DE3003083C2

DE3003083C2 - Mikrobiologisches Verfahren zur Rekultivierung von Kippen bzw. Abraumhalden

Info

Publication number: DE3003083C2
Application number: DE3003083A
Authority: DE
Inventors: Anatoly N. Choro&scaron;avin; Irina V. Katawva; Aleksandr P. Perm Krasavin; Gennady A. Oborin
Original assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ I PROEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ INSTITUT OCHRANY OKRUZAJUSCEJ PRIRODNOJ SREDY V UGOL'NOJ PROMYSLENNOSTI PERM SU
Current assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ I PROEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ INSTITUT OCHRANY OKRUZAJUSCEJ PRIRODNOJ SREDY V UGOL'NOJ PROMYSLENNOSTI PERM SU
Priority date: 1980-01-29
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1986-01-16
Also published as: DE3003083A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein mikrobiologisch!.-;. Verfahren zur Rekultivierung von Kippen bzw. Abraumhalden nach deren Ebnen durch Behandlung mit Düngemitteln und Biopräparaten, Pflügen, Besäen mit Samen von Hülsenfruchtgewächsen und Gräsern und Begießen mit Wasser.
Es ist ein Verfahren zur Rekultivierung von Aschehalden durch deren biologische Befestigung unter Verwendung von häuslichen Abfällen bekannt (UdSSR-Erfinderschein 5 15 482), nach dem man die Oberfläche der Aschenhalden in Gräben teilt, die man mit ungereinigtem häuslichen Abwasser bis zu einer Tiefe von 20 bis 30 cm füllt und anschließend pflügt. Die Füllung der Gräben mit häuslichem Abwasser und das anschließende Pflügen nimmt man mehrmals (sechs- bis siebenmal) vor. Nach der Durchführung dieser Arbeiten besät man die Aschehalden mit mehrjährigen Gräsern oder Getreide und technischen Kulturen und begießt mit Wasser.

Ein Nachteil dieses Verfahrens ist der langsame Prozeß der Bodenbildung (Bodenverbesserung). Dieser Nachteil ist dadurch bedingt, daß in den Aschehalden nur häusliche Abwasser, die organische Stoffe und biogene Elemente enthalten, geleitet werden. Diese stimulieren aber die Lebenstätigkeit nicht nur der nützlichen Mikroflora, sondern auch von Mikroorganismen, die Antagonisten sind und die nützliche Mikroflora unterdrücken. Auch geht der Prozeß der Bodenbildung deshalb langsam vor sich, weil der Gehalt der >«schehalden an Bodenmikroorganismen unbedeutend ist, wobei zu berücksichtigen ist, daß einige Mikroorganismen, die im häuslichen Abwasser enthalten sind, eine Quelle für Infekticn von Menschen, Tieren und Pflanzen sein können. Aus dem UdSSR-Urheberschein 4 94 139 ist die Impfung mit Bodenorgtnismen unter Verwendung von Präpar&ien, beispielsweise von Azotobakterin, Nitragin, zur Bildung einer Humusschicht im Verlaufe von drei bis sieben Jahren bekannt. Diese lange Periode der Bodenbildung ist dadurch bedingt, daß man die Impfung mit Mikroorganismen vornimmt, die an die Bedingungen der Kippen- und Haldengesteine nicht angepaßt sind. Außerdem kommt es infolge eines mehrmaligen Einbringens von Humus zu einer Verdichtung und Erhärtung des Bodens unter der aufgebrachten Humusschicht. Die erhärtete Schicht wird infolge fehlenden Kapillarwasserumlaufes für die Pflanzenkulturen undurchdringbar, wodurch der Prozeß der Bodenbildung, die zudem sehr arbeitsintensiv ist, verlangsamt wird.

Aus der DD-PS 1 24 760 ist ein Verfahren zur Rekultivierung von Tagebaukippen bekannt, das zur Beschleunigung der Rekultivierung die Verwendung von Kunstdüngermischungen mit 5 bis 10% N-, 3 bis 6% P2O5-, 3 bis 6% K₂O-Wirkstoff, 28 bis 39% Trägerstoff enthaltendem NKP-Kunstdünger und 50 bis 60% Mikroelemente, organische Säuren, wie Humus- und Huminsäuren enthaltendem bioaktivem Lignit mit 0,5 bis 4 mm Körnung und gegebenenfalls bioaktive Lignitgraupen vorsieht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mikrobiologisches Verfahren zur Rekultivierung von Kippen und Abraumhalden zu entwickeln, welches ohne die Anwendung von Kunstdüngern den Prozeß der Bodenbildung aus Kippen und Halden beschleunigt, ihre rasche Bepflanzung ermöglicht, einfach in der Durchführung ist und keine großen Investitionen erfordert.

Das wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß erreicht durch die Verwendung von bei der Reinigung von häuslichem Abwasser anfallendem Schlamm als Düngemittel, das Einbringen eines Huminpräparates, welches eine Kultur des Humus produzierenden Schimmelpilzes Aspergillus niger, abgetrennt aus der betreffenden Kippe bzw. Halde enthält Impfen der mit den Samen von Hülsenfruchtgewächsen und Gräsern besäten Oberfläche von Kippen bzw. Halden mit einem bakteriellen Präparat, welches eine Kultur von ammonifizierenden und nitrifizierenden Bakterien, abgetrennt aus der betreffenden Kippe bzw. Halde, enthält und Impfen der Oberfläche der Kippen bzw. Halden mit einem Präparat, welches eine Kultur der aus der Kippe bzw. Abraumhalde abgetrennten azotobakter- und phosphatlösenden Bakterien enthält, während des Aufgehens und der Bestockung der Pflanzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren enthält sich daher vollständig der Kunstdüngerverwendung und arbeitet rein mit biologischer Bodenbereitung und Düngung. Dabei werden keine Bakterienkulturen verwendet die irgendwelchen Sammlungen entnommen sind, vielmehr finden Bakterienkulturen Verwendung, deren Bakterien der zu begrünenden Kippe bzw. Abraumhalde selbst entnommen sind. Es hat sich nämlich gezeigt daß mit den der Halde bzw. Kippe entnommenen Bakterien sehr viel wirksamere und schneller wirkende Bakterienkulturen erzielt werden als mit irgendwelchen aus Sammlungen eriiältlichen Bakterienkulturen, da diese erst einen Adapüonsprozeß an die besonderen Verhältnisse und das Mikroklima der betreffenden Halde bzw. Abraumkippe durchlaufen müssen, wobei nicht selten sonst zur Huminbildung und Stickstoffansammlung sowie zur Phosphatlösung geeignete Bakterienkulturen auf bestimmten Kippen und Abraumhalden eingehen, da sie an die speziellen Verhältnisse dort nicht adaptiert sind.

Man verwendet vorzugsweise ein Huminpräparat in Form einer wäßrigen Suspension, welche in 1 Liter 4 bis 7 g, bezogen auf das Trockengewicht, der Kultur Aspergillus niger enthält in einer Menge von 80 bis 100 g aktive Komponente je 1 m¹ der zu rekultivierenden Fläche. Ein solches Präparat läßt sich mit den Teilchen des Kippen- bzw. Haldenmateriais leicht vermischen und ersetzt vollständig die Verwendung der Bodenhumusschicht

Zum Impfen der mit Samen besäten Oberfläche der Kippen bzw. Halden wird zweckmäßig ein Präparat in Form einer wäßrigen Suspension verwendet welche in 1 Liter (in Gramm nach dem Trockengewicht) 0,1 bis 0,2 g der Kultur Bacillus mycoides, 0,07 bis 0,15 g der Kultur Nitrosomonas europaea und 0,08 bis 0,15 g der Kultur Nitrobacter Winogradskyi enthält Die aufzuwendende Menge an Präparat'für das Impfen beträgt 0,25 bis 0,5 g aktive Komponente je 1 m² der zu rekultivierenden Räche. Im folgenden sei dieses Präparat der Kürze wegen mit »BNN« bezeichnet wobei BNN die Anfangsbuchstaben der Bezeichnungen der Bakterien Bacillus, Nitrosomonas, Nitrobacter sind.

Das Präparat »3NN« läßt sich gut mit Wasser versprühen und wird durch die Teilchen des Kippen- bzw. Haldenmaterials gut sorbiert Der genannte Gehalt an der aktiven Komponente in dem Präparat ist ausreichend für eine wirksame Bodenbildung.

Zum Impfen der Kippen bzw. Hainen während des Aufgehens der Pflanzen und ihrer Bestockung verwendet man vorzugsweise ein Präparat in Form einer wäßrigen Suspension, welche in 1 Liter (in Gramm nach dem Trockengewicht) 0,1 bis 03 g der Kultur Azotobacscr ch.-ccccccum und 0,15 bis 0,2 g der Kultur Bacillus megaterium enthält. Die aufzuwendende Menge des Präparats für das Impfen beträgt 0,25 bis 0,5 g aktive Komponente je 1 m² der zu rekultivierenden Fläche. Dieses Präparat sei im nachfolgenden der Kürze wegen mit »AB« bezeichnet, wobei A und B die Anfangsbuchstaben der Bezeichnungen der Bakterien Aztlobacter und Bacillus sind.

Das Präparat »AB« läßt sich ebenfalls gut mit Wasser versprühen und wird durch die Teilchen des Kippenbzw. Haldenmaterials gut sorbiert. Der genannte Gehalt an der aktiven Komponente in dem Präparat ist ausreichend für eine aktive Entwicklung der Mikroorganismen und für die Synthese von für die Pflanzen notwendigen Nährstoffen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Rekultivierung von Kippen und Abraumhalden begünstigt die Lösung eines wichtigen Problems des Umweltschutzes und ermöglicht die Bepflanzung des zu rekultivierenden Geländes.

Durch die Verwendung des Huminpräparates und das Impfen mit den bakteriellen Präparaten »BNN« und »AB« entfällt die Notwendigkeit, auf die Oberfläche der zu rekultivierenden Kippen bzw. Halden teuere fruchtbare Humusschichten aufzubringen. Im nächsten Jahr ist keine zusätzliche Bodenverbesserung auf den zu rekultivierenden Flächen notwendig, weil ein rascher Prozeß der Bodenbildung und Vergrasung der Oberfläche der Kippen bzw. Halden beobachtet wird. Solche Flächen können nach Ablauf von 2 bis 3 Jahren in der Landwirtschaft zum Setzen von Kulturpflanzen benutzt werden. Diese Zeit ist um das 2- bis 3fache kürzer als die Dauer der Rekultivierung nach dem bekannten konventionellen Verfahren unter Verwendung einer von anderen Flächen abgenommenen Bodenhumusschicht.

Die zur Rekultivierung bestimmten Kippen und Halden, welche beispielsweise durch die Gewinnung von Stein- und Braunkohle, Brand- und Kohlenschiefern, entstehen, sowie verschiedene Aschehalden werden zunächst geebnet; dann wird die geebnete Fläche gegebenenfalls planiert. Im Falle einer Halde wird der Gipfel abgenommen unter anschließender Terrassierung des Haldengesteins. Wenn der pH-Wert des Haldengesteins ω niedrig ist (2 bis 3), ist ein solches Gestein mit einem Neutralisierungsmittel zu behandeln. Als Neutralisierungsmittel kommen Kalk, Abfallprodukte der Sodaherstellung, Kalkstein und dergleichen in Frage. Vorzugsweise verwendet man jedoch als Neutralisierungsmittel Abfallprodukte der Sodahersteilung, welche ein Gemisch von Kalziumoxyd und Kalziumkarbonat enthalten. Die Menge der für die Neutralisation des Kippen- bzw. Haldengesteins verwendeten Abfallprodukte wird entsprechend der hydrolytischen Azidität der jeweils zu rekultivierenden Kippe bzw. Halde berechnet.

In die vorbereitete Fläche der zu rekultivierenden Kippe bzw. Halde bringt man ein Düngemittel, welches biogene Elemente (Stickstoff, Phosphor, Kalium) enthält, in einer Menge von 1,5 bis 2 kg je 1 m² der zu

behandelnden Fläche ein. Als solches Düngemittel dient der bei der Reinigung von häuslichem Abwasser anfallende Schlamm. Danach bringt man in die zu rekultivierende Fläche der Kippe bzw. Halde ein Huminpräparat in Form einer wäßrigen Suspension ein, welche in 1 Liter nach dem Trockengewicht 4 bis 7 g der Kultur Aspergülus niger enthält Die Menge des Huminpräparates beträgt 80 bis 100 g aktive Komponente je 1 m² der zu rekultivierenden Fläche. Die Verwendung des genannten Huminpräparats bringt einen großen ökonomischen Effekt, der darauf zurückzuführen ist, daß dieses Präparat auf der Basis von Kohlenschiefern bereitet wird, die in dem Kippen- bzw. Haldengestein bei der Steinkohlegewinnung enthalten sind, d. h. Abfallprodukte darstellen. Diese Kohlenschiefer sind ein gutes Nährmedium für die Züchtung des Pilzes Aspergülus niger, der Huminsäuren und andere organische Stoffe produziert, die dem Präparat biologische Wirksamkeit verleihen.
Das Kuminpräparat wird durch Kultivieren der Schimmelpilze Aspergillus niger, die Humus produzieren, auf einem Nährmedium bereitet das Kohlenschiefer enthält. Bekanntlich enthalten Kohlenschiefer Kohlenstoff, Eisen, Aluminium, Stickstoff; Schwefel, Phosphor, Kalium, Kupfer, Bor, Mangan. All diese Elemente sind notwendig für die Lebenstätigkeit des Schimmelpilzes Aspergillus niger, weshalb Kohlenschiefer als Näiirmedium für diesen Pilz verwendet werden können.

Kohlenschiefer mahlt man und entnimmt die Fraktion mit einer Teilchengröße von höchstens 1 mm² in einer Menge von 6 bis 8 Gew.-°/o. Die Fraktion vermischt man mit Wasser und gibt der erhaltenen Suspension 20 bis 40 Gew.-% einer Kohlenstoffquelle zu. Als Kohlenstoffquelle dienen z. B. die Abwasser von Konditoreiwarenfabriken, welche 0,5 bis 1% Zucker enthalten. Dann impft man diese als Nährmedium dienende Suspension mit der Kultur des Schimmelpilzes Aspergillus niger, der Humus produziert, und züchtet diesen bei einer Temperatur von 25 bis 30° C im Verlaufe von 10 bis 15 Tagen. Die Biomasse des Pilzes, die Produkte seiner Lebenstätigkeit (Humus und andere organische Stoffe), die Reste vom Kohlenschiefer — all das zusamme^· =.vird als Huminpräparat verwendet

Der Gehalt des Präparates an Humuj beträgt 3 Gew.-%, der an Gesamtstickstoff 0,5 Gew.-%.
Der verwendete Schimmelpilz Aspergillus niger wird aus dem zu rekultivierenden Kippen- bzw. Haldengestein abgetrennt und dann auf Czapek-Nährmedium bei einer Temperatur von 25 bis 3O⁰C für die Herstellung von Speicherkultur gezüchtet

Die Verwendung des Huminpräparates zur Rekultivierung von Kippen bzw. Haldengestein macht es möglich, den arbeitsintensiven und teuren Prozeß des Aufbringens einer von anderen fruchtbaren Grundstücksflächen abgenommenen natürlichen Humusschicht und die damit verbundenen arbeitsintensiven Arbeiten sowie den materiellen Aufwand für die Wiedernutzbarmachung der letzteren zu vermeiden.

Nach dem Einbringen des Huminpräparates in die zu rekultivierende Fläche pflügt man diese bis zu einer

Tiefe von 15 bis 20 cm und besät sie mit den Samen mehrjähriger Pflanzen. Man verwendet dazu gewöhnlich ein Gemisch von Hülsenfruchtgewächsen und Gräsern, beispielsweise ein Gemisch von Steinklee (Melilotus) und Trepse (Bromus), ein Gemisch von Klee (Trifoleum) und Straußgras (Agrostis) und andere geeignete Kulturen.

35 Die Aussaatnorm der Samen beträgt 0,15 bis 0,020 kg je 1 m²der Fläche.

Die mit dem Samen besäte zu rekultivierende Fläche impft man mit dem bakteriellen Präparat »BNN« in Form einer wäßrigen Suspension, welche in ! Liter (in Gramm nach dem Trockengewicht) 0,1 bis 0,2 der Kultur ammonifizierender Bakterien, beispielsweise Bacillus mycoides, 0,07 bis 0,15 der Kultur nitrifizierender Bakterien, beispielsweise Nitrosomonas europaea und 0,08 bis 0,15 Nitrobacter Winogradskyi, enthält
Die Menge des eingebrachten Präparates »BNN« beträgt 0,25 bis 0,5 g aktive Komponente je 1 m² der zu rekultivierenden Fläche.

Die Bakterien des Präparates »BNN« beteiligen sich an den Prozessen der Umwandlung des Stickstoffes, d. h. sie überführen den Stickstoff aus der schwer zugänglichen Form in eine für die Pflanzen zugängliche Form. Außerdem bilden sich durch den Metabolismus dieser Bakterien solche starken Reagenzien wie Ammoniak und Salpetersäure, welche das Kristallgitter des Minerals zerstören und dadurch das Gestein in Boden verwandeln.

Die zu rekultivierende Fläche impft man während des Aufgehens der Pflanzen erfindungsgemäß mit dem

bakteriellen Präparat »AB« in Form einer wäßrigen Suspension, welche in 1 Liter 0,1 bis 03 g (nach dem Trockengewicht) Azotobacter, beispielsweise Azotobacter chroococcum, und 0,15 bis 0,2 g phosphatlösende Bakterien, beispielsweise Bacillus megaterium, enthält. Die Menge des eingebrachten Präparates »AB« beträgt

50 0,25 bis 0,5 g aktive Komponente je 1 m² der zu rekultivierenden Fläche.

Während der Bestockung der Pflanzen führt man ein nochmaliges Impfen mit dem Präparat »AB« der gleichen Zusammensetzung und in gleicher Menge wie auch beim Impfen während des Aufgehens der Pflanzen durcn. Nach dem Impfen begießt man die Pflanzen mit Wasser.

Die in die zu rekultivierende Fläche mit dem Präparat ».Λ Q< < eingebrachten Azotobacter und phosphatlösenden Bakterien bilder, durch den Metabolismus organische Stoffe, wie heterozyklische Verbindungen, Karbonsäuren, Aminosäuren, verschiedene Vitamine usw, welche für die Pflarzen während des Aufgohens und der Bestockung besonders notwendig sind. Außerdem überführen 'Me phosphatlösenden Bakterien die Phosphate aus der schwerlöslichen Form in die für die Assimilation durch die Pflanzen leicht zugängliche lösliche Form.

Die für die Bereitung der Präparate »BNN« und »AB« zu verwendenden Bakterien trennt man vorher aus den zu rekultivierenden Kippen bzw. Halden ab. Diese Maßnahme macht es möglich, die mit der Adaption der Bodenbakterien dieser Art an die Bedingungen der zu rekultivierenden Kippen bzw. Halden verbundene langwierige Operation zu vermeiden. Die Abtrennung der genannten Bakterien aus den zu rekultivierenden Kippen bzw. Halden bereitet keine Schwierigkeiten, weil sie nach einer bekannten Methodik durchgeführt werden kann. Diese Methodik besteht darin, daß man Proben des Kippen- bzw. Haldenmaterials entnimmt und diese in Wasser suspendiert Eine solche wäßrige Suspension verwendet man als Impfmaterial, mit dem man ein bekanntes eiehtives Nährmedium, beispielsweise Peptonwasser, Winogracfukyi-Nährmedium, Derx-Nährmedium, Pikowskaja-Nährmedium oder andere geeignete Nährmedien, beimpft. Auf den genannten Nährmedien züchtet man die Speicherkultur der ammonifizierenden und nitrifizierenden Bakterien, die für die Bereitung des

Präparates »>BNN« verwendet wird, und die Speicherkultur von Azotobacter und der phosphatlösenden Bakterien für die Bereitung des Präparates »AB«.

Somit ist der Prozeß der Abtrennung der Bakterien aus den zu rekultivierenden Kippen bzw. Maiden einfach und leicht durchführbar und erfordert keinen bedeutenden materiellen Aufwand.

Für die Bereitung des Präparates »BNN« verwendet man zweckmäßig folgende Bakterien: Bacillus rnycoides. Nitrosomonas europaea und Nitrobacter Winogradskyi. die durch erhöhte Aktivität im Vergleich zu anderen Arten von ammonifizierenden und nitrifizierenden Bakterien gekennzeichnet sind. Die Speicherkultur der ammonifizierenden Bakterien in einer Menge von 0,1 bis 0,2 g (nach dem Trockengewicht) und die Speicherkultur der nitrifizierenden Bakterien in einer Menge von 0,07 bis 0,15 g suspendiert man in Wasser. Ein solches bakterielles Suspensionsgemisch ist das Präparat »BNN« und ist gebrauchsfertig.

Was die Bereitung des Präparates »AB« anbelangt, so wird dieses ebenfalls durch Suspendieren der Speicherkulturen in Wasser bereitet. Dazu nimmt man die Kultur Azotobacter in einer Menge von 0,1 bis 0,3 g (nach dem Trockengewicht) und die Kultur der phosphatlösentlen Bakterien in einer Menge von 0,15 bis 0,2 g (nach dem Trockengewicht), suspendiert in Wasser und vermischt. Kin solches bakterielles Suspensionsgemisch ist das Präparat »AB« und ist gebrauchsfertig.

Wie aus der angeführten Beschreibung hervorgeht, bereitet die Bereitung der vorgeschlagenen Präparate ebenfalls keine Schwierigkeiten.

Somit ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Rekultivierung von Kippen und Halden keinen großen Energieaufwand, keine teuren und knappen Komponenten und keine speziellen Einrichtungen erfordert, einfach in der Durchführung und deshalb wirtschaftlich vorteilhaft ist und daß die Technologie zur Bereitung des verwendeten Huminpräparates sowie der Präparate »BNN« und »AB« einfach und leicht durchführbar ist.

Da man für die Bereitung der genannten Präparate aus der zu rekultivierenden Kippe bzw. Halde abgetrennte Bakterien verwendet, ist es möglich, die vorhergehende langwierige (1 bis 2 Jahre dauernde) Adaption der Bodenbakterien an die Bedingungen der zu rekultivierenden Kippen bzw. Halden zu vermeiden.

Das erfindungsgemäße Verfahren macht es möglich, die Rekultivierung der Kippen bzw. Halden bereits im ersten Jahr der Rekultivierung herbeizuführen. Das bedeutet, daß das Einbringen des Huminpräparates und der bakteriellen Präparate »BNN« und »AB« nur während der ersten Vegetationsperiode des Pflanzenwachstums vorgenommen wird; im zweiten Jahr brauchen sie bereits nicht mehr eingebracht zu werden.

Alle diese Vorteile können leicht erreicht werden bei genauer Einhaltung der genannten Reihenfolge der Arbeitsstadien und insbesondere der Impfung mit den Präparaten »BNN« und »AB«. Bei Nichteinhaltung der genannten Reihenfolge können die gewünschten Resultate nicht so erreicht werden, und der Prozeß der Bodenbildung wird langsam vor sich gehen.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nachstehend folgende Beispiele angeführt.

Beispiel 1

Man rekultiviert Haidengestein vom Kohiebergbau, weiches aus Argilliten, Aleuroüicn und Qüarzsandstemen mit Pyriteinschlüssen besteht und folgende Elemente enthält: Gesamtkohlenstoff 9,9 Gew.-%, Gesamteisen 47,7 Gew.-%, Gesamtaluminium 8,7 Gew.-%, Gesamtstickstoff 0,21 Gew.-%, Gesamtschwefel 1.1 Gew.-°/o, Phosphate 0,0069 Gew.-%, Kalium 0,01 Gew.-%, Kupfer 0,02 Gew.-°/o, Bor 0,17 Gew.-%, Mangan 0,27 Gew.-°/o. Der pH-Wert des Gesteins beträgt 2,45 bis 3,56.

Die Oberfläche ebnet man, führt eine Planierung durch und parzelliert in 2 m² große Parzellen. In jede Parzelle bringt man zur Neutralisation der toxischen Eigenschaften des Gesteins ein Gemisch von CaO und CaCO₃ als Neutraluierungsmittel in einer Menge von 1 kg je 1 m² Fläche ein. Danach bringt man in das Gestein den bei der Reinigung von häuslichen Abwässern erhaltenen Schlamm als Düngemittel ein. Die Menge dieses Düngemittels beträgt 1,5 kg je 1 m² der zu rekultivierenden Fläche. Danach bringt man das Huminpräparat in Form einer wäßrigen Suspension ein, welche in 1 Liter 4 g (nach dem Trockengewicht) der Kuitur Aspergillus niger enthält.

Die Menge des Huminpräparates beträgt 80 g (umgerechnet auf die aktive Komponente) je 1 m² der zu rekultivierenden Fläche.

Das auf diese Weise behandelte Gestein pflügt man bis zu einer Tiefe von 20 cm und besät es mit den Samen mehrjähriger Pflanzen. Dazu verwendet man ein Gemisch von Hülsenfruchtgewächsen und Gräsern. Die Aussaatnorm der Samen beträgt 0,015 kg je 1 m² der zu rekultivierenden Fläche. Danach impft man die Haldenoberfläche mit dem Präparat »BNN« und während des Aufgehens und der Bestockung der Pflanzen mit dem Präparat »AB«. In den genannten bakteriellen Präparaten ist die Menge der Kultur in Gramm nach dem Trockengewicht angegeben.

Das mit dem Samen besäte Gestein impft man mit dem bakteriellen Präparat »BNN« in Form einer wäßrigen Suspension, welche in 1 Liter 0,1 g der Kultur Bacillus mycoides, 0,07 g der Kultur Nitrosomonas europaea und 0,08 g der Kultur Nitrobacter Winogradskyi enthält Die genannten Bakterien itrurden aus dem für die Rekultivierung gewählten Ausgangsgestein abgetrennt Die Menge des in das Gestein eingebrachten Präparates »BNN« beträgt 0,25 g aktive Komponente je 1 m² der zu rekultivierenden Fläche. Während des Aufgehens der Pflanzen führt man das Impfen mit dem bakteriellen Präparat »AB« in Form einer wäßrigen Suspension durch, weiche in 1 Liter 0,1 g der Kultur Azotobacter chroococcum und 0,15 g der Kultur Bacillus megaterium enthält Die Menge des eingebrachten Präparates »AB« beträgt 0,25 g aktive Komponente je 1 m² der zu rekultivierenden Fläche. Die in dem Präparat »AB« enthaltenen Bakterien wurden ebenfalls aus dem für die Rekultivierung gewählten Ausgangsgestein abgetrennt

Während der Bestockung der Pflanzen nimmt man ein nochmaliges Impfen mit dem genannten Präparat »AB« der gleichen Zusammensetzung und in gleicher Menge wie auch beim Impfen während des Aufgehens der

Pflanzen vor. Nach dem Impfen begieß· man die Pflanzen mit Wasser. Die Anzahl der Wiederholungen im Versuch beträgt 4.

Die Resultate der Änderung der chemischen Zusammensetzung des rekultivierten Gesteins sind in der Tabelle angeführt.

Beispiel 2

Die Rekultivierung des Gesteins wird analog zu Beispiel 1 durchgeführt. Die Zusammensetzung des Ausgangsgesteins ist analog zu Beispiel 1. Ein Unterschied in diesem Beispiel zu Beispiel 1 ist der mengenmäßige Gehalt des Präparates »BNN« und des Präparates »AB« an Bakterienkulturen und die Menge des in das zu rekultivierende Gestein eingebracbien Präparates. Das Impfen des Gesteins nimmt man mit dem bakteriellen Präparat »BNN« in Form einer wäßrigen Suspension vor, die in I Liter 0,2 g der Kultur Bacillus mycoides, 0,15 g der Kultur Nitrosomonas europaea und 0,15 g der Kultur Nitrobacter Winogradskyi enthält. Die Menge des in das Gestein eingebrachten Präparates beträgt 0,5 g aktive Komponente je 1 m² der zu rekultivierenden Fläche. ^;

Während des Aufgehens der Pflanzen und deren Bestockung impft man mit dem bakteriellen Präparat »AB« in Form einer wäßrigen Suspension, welche in I Liter 0,3 g der Kultur Azotobacter chroococcum und 0,2 g der Kultur Bacillus megaterium enthält. Die Menge des in das Gestein eingebrachten Präparates beträgt 0,5 g aktive

Komponente je I m²der zu rekultivierenden Fläche. i

Nach dem Impfen begießt man die Pflanzen mit Wasser. Die Anzahl der Wiederholungen im Versuch beträgt

4. ^T";

Die Resultate der Änderung der chemischen Zusammensetzung des Gesteins sind in der Tabelle angeführt. In Ί

derselben Tabelle sind Versuchsergebnisse zum Vergleich, d. h. ohne Behandlung des Gesteins mit dem Humin- j

präparat und ohne Impfen mit den bakteriellen Präparaten angeführt. Als Kontrolle dienten Versuchsparzellen, η

die zur Neutralisation der toxischen Eigenschaften des Gesteins nur mit einem Gemisch von CaO und CaCCh l\

sowie mit einem bei der Reinigung von häuslichem Abfall erhaltenen Düngemittel, mit dem sogenannten ϊ\

Klärschlamm behandelt worden waren. ^;j

Aus der Tabelle ist zu ersehen, daß bei der Rekultivierung des Haldengesteins nach dem erfindungsgemäßen {.)

Verfahren im Vergleich zu dem bekannten Verfahren eine Zunahme des pH-Wertes, eine Senkung der hydrolytischen Azidität, eine Erhöhung der Summe der Austauschbasen sowie eine Senkung des Gehaltes an Eisen, .';

jo Aluminium, Schwefel, Kohlenstoff beobachtet wird. Man beobachtet den Prozeß der Humusspeicherung. In dem Gestein wächst die Menge an beweglichem Kalium und beweglichem Phosphor sowie der Gehalt an Gesamtstickstoff.

Der beste Effekt wurde bei der Rekultivierung mit den bakteriellen Präparaten »BNN« und »AB« erzielt, welche in einer Menge von 0,5 g/m², umgerechnet auf die aktive Komponente, genommen wurden.

Untersuchungen haben ergeben, daß auf den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren rekultivierten Flächen günstigere Bedingungen für die Prozesse der Nitrifizierung und Mobilisierung der beweglichen Form des Phosphors und des Kaliums sowie der Nährstoffelemente geschaffen werden. Unter dem Einfluß der Tätigkeit der eingebrachten mikroorganismen verbessern sich die agrochemischen Eigenschaften des rekultivierten Gesteins. Das Einbringen von bereits an das Gestein adaptierten Mikroorganismen in das Gestein beschleunigt den Prozeß der Bodenbildung, wodurch das Gestein im 2. Jahr nicht mehr behandelt zu werden braucht und es

keiner nochmaligen Einbringung des Huminpräparates, der Präparate »BNN« und »AB« bedarf. Gleichzeitig >':

mit dem Prozeß der Bodenbildung geht der Prozeß der Vergrasung der Kippen und Halden vor sich. Auf solchen i;j

Flächen kann man Baumsetzlinge pflanzen. Somit wird die Rekultivierung der Kippen· beziehungsweise Hai- :_;j

dengesteine in einem Jahr statt in 3 bis 7 Jahren nach der früher angewandten Methode durchgeführt. Das λ;

Verfahren gewährleistet schnelle Bepflanzung des Bergbaugeländes und schützt die Umwelt. i\

Beispiel 3 £1

Dieses Beispiel illustriert die Bereitung des bakteriellen Präparates »BNN«. y*

Die Bereitung des Präparates sieht die Herstellung einer Speicherkultur durch Kultivieren der ammonifizie- ii

renden Bakterien Bacillus mycoides und der nitrifizierenden Bakterien Nitrosomonas europaea und Nitrobacter £

Winogradskyi auf einem elektiven Nährmedium vor. ä.

Die genannten Bakterien trennt man aus dem Haldengestein der in Beispiel! beschriebenen Zusammenset- fc

zung ab. Die Abtrennung der Bakterien erfolgt nach bekannter Methodik, welche darin besteht, daß man Proben

des Haldengesteins in Wasser unter sterilen Bedingungen suspendiert Die erhaltene wässerige Suspension ■'erwendet man als Impfmaterial für die Bereitung der Speicherkultur. Mit dem Impfmaterial beimpft man Peptonwasser zur Züchtung von Bacillus mycoides und Winogradskyi-Nährmedium zur Züchtung von Nitrosomonas europaea und Nitrobacter Winogradskyi. Nach mehrmaligem Überimpfen züchtet man auf den genannten Nährmedien die Speicherkultur der genannten Bakterien. Die erhaltene Speicherkultur Bacillus mycoides in

einer Menge von 0,1 g (nach dem Trockengewicht), die Speicherkultur Nitrosomonas europaea in einer Menge von 0,07 g (nach dem Trockengewicht) und Nitrobacter Winogradskyi in einer Menge von 0,08 g (nach dem Trockengewicht) suspendiert man und vermischt in Wasser. Alle Operationen werden unter sterilen Bedingungen durchgeführt Die erhaltene bakterielle Suspension ist ein Fertigprodukt das hier der Kürze wegen mit »BNN« bezeichnet ist

Ein Vorteil dieses Präparates ist die Einfachheit seiner Bereitung und ein besonderer Vorteil ist es, daß die genannten Bakterien an die Bedingungen des Kippen- beziehungsweise Haldengesteins adaptiert sind, wodurch der Prozeß der Bodenbildung beschleunigt wird.

Beispiel 4

Dieses Beispiel illustriert die Bereitung des bakteriellen Präparates »AB«.

Die Bereitung des Präparates »AB« sieht die Herstellung einer Speicherkultur durch Kultivieren der Bakterien Azotobacter chroococcum und der phosphailösenden Bakterien Bacillus mcgatcrium auf einem elektiven Nährmedium vor.

Die genannten Bakterien trennt man aus dem Haldengestein der in Beispiel I genannten Zusammensetzung ab. Die Abtrennung der Bakterien erfolgt nach der in Beispiel 3 beschriebenen Methodik. Mit dem Impfmaterial beimpft man das Derx-Nährmedium zum Züchten der Bakterien Azotobacter chroococcum und Pikowskaja-

ψ Nährmedium zum Züchten der Bakterien Bacillus megaterium. Nach mehrmaligem Überimpfen züchtet man auf

: den genannten Nährmedien die Speicherkultur der genannten Bakterien. Die erhaltene Speicherkultur der Bakterien Azotobacter chroococcum in einer Menge von 0,1 g (nach dem Trockengewicht) und die Speicherkul-

:... tür der Bakterien Bacillus megaterium in einer Menge von 0,15 g (nach dem Trockengewicht) suspendiert man

,. und vermischt sie in Wasser. Alle Operationen werden unter sterilen Bedingungen durchgeführt. Die erhaltene

':■.- bakterielle Suspension ist ein Fertigprodukt, das hier der Kürze halber mit »AB« bezeichnet ist. i>

^:,;i Ein Vorteil dieses Präparates ist die Einfachheit seiner Bereitung und ein besonderer Vorteil ist es. daß die

& genannten Bakterien an die Bedingungen des Kippen- beziehungsweise Haldengesteins adaptiert sind, wodurch

,'1 der Prozeß der Bodenbildung beschleunigt wird.

! i Beispiel5 :o

i| Das vorliegende Beispiel illustriert die Bereitung des Huminpräparates.

Sj Das Huminpräparat bereitet man durch Kultivierung der Schimmelpilze Aspergillus niger. die Humus produ-

'fi zieren, auf einem Nährmedium, welches Kohlenschiefer enthält.

|| Die genannten Pilze werden aus dem Haldengestein der in Beispiel 1 genannten Zusammensetzung abge- ;ϊ

ί'ί| trennt. Die Abtrennung erfolgt nach bekannter Methodik, die darin besteht, daß man Proben des Haldengesteins entnimmt und diese in Wasser suspendiert. Eine solche wässerige Suspension verwendet man als Impfmaterial

r; zur Bereitung der Speicherkultur des genannten Schimmelpilzes. Dazu beimpft man mit der bereiteten wässeri-

:;! gen Suspension Gzapek-Nährmedium und züchtet die Speicherkultur Aspergillus niger. Diese Speicherkultur

U des Pilzes verwendet man zur Bereitung des Huminpräparates, welche in der Kultivierung der abgetrennten jo

.'' Kultur des Pilzes Aspergillus niger auf einem Nährmedium, welches Kohlenschiefer enthält, besteht. Dazu mahlt

ij man Kohlonschiefer, entnimmt die Fraktion mit einer Teilchengröße von höchstens 1 mm^: in einer Menge von

$ 70 g und suspendiert in 0,8 I Wasser. Der erhaltenen Suspension gibt man 0,2 1 in der Nahrungsmittelindustrie

'■> anfallende Abwasser, die in 1 Liter 5 g Zucker enthalten, als Kohlenstoffquelle zu und bringt 10 ml Speicherkul-

' ί tür des Pilzes Aspergillus niger ein. Die Züchtung wird bei einer Temperatur von 28° C im Verlauf von 12 Tagen

; durchgeführt. Alle Operationen werden unter sterilen Bedingungen durchgeführt.

c. Das erhaltene Kulturgemisch, welches Biomasse des Pilzes, Humus und Reste von Kohlenschiefer enthält, ist

j; das Huminpräparat. Das Präparat enthält 3 Gcw.-% Humus und 0,5 Gew.-% Gesamtstickstoff.

,;; Ein Vorteil dieses Huminpräparates ist es, daß man Abfallprodukte der Kohlenindustrie und der Nahrungs-

'>>) mittelindustrie, insbesondere Abwässer der Konditoreiwarenindustrie, als Rohstoff für das Nährmedium ver- w

p wenden kann.

Tabelle

Chemische Zusammensetzung des rekultivierten Gesteins

pH H₂O

Hydrolytische
Azidität,
mg/val/100g

Summe der
Austauschbasen,
mg/val/lOOg

Fe₂Oj.
%

AI₂O).
%

S,
%

Gesami-C.
%

Humus.
%

Gesami-N,
%

K₂O
mg/100 g

P₂O-,
mg/100 g

U)
O

Beispiele

3,52
5,72
7,15

16,17
2,98
1,22

8.51
15,02
24.09

10,06
4,32
2,44

14,22
10,12
5,08

7,08
1,32
0.85

14.49
11.82
5.75

0.16
0.36
0.54

0,15
0,47
0.65

5,27
7.63
19.06

0.52
2.68
5.32

O
U>
O

Unbehandelt
Beispiel I
Beispiel II

OO
U)

Claims

Patentansprüche:

1. Mikrobiologisches Verfahren zur Rekultivierung von Kippen bzw. Abraumhalden nach deren Ebnen durch Behandlung mit Düngemittein und Biopräparaten, Pflügen, Besäen mit Samen von Hülsenfruchtge-

5 wachsen und Gräsern und Begießen mit Wasser, gekennzeichnet durch

die Verwendung von bei der Reinigung von häuslichem Abwasser anfallendem Schlamm als Düngemittel,
das Einbringen eines Huminpräparates, welches eine Kultur des Humus produzierenden Schimmelpilzes Aspergillus niger, abgetrennt aus der betreffenden Kippe bzw. Halde enthält.
Impfen der mit den Samen von Hülsenfruchtgewächsen und Gräsern besäten Oberfläche der Kippen bzw.

ίο Halden mit einem bakteriellen Präparat, welches eine Kultur von ammonifizierenden und nitrifizierenden Bakterien, abgetrennt aus der betreffenden Kippe bzw. Halde, enthält und

Impfen der Obeifläche der Kippen bzw. Halden mit einem Präparat, welches eine Kultur der aus der Kippe bzw. Abraumhalde abgetrennten azotobakter- und phosphatlösenden Bakterien enthält, während des Aufgehens und der Bestockung der Pflanzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Huminpräparat eine wäßrige Suspension verwendet, welche in 1 Liter 4 bis 7 g, bezogen auf das Trockengewicht, der Kultur des Schimmelpilzes Aspergillus niger enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 80 bis 100 g wirksame Komponente des Huminpräparates je 1 m² der zu rekultivierenden Fläche eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Impfen der Oberflächen der Kippen bzw. Halden mit einem bakteriellen Präparat in Form einer wäßrigen Suspension erfoigt, weiche in i Liter (in Gramm nach dem Trockengewicht) 0,1 bis 02 g der Kultur Bacillus mycoides, 0,07 bis 0,15 g der Kultur Nitrosomonas europaea und 0,08 bis 0,15 g der Kultur Nitrobacter Winogradskyi enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß 0,25 bis 0,5 g Präparat je 1 m² der zu rekultivierenden Fläche aufgewendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Impfen während des Aufgehens und der Bestockung der Pflanzen mit einem bakteriellen Präparat in Form einer wäßrigen Suspension, welche in

1 Liter (in Gramm nach dem Trockengewicht) 0,1 bis 03 g der Kultur Azotobacter chroococcum und 0,15 bis

02 g der Kultur Bacillus megaterium enthält, vorgenommen wird.

jo 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß 0,25 bis 0,5 g aktive Komponente des Präpa

rats je I m² der zu rekultivierenden Fläche aufgewendet werden.