Карьерные сточные воды предприятий горнодобывающей промышленности при открытой добыче железной руды являются источником загрязнения поверхностных водоемов и подземных вод химическими соединениями, используемыми при ведении разработки, в том числе продуктами распада и неполного расходования нитрата аммония при взрывных работах на рудниках – нитратным, нитритным и аммонийным азотом. Такие особенности сточных вод горнодобывающих предприятий, как многотоннажность, дефицит органического вещества и скудность микробиома, необходимо учитывать при выборе способов обезвреживания. Для очистки сточных вод, загрязненных соединениями азота, используют биологические и физико-химические методы. Ряд методов экономически нецелесообразен в связи со значительными объемами образующихся стоков. Важной задачей является поиск экономически обоснованного и высокоэффективного способа очистки карьерных вод от соединений азота. В статье представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований возможности применения проницаемого геохимического барьера на основе редокс-системы, состоящей из железного скрапа и углеродсодержащего материала (отсева производства активного угля марки БАУ) для очистки карьерных вод от нитрат-ионов. Термодинамический анализ позволил определить химизм процесса восстановления нитрат-ионов редокс-системой Fe0-C в нейтральной и слабощелочной среде, характерной для карьерных вод. Изучение кинетических закономерностей восстановления нитрат-ионов позволило установить, что скорость процесса описывается уравнением первого порядка. Установлено, что константа скорости восстановления нитрат-ионов возрастает с повышением температуры реакционной смеси: при 278 K – 0,0365 мин–1, 283 K – 0,0416 мин–1, 288 K – 0,0809 мин–1, 293 K – 0,0901 мин–1. Полученные данные позволят обосновать выбор конструкции реактивного барьера или реактора для проведения процесса очистки. Экспериментальные исследования по очистке реальных и модельных карьерных вод на лабораторной установке, имитирующей геохимический барьер, доказали высокую эффективность редукции нитрат-ионов (более 97 %). Очищенная вода отвечает требованиям к сбросу воды в водоемы рыбохозяйственного назначения.