Рассмотрены проблемы отчуждения территорий в результате хозяйственной деятельности и при складировании отходов, обоснована необходимость развития технологий, связанных с получением альтернативных видов удобрений, пригодных на биологическом этапе рекультивации и в процессе дальнейшего благоустройства территорий, изучен ресурсный потенциал промышленных отходов для получения питательных добавок. Установлено, что наиболее перспективные направления переработки связаны с получением удобрений на основе осадков сточных вод при совместном компостировании с прочими промышленными отходами различного генезиса. При разработке вариантов компостируемых смесей использован расчетно-экспериментальный метод, позволяющий получить оптимальные составы не только по соотношению C:N, влажности и уровню рН, но и с учетом визуальной оценки при пробном замешивании в лабораторных условиях. Проведены качественная и количественная оценки полученных удобрений по ветеринарно-санитарным, гигиеническим, токсикологическим и агрохимическим показателям в соответствии с действующей нормативной документацией. В результате вегетационного опыта с использованием искусственной почвы продемонстрирована эффективность применения полученных удобрений по основным показателям продуктивности, таким как всхожесть семян, величина биомассы и максимальная высота растений. Установлено, что в качестве лимитирующих характеристик при внесении разработанных удобрений могут выступать содержание в них токсичных элементов и возможные нарушения баланса между удержанием влаги и воздухообменом по причине снижения плотности почвенных субстратов при высокой массовой доле удобрений в их составе. Проведенные исследования подтверждают возможность вторичного использования отходов различного генезиса для восстановления качества земель и позволяют расширить ассортимент альтернативных видов удобрений.
Представлен анализ существующего подхода при обращении с осадками сточных вод и обоснован выбор наиболее перспективной технологии утилизации, позволяющей максимально использовать их ресурсный потенциал. Для получения полезного продукта (биокомпоста), пригодного для использования в составе техногенного почвогрунта, проведены экспериментальные исследования аэробной стабилизации органического вещества обезвоженных осадков городских сточных вод с добавлением прочих отходов путем применения технологии пассивного компостирования, которая входит в перечень научных доступных технологий. Подобрана оптимальная рецептура смеси, исходя из результатов определения содержания C и N, влажности и уровня рН используемых компонентов, что обеспечило компостирование органических отходов. Представлены результаты лабораторных исследований полученного биокомпоста по основным агрохимическим и санитарно-эпидемиологическим показателям, проведено тестирование по токсичности его водной вытяжки, выполнена оценка техногенного почвогрунта с биокомпостом в его составе на соответствие существующим гигиеническим требованиям, предъявляемым к качеству почв в Российской Федерации. По результатам вегетационного опыта определены оптимальные рецептуры техногенного почвогрунта – соотношение биокомпоста и песка, при которых наблюдаются наиболее благоприятные условия произрастания растений при совокупности следующих факторов: количество взошедших семян, максимальная высота растений и величина биомассы. Проведенные исследования позволят увеличить долю утилизируемых осадков городских сточных вод с получением почвогрунтов, характеризующихся высоким содержанием питательных веществ для растений и потенциально пригодных для использования при озеленении территорий, биологическом этапе рекультивации техногенно нарушенных земель, а также для выращивания травянистых растений в условиях закрытого и открытого грунтов.
Представлен анализ основных экологических последствий утечек и локальных разливов нефтепродуктов на предприятиях минерально-сырьевого комплекса. Установлено, что проблема загрязнения почв нефтепродуктами на объектах минерально-сырьевого комплекса и предприятий прочей отраслевой принадлежности обуславливается значительными объемами потребления основных видов нефтепродуктов. На основе результатов ранее проведенных авторских полевых исследований проведена серия экспериментов, заключающаяся в моделировании искусственного загрязнения почв такими нефтепродуктами, как бензин, дизельное топливо, высокорафинированное, моторное и трансмиссионное масла с последующей их очисткой путем термической обработки при температурах 150, 200 и 250 °С. Ограничение максимальной температуры нагрева значением 250 °С обусловлено необходимостью частичного сохранения структуры и качества почвы после термической обработки для сохранения ее продуктивности. При повышении температуры обработки до 450 °С происходит полное выжигание всех гуматов и, как следствие, потеря продуктивности. Подтверждением служат результаты экспериментов по определению содержания гумуса в незагрязненной почве и почве, обработанной при различных температурах. Установлено, что при максимальной температуре обработки 250 °С сохраняется около 50 % от исходного содержания гумуса. По результатам проведенных экспериментальных исследований установлены зависимости требуемой температуры обработки от концентрации нефтепродукта для снижения концентрации нефтепродуктов до допустимого уровня. Представлена методология термодесорбционной очистки почв при различной степени загрязнения на предприятиях минерально-сырьевого комплекса.
