Инновации

Краткое описание: Система для унифицированного учета почвенных ресурсов города создает базу для осуществления эффективного экологического менеджмента почвенного покрова, как на отдельных участках землепользования, так и для всего города в целом. Систематическое изучение генетической сущности городских почв и их естественной и антропогенной эволюции позволяет выработать систему ухода за почвами отдельных земельных участков соответствующую природным закономерностям, отвечающую безопасности населения и экологическим нормам.

Необходимым этапом для проведения оценки почв города в рамках отдельных земельных участков является полевое обследование территории. Исследование и картографирование городских почв является весьма трудной задачей, поскольку они имеют достаточно сложное строение из-за горизонтальной и вертикальной вариабельности, поэтому к ним нельзя полностью применить методики картографирования природных почв.

Перечень свойств необходимый для изучения устанавливается в соответствии с особенностями экологического законодательства города и его географического положения, вида функционального использования и воздействия на почвенный покров. Оценка почв и воздействия послужит основой для дальнейших управленческих решений. Результаты обследования должны быть отражены в паспорте почв или акте обследования почв, сделанном по единому образцу.

Процедура проведения работ по обследованию почв состоит из следующих этапов: составление перечня основных источников антропогенного воздействия на почвы земельного участка и установление ареалов их влияния; оценка экологического качества почв (полевые работы; лабораторно-аналитические работы; составление картосхемы почв); определение соответствия показателей качества обследованных городских почв и воздействия на них установленным требованиям; составление акта обследования.

Степень готовности: идея, задел в виде научных публикаций, уже проведенных НИР.

Разработчики: д.б.н. Яковлев А.С., к.б.н. Прокофьева Т.В. (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.), Мартыненко И.А., к.б.н.М.В. Евдокимова (сотрудники каф. географии почв, земельных ресурсов и оценки почв)

Срок реализации: 9 месяцев

Ожидаемые результаты: Текст пошаговых методических рекомендаций по проведению крупномасштабного обследования для картографирования и экологической оценки почв земельного участка на городской территории с таблицами для расчета количества разрезов на единицу площади, системой условных обозначений (цветовые и штриховые решения) для карт почв, почвообразующих пород и картограмм качества, матричными таблицами для визуализации оценки качества почв по почвенным выделам.

Работа позволит эффективно и унифицировано проводить обследование почв для получения картографической и оценочно-экологической информации для реестров земельных и почвенных ресурсов, для разработки мероприятий по охране экологическому менеджменту и учету почв земельных участков.

Предложения по сотрудничествуВозможный заказчик: Департамент природопользования правительства крупного города или области.

Краткое описание технологии. Предлагаемая система почвенно-экологического мониторинга включает наблюдение, оценку и прогноз герметичности объектов подземного хранения природного газа, эксплуатация которых, как правило, сопровождается некоторыми потерями газа в пласте. Выбор почвенного покрова в качестве объекта мониторинга обусловлен преимущественным окислением метана в нем над возникающими ореолами рассеяния. Система включает следующие мероприятия: анализ геологических структур и выявление зон вертикальной и горизонтальной трещиноватости; проведение газо-геохимической съемки почв и установление степени загазованности вторичных скоплений газообразных углеводородов; оценка активности бактериального образования, окисления метана и эмиссии метана в атмосферу в почвах различных геохимических зон, литолого-геоморфологических и гидротермических условий. Необходимая корректность исследований газового состава, активности бактериального окисления и других параметров контролируется фоновым мониторингом. Годовое суммарное количество окисленного и эмиссионного метана представляют потери этого газа при хранении. Прогноз потерь газа осуществляется с помощью составления прогнозных карт. Заключительным и поверочным этапом мониторинга является анализ твердофазных геохимических признаков трансформации почв под влиянием природного газа.

Степень готовности. Завершена НИР, результаты апробированы на двух подземных хранилищах газа.

Разработчики. К.б.н., с.н.с. Кулачкова С.А. (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.), кафедра географии почв ф-та почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова.

Срок реализации. Для адаптации системы мониторинга на новом газохранилище необходимы предварительные исследования в течение 1 года

Ожидаемые результаты. Предлагаемая система нововведений в области мониторинга герметичности подземных газохранилищ позволит выявить источники, пути диффузионно-конвективного переноса, ореолы рассеяния, бактериального окисления, утилизации, эмиссии в атмосферу неучтенного природного газа и модифицированных газов, твердофазных геохимических признаков трансформации почв под влиянием флюидов, на основе чего можно делать выводы о герметичности подземных резервуаров и оценивать естественные потери природного газа.

Предложения по сотрудничеству. Система мониторинга предназначена для использования на подземных газохранилищах и разрабатываемых нефтегазовых месторождениях.

Краткое описание. В результате аварии на Чернобыльской АЭС значительная часть территории Тульской (главным образом Плавского и Чернского районов) и Брянской (Новозыбковский район) подверглась загрязнению радиоактивными изотопами (рис. 6). Поскольку последние прочно сорбируются почвой и способны перемещаться вместе с ней, процессы эрозии почв должны быть определяющими в горизонтальном переносе радионуклидов (рис. 6). Интенсивность перераспределения радионуклидов на склонах определяется степенью загрязнения почвы и величиной смыва. Вклад смыва почвы в баланс радиоцезия на склоновых землях может показаться небольшим. С другой стороны, эта величина почти в 20 раз превышает отчуждение радиоцезия с урожаем сельскохозяйственных культур. Таким образом, на современном этапе фактор эрозии является, как минимум, вторым по значимости в расходной статье баланса радиоцезия на пахотных склонах.

Степень готовности. Метод готов для патентования.

Разработчики. Сотрудники кафедры эрозии и охраны почв факультета почвоведения МГУ: академик РАН, профессор М.С. Кузнецов (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.), профессор кафедры, доктор биологических наук В.В.Демидов.

Срок реализации. 2 года.

Ожидаемые результаты. Разработанный метод по оценке загрязнения радионуклидами дает возможность делать прогноз о миграции и аккумуляции радионуклидов (и других загрязняющих веществ) продуктами эрозии.

Рис. 6. Карта-схема районирования территории Плавского и Чернского районов по интенсивности отчуждения 137Cs с твердым поверхностным стоком.

 

Предложения по сотрудничеству. Возможные заказчики: Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации, региональные Министерства природных ресурсов, Министерство экологии и природопользования Правительства Московской области, управления научно-технического развития и экологической безопасности промышленных предприятий.

Краткое описание. В современном градостроительстве широко используются насыпные грунты, содержащие строительный и бытовой мусор, заторфованные грунты, иловые осадки сточных вод полей фильтрации, представляющие опасность в связи со способностью генерировать биогаз, содержащий метан (55-65%), углекислый газ (35-45%), примеси азота, водорода, кислорода и сероводорода. Наличие углеводородных газов в зоне строительства влияет на пожаро-взрывоопасность жилых домов. В этой связи в своде правил по инженерно-экологическим изысканиям для строительства рекомендовано проведение газогеохимических исследований на участках преобладания названных выше грунтов. Эти работы включают проведение шпуровых газовых и эмиссионных съемок с целью выявить пожароопасные грунты по содержанию метана и углекислого газа (рис. 7). Но, помимо пожароопасных свойств подобные грунты несут и экологическую опасность, особенно существенную при строительстве жилых домов и социальных объектов, и которую нужно учитывать при разработке новых нормативных документов по инженерно-экологическим изысканиям. Она связана с негативным влиянием повышенных концентраций газов на здоровье человека.

Существующая методика газогеохимических исследований усовершенствована путем:

1) разработки экологических норм содержания названных газов;

 

Рис. 7. Пример прогнозной карты изменения содержания СО2 в почвенно-грунтовом воздухе на одном из объектов строительства на насыпных грунтах

2) разработки методов прогноза сезонных изменений газовых характеристик (ранее временной аспект не учитывался, но показатели содержания метана и диоксида углерода существенно меняются в зависимости от сезонных флуктуаций, и необходимой мерой улучшения качества работ является введение строгих экологических регламентов на время проведения работ и установление закономерностей, отражающих динамику показателей в течение всего года);

3) разработки методики определения и оценочных критериев для активности бактериального окисления метана, дополняющей преставления об общем содержании метана в газогенерирующем теле, а также характеризующей способность грунтов утилизировать метан, что снижает пожароопасность грунтов, но приводит к появлению в почвах и приповерхностных слоях атмосферы значительных концентраций углекислого газа.

Степень готовности. Методика апробирована на множестве объектов в г.Москве и Московской области.

Разработчики. Коллектив газогеохимической лаборатории факультета почвоведения МГУ: к.б.н., с.н.с. Кулачкова С.А. (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.) (каф. географии почв), Лебедь-Шарлевич Я.И.

Сроки реализации. Обследование объекта в среднем занимает две недели-месяц.

Предложения по сотрудничеству. Методика может использоваться организациями, осуществляющими инженерно-экологические изыскания и экологический контроль.

Краткое описание. В настоящее время в мелиоративной практике имеется большое количество технических решений, направленных на повышение эффективности конструкций дренажных систем и других дренажных элементов. Однако, часто фиксируется выход дренажа из строя или различная степень снижения его функционирования. Для устранения возможных негативных последствий, связанных с изменением гидрологического режима территорий при строительстве сооружений, малых архитектурных форм, ландшафтном озеленении обязательно должен быть выполнен предпроектный анализ территории, который базируется на предварительных инженерно-геологических, почвенно-мелиоративных и гидрологических изысканиях, на специальной почвенной карте для целей благоустройства и озеленения территории. Ландшафтное обустройство участков также предъявляет особые требования к строительству дренажа.

Наличие древесных насаждений на расстоянии менее 20 м от дренажных линий способствует проникновению корней в дрены и выходу дренажа из строя.

Для предотвращения проникновения корней растений в гончарные и пластмассовые дрены возможна герметизация дрен в зоне действия корневой системы,  обработка антисептиком (карболиниеум), засыпка дрен шлаком, содержащим серный колчедан, закладка дрен на глубину >1,2 м и более и др.  Однако, такие технологические мероприятия затратны и часто не выполняют свою функцию. Поэтому нами разработана и апробирована технология при ландшафтном строительстве: повышенный уклон дрен – 0,008-0,01 и характерная траншейная засыпка с дополнительным фильтром (геотекстилем) (рис. 8).

Рис. 8. Схема устройства дренажа

Здесь, во-первых, сама дрена имеет защитный фильтр, выполненный из геотекстиля, кокосового волокна, стекловолокнистого холста типа ВВ-АМ, ВВ-Г, ВВ-Т, выполняющих двоякую функцию, как против заиливания, так и против проникновения корней растений.

Дрена с фильтром имеет гравийную обсыпку, диаметр гравия 20-40 мм. На поворотах уклоны достигают 0,02-0,03. Высокие значения уклона на изгибах позволят обойтись без строительства дополнительных ревизионных вертикальных колодцев.

Материалы, применяемые для дренажных работ, должны быть устойчивы к колебаниям температуры воздуха и механическому давлению почвогрунта, а также к воздействию почвенно-грунтовых вод, корневой системы растений и микроорганизмов. Более высокой прочностью, чем стеклохолст, обладает нетканое иглопробивное полотно (Стабиленка – Германия; Бидим – Франция;  Дорнит – Россия;  Тайпар – США;  Террам – Англия; Фибертекс – Бельгия и др.). В качестве фильтрующих материалов в зависимости от почвообразующих пород необходимо использовать крупнозернистый песок, гравий, щебень, гальку, волокнистый торф, дерн, мох, солому, еловые ветки, вереск и древесные опилки, которые создают гидравлическую связь поверхностного слоя с дреной. Также апробированы в качестве фильтрующих материалов и дренажно-изоляционные материалы: из отечественных – дренажно-изоляционный материал “Дрениз“. Его конструкция выполнена из ПВХ листа ячеистого профиля и скрепленного с ним нетканого материала (ТУ 2246-00117707235-2001). Альтернативой отечественным дренажно-изоляционным материалам могут быть и другие: «Дельта» – производитель DORKEN; «Delta EQ-Drain», «Тефонд», «Enkodrain».

В лесопарковой зоне, зоне сплошного газона и цветников апробирована траншейная обратная засыпка, которая может заполняться предварительно вынутым и обогащенным органическим веществом мелкоземом с влажностью менее наименьшей влагоемкости.

Степень готовности разработки. Технологии апробированы на многочисленных объектах малоэтажного строительства (более 100 объектов) в Московской, Тверской, Тульской областях и возможен повышенный спрос на технологию.

Разработчики. Ковалев И.В. – д.с.-х..н., в.н.с. факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)Ковалева Н.О. – д.б.н., зав. Лабораторией  экологического почвоведения факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.).

Сроки реализации. 1 год.

Предполагаемые заказчики: ландшафтно-строительные кампании, агрофирмы.

 

Научная работа