные результаты такой обработки обнаружены только на слабо загрязненных участках при толщине замазученного торфа меньше 3 см. На разливах со средним и высоким уровнем загрязнения этот метод дает отрицательные эффекты: уплотняется торф, создаются микропонижения, в которых поселение высших растений затруднено, нефть перемещается с поверхности в более глубокие слои торфа с анаэробными условиями. Экспериментальная проверка метода подтвердила низкую его эффективность.

Не оправдал себя и взрывной метод рекультивации, который применялся на болотах, непроходимых для техники в летнее время. Преобразующее действие взрыва выразилось в формировании лунок и равномерном засыпании межлуночных пространств торфом, выброшенным из нижних, более чистых слоев. При выполнении работ в летнее время раздробленность выбрасываемого торфа высокая, мульчирующий слой тонкий (от 1 до 8 см), микроповышения не образуются. Как показали расчеты, с помощью взрыва в межлуночных пространствах можно получить насыпной слой из перемешанного торфа толщиной до 15 см, но при этом коэффициент полезного использования энергии взрыва резко снизится, почти 50% выбрасываемого торфа будет снова попадать в лунки.

Образование лунок не может повлиять на изменение уровня грунтовых вод относительно загрязненного слоя торфа в межлуночных пространствах. Дополнительная засыпка последнего торфом из лунок, вероятно, затормозит биологическое разложение остаточных нефтепродуктов.

В руководстве по переработке и удалению отходов [15] представлены разнообразные научно обоснованные методы рекультиации нефтезагрязненных земель. При небольших масштабах загрязнения в экономически развитых странах рекомендуется снятие загрязненного грунта, очистка его в промышленных установках или на специальных полигонах с последующим возвращением на исходное место. Для предварительной очистки грунта используют центрифуги, позволяющие извлечь товарную нефть, снизив содержание ее в почве до 8%. Более тщательная очистка достигается экстрагированием жидкой углекислотой, органическими растворителями или биохимическим разложением нефти почвенной микрофлорой. Последнее выполняется в основном на специальных полигонах — полях орошения, применяя систематическое рыхление, полив, внесение минеральных и органических удобрений. Оптимальное сочетание механических, химических и микробактериалогических методов позволяет снизить уровень загрязнения до долей процентов за 1 — 3 месяцев. Однако из-за большой трудоемкости и высокой стоимости работ рекультивация земель с перемещением загрязненного грунта в условиях Ханты-Мансийского округа может рекомендоваться в очень ограниченных объемах, в тех случаях, когда другие способы очистки оказываются неэффективными. Это касается в первую очередь участков с очень высокой интенсивностью загрязнения.

При огромных масштабах нефтяного загрязнения наиболее приемлемым является метод очистки почв и вод на месте разлива, основывающийся на способности почв к самоочищению за счет испарения, вымывания, атмосферного окисления нефти под действием солнечной радиации и биодеградации. Суть рекультивационных работ состоит в ускорении естественных процессов самоочищения почв, максимальной мобилизации внутренних ресурсов экосистем на восстановление своих первоначальных функций при помощи таких мероприятий, как рыхление почвы и создание искусственного микрорельефа, внесение торфа, извести и минеральных удобрений, высев трав-мелиорантов.

В своих трудах Вавер В. И. [2] описывает методы микробиологического разложения нефти. Углеводородоокисляющие микроорганизмы (бактерии, дрожжи, грибы, актиномицеты) являются постоянными компонентами почвенных биоценозов. Аборигенные комплексы нефтеокисляющих микроорганизмов особенно активны на участках, периодически подвергавшихся нефтяному загрязнению невысокой интенсивности. И тем не менее из-за крайне неблагоприятных почвенно-гидрологических и климатических условий средней и северотаежной подзоны Ханты-Мансийского округа процессы естественного самоочищения почв тормозятся многими лимитирующими факторами, протекают очень вяло и могут длиться многие десятки и даже сотни лет.

Главным лимитирующим фактором является сама нефть. При концентрациях более 20% в минеральных и более 40% (по весу) в торфяных почвах нефть является сильным консервантом, резко ухудшает кислородный режим и агрегатную структуру почв. Поэтому рекультивацию замазученных земель методом микробиологического разложения следует начинать только после тщательного сбора нефти. Сбор нефти считается не выполненным, если толщина ее пленки на водной поверхности превышает 0,5 мм, а на почве — 5 мм или содержание нефти в верхних минеральных слоях почвы превышает 20%, а в лесной подстилке и торфе — 40% от абсолютно сухого веса почвы [3]. Поскольку сбор нефти легче осуществлять с поверхности воды, в пределах локализованных участков устраивают нефтесборные канавы и «ловчие ямы», частично заполняемые водой, для сбора используют плавающие на поверхности воды отсасывающие устройства: скиммеры, барабанные и дисковые нефтесборники, нефтесборники-накопители серии «НД». При значительной толщине слоя нефти можно применять насосные агрегаты, оборудованные поршневыми, водокольцевыми или центробежными насосами. Стягивание нефтяного пятна к месту установки откачивающих устройств выполняют с помощью перемещаемых боновых заграждений.

После откачки основного объема разлитой нефти очистку растительности и почвы можно выполнять сильной струей воды. Эффективность отмывки существенно повышается добавлением в воду разлагаемых почвенной микрофлорой поверхностно-активных веществ (ПАВ) в концентрациях от 0,2 до 0,5% [1].

Для сбора небольших пятен нефти, доочистки почв и водных объектов после откачки основного ее количества другими методами рекомендуются различные отечественные и зарубежные сорбенты в виде порошков, гранул и впитывающих матов. Например, маты, предлагаемые предприятиями «Экосервис» и «Эчтех» (г. Томск), способны впитывать 4 — 15 кг нефти на 1 кг мата. Однако широкое их внедрение сдерживается отсутствием надежных технических средств для сбора с грунта и водных поверхностей матов и сорбентов, отжима из них собранной нефти.

В почвах таежных лесов ХМАО Оборин А. А. [12] выделил три основных этапа естественной деградации нефти.

Первый этап длится от 1 до 1,5 лет. Он характеризуется преимущественно абиотическими процессами, включающими распределение нефтяных углеводородов по почвенному профилю, испарение, вымывание, фотохимическое разложение. Концентрация нефти в почве резко снижается в первые месяцы после загрязнения на 40−50%.

На первом этапе большую роль играют приемы механического воздействия на почвы, улучшающие аэрацию: рыхление, вспашка, дискование. Это приводит к увеличению проникновения в почвы кислорода, улучшению их физических свойств, способствует рассолению и активизации фитохимических процессов. В результате таких мелиораций стимулируется развитие нефтеокисляюшей микрофлоры, которая является пионером биодеградации нефтяных углеводородов.

Непременным условием перехода к микробиологическому этапу деградации нефти является снижение концентрации нефти в почве: 20% в подзолисто-глеевых, до 40% - в торфяных почвах. Если это не произошло естественным путем, на первом этапе могут потребоваться следующие дополнительные мероприятия, выбираемые в зависимости от уровня загрязнения: перемешивание верхних замазученных слоев почвы с нижними, менее загрязненными горизонтами; внесение торфа как адсорбента подвижной нефти и как средства, интенсифицирующего биодеградацию углеводородов; срезка и удаление верхнего битуминизированного слоя почвы.

При слабом загрязнении и небольшой глубине замазучивания почву достаточно профрезеровать или продисковать на двойную глубину проникновения нефти. Если концентрация нефтепродуктов в верхних слоях высока и после фрезерования будет ингибировать деятельность микрофлоры, для подзолистых почв эффективно смешивание загрязненного слоя с хорошо проветренным и предварительно произвесткованным торфом. Такое разбавление, позволяет снизить токсичность загрязненного грунта и внести вместе с чистой почвой активную микрофлору, способную разлагать углеводороды. Биологическая активность торфа объясняется высоким содержанием аборигенных форм углеводородоокисляющих микроорганизмов, численность которых на порядок выше по сравнению с минеральными почвами. Кроме того, микрофлора торфяников, развивающаяся в условиях полуразложившейся органики, обладает более сильной деструктивной функцией. Об эффективности снижения фитотоксичности загрязненных нефтью песчаных почв добавлением торфа можно судить по следующему опыту. Внесение в песок от 0,5 до 1,0% сырой нефти приостановило развитие от 75 до 80% проростков сосны в лабораторных условиях и снизило всхожесть семян на 85−95% по сравнению с контролем в полевом опыте. На торфопесчаном субстрате (1:1по весу) даже в варианте с содержанием нефти 2% сохранность всходов составила 91%от контрольных посевов.

Снижение концентрации нефтепродуктов в торфяных почвах методом перемешивания верхних замазученных слоев с нижними, менее загрязненными горизонтами, экологически оправдано только на слабозагрязненных и среднезагрязненных участках. Глубина фрезерования лимитируется как техническими возможностями современных машин, так и экологическими соображениями. Перемещение нефтепродукта в нижние, слабо аэрируемые горизонты может резко снизить скорость его биодеградации. Поэтому максимальная глубина фрезерования торфяных почв составляет около 30 см. Такая обработка может снизить концентрацию нефти до десяти процентного уровня на участках, где содержание нефти не превышает 2,5 кг/м2. При количестве нефти 5 кг/м2 средняя концентрация ее в торфе составит 20%, а при 10 кг/м2 — 40%.

Таким образом, обработку торфяных почв методом перемешивания верхних горизонтов можно назначать на участках с содержанием нефти менее 10 кг/м2. При более сильном загрязнении необходимо предварительно снять верхний битуминизированный слой, провести доочистку почвы от нефти физико-химическими методами или изыскать иные способы агротехнической обработки торфяников. Завозить торф на болота экономически и экологически неоправданно.

Второй этап начинается переходом к микробиологическому разложению нефти и характеризуется биохимическими изменениями всех групп углеводородов нефти под воздействием почвенных микроорганизмов. Количество углеводородоокисляюших бактерий-гетеротрофов увеличивается в десятки раз. В результате снижается содержание метано-нафтеновых фракций нефти — наиболее токсичных ее компонентов. При невысоком уровне загрязнения и благоприятных почвенно-гидрологических условиях второй этап длится от 3 до 4 лет, на сильно загрязненных участках он может продолжаться неопределенно долго. Второй этап является периодом, когда проводятся основные мероприятия по интенсификации микробиологической деградации остаточных углеводородов: внесение торфа, извести, минеральных удобрений, бактериальных препаратов, регулирование аэрации, температурного и водного режима почв, пробный посев трав. Оптимальное их сочетание позволяет снизить загрязнение почв до уровня безопасного для высших растений в течение одного-двух вегетационных периодов.

Для обеспечения жизнедеятельности нефтеокисляющих микроорганизмов и растений-мелиорантов при первичной и последуюших обработках почвы вносятся простые или комплексные минеральные удобрения. В зависимости от типа почв рекомендуются в расчете на действующее вещество следующие дозы элементов питания: азот от 0,003 до 0,014 кг/м2, фосфор — от 0,003 до 0,006 кг/м2, калий — от 0,004 до 0,012 кг/м2. Предпочтительнее использовать аммонийные формы азота.

С целью смягчения адаптации аборигенной микрофлоры к повышению содержания в почвенном растворе химических веществ минеральные удобрения вносят дробными дозами, в 2−3 приемов с интервалом от 5 до10дней. В первый прием вносится 20% от расчетного количества. Для поддержания активности микрофлоры на максимальном уровне рекомендуется регулярно контролировать содержание в почве водорастворимых форм азота, фосфора и калия. Оптимальное содержание их в болотных водах составляет: азот (нитратный + аммонийный) — от 20−70 мг/дм3, калий — 2055 мг/дм3, фосфор — 10−25 мг/дм3. По мере снижения их концентрации более чем в 5 раз от рекомендованных, вносится дополнительное количество соответствующих удобрений [2].

Непременным условием эффективного применения минеральных удобрений, нейтрализации накапливающихся в почве органических кислот и поддержания на максимальном уровне активности нефтеокисляющей микрофлоры является регулирование реакции почвенной среды на уровне близком к нейтральной (рН от 6 до 7). Потребность в известковании определяется по обменной кислотности (рН солевой вытяжки).

Известковые удобрения должны быть хорошо измельчены, равномерно распределены по площади разлива и тщательно перемешаны с активным слоем почвы.

В условиях короткого сибирского лета при малой численности и недостаточной активности аборигенных комплексов микроорганизмов может быть оправдано внесение промышленных культур нефтеокисляющих микроорганизмов: «Путидойл», «Деваройл», «Биоприн», «Лидер», «ВаленСИС» и др.

Целесообразно также применение ферментных препаратов, не содержащих живых клеток, но сохранивших неповрежденные фрагменты ферментных систем углеводородоокисляющих микроорганизмов. Например, отечественный препарат «Белвитамин», выпускаемый в г. Уфа на основе активного ила биохимического производства, содержит ферментные системы дрожжей, окисляющие нефть, а также витамины и микроэлементы, необходимые для ускорения развития аборигенной микрофлоры.

Применение монокультур, даже высокоактивных штаммов углеводородоокисляющих микроорганизмов, эффективно на начальных стадиях процесса, но не может обеспечить разрушение всех токсичных фракций нефти. Для получения быстрых результатов целесообразно использование комбинаций из нескольких, различных по видовому составу, препаратов.

К факторам, ограничивающим широкое применение промышленных нефтеокисляющих препаратов, следует отнести их дороговизну и непродолжительность действия. Уже через несколько недель может наблюдаться подавление внесенных в почву микроорганизмов аборигенными микробными сообществами, развивающимися на фоне удобрений, вносимых с микробными препаратами. В этой связи более простым, дешевым и достаточно надежным оказывается использование накопительных культур аборигенных микробных сообществ, которые спонтанно развиваются на нефтезагрязненных участках данного региона. Они адаптированы к местным климатическим и почвенным условиям, к особенностям местных нефтей как питательных субстратов, легко перезимовывают.

Источником посевного материала могут служить разливы нефти на влажных почвах или мелкие непроточные водоемы умеренного уровня с давностью загрязнения более 3 лет, на которых активное развитие нефтеокисляющей микрофлоры произошло спонтанно или в порядке проведения рекультивационных работ. На таких участках нефть уже превратилась в рыхлую диспергированную массу, покрытую колониями микроорганизмов ржавого, грязно-желтого или белесого цвета. В водной среде полуразложившиеся хлопья нефти опутаны синезелеными водорослями.

Накопление культур микроорганизмов может быть выполнено как на специальных предприятиях, оснащенных ферментерами, так и в полевых условиях, в водоемах-размножителях. Для этой цели наиболее удобны маленькие, загрязненные нефтью болотные озерки или непересыхающие котлованы глубиной не более 1,5−2 м. Одновременно с обсемененной нефтеокисляющими микроорганизмами водой в водоем вносят азотные, фосфорные и калийные удобрения, а также раскислители, обеспечивающие периодическую аэрацию [2]. По достижении содержания нефтеокисляющих микроорганизмов в водоеме не менее 109гркг/дм3 вода из водоема-накопителя используется для обсеменения рекультивируемых участков, на которых наблюдается недостаточная активность аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры. Накопительные культуры, полученные в промышленных ферментах, удобнее использовать на твердом носителе (на торфе).

Начало третьего этапа определяется по исчезновению, в остаточной нефти исходных и вторичных парафиновых углеводородов и характеризуется переходом от активных мер интенсификации биодеградации нефти к фитомелиорации. С химической точки зрения окисление нефти заканчивается не ранее, чем через 25 лет. С экологических позиций токсические свойства нефти исчезают через 10−12 лет после проведения рекультивационных работ, продукты ее метаболизма включаются в почвенный гумус, частично растворяются и удаляются из почвенного профиля.

Травянистые растения улучшают структуру, увеличивают воздухопроницаемость почв. Они поглощают мутагенные, канцерогенные и другие биологически опасные продукты распада нефти, препятствуют вымыванию из рекультивируемого слоя почвы элементов минерального питания. Корневые выделения и продукты разложения трав способствуют развитию многовидовой почвенной биоты, образующей высокоактивный саморегулирующийся «конвейер» деструкторов, обеспечивающих окончательное очищение и восстановление плодородия почв.

Шламовые амбары сосредотачивают самые разнообразные загрязнители: буровые растворы, извлекаемую при бурении породу, нефть и нефтепродукты, применяемые при ремонте скважин промывочные жидкости и многие другие. Твердая фаза шламовых амбаров имеет плотность от 1 до 1,8 г/смЗ, характеризуется высоким содержанием коллоидных частиц и умеренным фенольным загрязнением. В водной вытяжке твердой фазы преобладает хлоридно-натриевый тип засоления с содержанием ионов хлора и натрия от 0,7 до 10 мг/100 г шлама. Содержание анионов НСО-3 и SO-23составляет соответственно от 1 до 5 мг/100 г шлама. Содержание катионов кальция колеблется в пределах от 0,3 до 2 мг/100 г шлама, концентрация катионов магния и поверхностно активных веществ на порядок ниже.

Глинопорошок — основная составляющая буровых растворов — не токсичен для растений. Отрицательное влияние его на прорастание семян и рост всходов объясняется ухудшением физических свойств субстратов. Другие компоненты буррастворов значительно различаются по воздействию на растения.

Количество нефти на поверхности жидкой фазы амбаров сильно варьирует. Содержание нефти в шламе старых амбаров колеблется в пределах от 0,2 до 10%, наиболее часто составляет от 2 до 3% массы шлама.

Загрязнение прилегающих территорий возможно двумя путями: за счет инфильтрации жидкой фракции в грунтовые воды и при выбросах больших масс шлама после разрушения обваловки амбара.

Дозированное загрязнение почвы водной вытяжкой из содержимого старого шламового амбара показало, что фитотоксичность ее сравнительно невысока. Даже дозы 50 и 100 дм3/м2 не вызвали существенного сокращения количества здорового подроста, не сказались на состоянии древостоев и не сопровождались значительными перегруппировками живого напочвенного покрова зеленомощных сорняков и кедровников. Это дает основание утверждать, что инфильтрация через стенки шламовых амбаров не может оказать, существенного влияния на прилегающие растительные сообщества.

Отмирание древесной и травянистой растительности в местах выбросов содержимого амбаров объясняется в основном отрицательным воздействием шлама на структуру и воздухопроницаемость почв.

Заиливание поверхности почвы сократило обилие хвойного подроста и подлеска, но не препятствовало появлению всходов березы, осины, ивы. Там, где слой шлама достигает толщины от 0,05 до 0,1 м, древостой поврежден в той же мере, как и на разливах нефти.

Семи-двенадцатилетний живой напочвенный покров участков, заиленных шламом, по сравнению с незаиленными, отличается меньшим обилием мхов и лесных кустарничков, преобладанием травянистой растительности. Зарастают они преимущественно теми же растениями, что и разливы минерализованных вод: мать-и-мачехой, вейником ланцентным, рогозом широколистным, лисохвостом равным, марью белой, крестовником болотным и обыкновенным.

В частично осушенном амбаре на шламе возобновились, в порядке удаления от кромки воды, следующие виды: рогоз, частуха подорожниковая, осока острая, матьи-мачеха, ситник лягушачий, хвощи камышовый и лесной, иван-чай, вейник наземный, ива, береза, единично осина, сосна.

Медленное зарастание выбросов шламовых амбаров вызвано содержанием в них химически токсичных солей, но в большей мере — отрицательным воздействием шлама на аэрофизические свойства почв: увеличение плотности и водоудерживающей способности, заиливание, потеря структуры и воздухопроницаемости.

В журнале «Записки горного института» в 174 томе 2008 года была опубликована статья Малышкина М. М. «Мониторинг и разработка методов рекультивации нефтешламовых амбаров» [11]. Цель этой статьи — оценка состояние наземных и водных экосистем в зоне влияния работ по бурению скважин и добыче нефти. Полевые исследования дополнялись лабораторным изучением и химическим анализом отобранных проб. Изучались степень и скорость естественного зарастания кустовых насыпных песчаных площадок и амбаров, состояние почвенного и растительного покрова, почвенной микробиоты, энтомофауны, наземных позвоночных и птиц, гидробионтов (фитои зоопланктон, зообентос и ихтиофауна окрестных водоемов), а также оценивался гидрологический режим территории. В качестве биоиндикаторов использовались почвенные микроорганизмы, растения, животные, гидробионты. также изучались состав и свойства буровых шламов (выбуренной породы, содержащей химические реагенты, присадки, буровые растворы).

Основной задачей мониторинга в зоне ведения работ по добыче и транспортировке нефти является слежение за состоянием и изменением экосистем, прогноз развития возможных негативных процессов и предупреждение ситуаций, опасных для компонентов природной среды.

В своей статье Малышкин описал степени естественного зарастания буровых площадок. Лимитирующими факторами для роста растений на песчаных отложениях кустовых площадок является неблагоприятный гранулометрический состав, низкие запасы влаги, бедность питательными веществами, низкая емкость катионного обмена. Процесс естественного зарастания таких участков медленный, и проективное покрытие, по данным проведенных обследований, не превышает в целом от 5 до 15%. Относительно активно процесс естественного зарастания происходит на локальных участках, где мощность песчаных отложений не превышает 0,5 м над поверхностью болота и капиллярная влага доступна для поселяющихся растений. Поселяются различные виды осок, хвощи, зеленые мхи и другие виды.

Наиболее сложные условия для поселения растений создаются в амбарах, где складируется выбуренная порода, содержащая, кроме выбуренной глины, различные химические реагенты, применяемые при бурении. Отложения амбаров в процессе их складирования имеют полужидкую консистенцию, щелочную реакцию среды (рН равен от 8,0 до 8,8), в некоторых случаях содержат незначительное количество нефти. Впоследствии, при подсыхании амбарных отложений, субстрат разделяется на две фракции — жидкую (с открытой водной поверхностью) и полутвердую, обычно представляющую собой плотные глинистые отложения с трещинами на поверхности. Основными лимитирующими факторами для поселения и роста растений в шламовых амбарах являются повышенная минерализация и щелочная реакция среды, значительно отличающаяся от участков естественных местообитаний, имеющих рН от 3,8 до 4,8. Даже при высокой приспособляемости отдельных видов растений к неблагоприятным условиям среды столь резкие перепады в кислотности почвогрунтов для большинства растений губительны. Кроме того, для попадания растений в амбары должны быть преодолены высотные отметки обваловок, возвышающихся над поверхностью болот на от 3 до 4 м.

В почвенном покрове исследованной территории преобладают торфяные олиготрофные почвы (торфяно-болотные верховые) разной мощности. Было установлено, что изменения почвенного покрова обусловливаются в основном сносом песка с кустовых площадок вследствие ветровой и водной эрозии. Эти изменения фиксируются в виде присыпок песка различной мощности, закономерно уменьшающихся при удалении от площадок. Других нарушений в морфологическом строении почв вокруг кустовых площадок не выявлено.

Почвы исследуемого района характеризуются пониженной численностью микроорганизмов и сравнительно низкой активностью протекания микробиологических процессов, что в принципе характерно для избыточно увлажненных торфяноболотных почв северотаежной зоны.

По результатам мониторинга и изучению существующих методов рекультивации шламовых амбаров, а это засыпка привозными грунтами, выявлена необходимость разработки такой технологии рекультивации шламовых амбаров, которая была бы эколого-экономически выгодна и, прежде всего, ускоряла процесс восстановления исходных экосистем или создавала условия для возникновения новых.