Подать статью
Стать рецензентом
EN
Том 281 Вып. 1
Страницы:
107-119
В печати
Научная статья
Геотехнология и инженерная геология

Разработка эффективных техногенных почвогрунтов путем оптимизации состава промышленных отходов и осадков сточных вод

Авторы:
Т. К. Иванова1
Е. А. Красавцева2
Об авторах
  • 1 — канд. техн. наук младший научный сотрудник Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН ▪ Orcid
  • 2 — канд. техн. наук научный сотрудник Институт проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН ▪ Orcid
Дата отправки:
2026-02-17
Дата принятия:
2026-06-25
Дата публикации онлайн:
2026-10-02

Аннотация

Статья посвящена разработке эффективного метода рекультивации техногенно нарушенных территорий посредством оптимизации состава техногенных почвогрунтов, включающего промышленные минеральные отходы и осадки сточных вод. Актуальность исследования обусловлена необходимостью устранения негативных последствий добычи и переработки полезных ископаемых, приводящих к образованию значительных площадей хвостохранилищ, отрицательно влияющих на экологическую обстановку региона. Исследованы физико-химические свойства трёх хвостов обогащения Мурманской области: лопаритовые хвостохранилища «Карнасурт-1» и «Умбозеро» (пгт. Ревда), апатит-нефелиновое хвостохранилище «АНОФ-3» (г. Кировск), и различия в их характеристиках при добавлении избыточного активного ила. Определены оптимальные пропорции компонентов техногенного почвогрунта. Отмечено повышение влагоудерживающей способности субстратов и доступности важнейших питательных элементов для растений. Результаты фитотестирования подтвердили высокую биологическую активность сформированных почвогрунтов и положительное влияние внесенной добавки на развитие тестируемых культур: редиса (Raphanus sativus L.) и райграса пастбищного (Lolium perenne L.). Исследование позволило выявить оптимальный баланс между минеральными хвостами и активными илами, обеспечивающий наилучшую адаптацию растений и максимальную эффективность рекультивации нарушенных территорий. Результаты исследования обладают значительным прикладным значением для рекультивации земель в районах с повышенной нагрузкой от горнорудной отрасли.

Область исследования:
Геотехнология и инженерная геология
Ключевые слова:
рекультивация техногенные почвогрунты горнопромышленные отходы осадки сточных вод хвостохранилища
Финансирование:

Исследование техногрунтов на основе лопаритовых хвостов выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-17-20012 «Разработка научных основ комплексной переработки хвостов обогащения лопаритовых руд с одновременным снижением техногенной нагрузки на окружающую среду в Арктической зоне РФ», https://rscf.ru/project/25-17-20012, исследование апатит-нефелиновых хвостов – в рамках темы НИР 1023032200158-7.

Перейти к тому 281

Литература

  1. Yujie He, Qian Zhang, Haisheng Li et al. Heavy metal pollution characteristics and systemic risk assessment of the environment around the tailings site // Journal of Soils and Sediments. 2024. Vol. 24. Iss. 1. P. 217-229. DOI: 10.1007/s11368-023-03588-7
  2. Филатова М.Ю., Крупская Л.Т., Бубнова М.Б., Леоненко А.В. Оценка экологической ситуации в границах влияния золотодобычи (для обоснования создания лесных плантаций) // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023. № 8. С. 27-44. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_8_0_27
  3. Sikdar A., Hossain S., Shulin Feng. Heavy Metal Pollution of Environment by Mine Tailings and the Potential Reclamation Techniques: A Review // Journal of Biology, Agriculture and Healthcare. 2020. Vol. 10. № 16. P. 33-47. DOI: 10.7176/JBAH/10-16-05
  4. Яковенко Н.В., Сурина Е.А. Технологии и способы восстановления нарушенных земель Крайнего Севера // Лесотехнический журнал. 2025. Т. 15. № 3 (59). С. 166-185. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2025.3/11
  5. Noble T.L., Parbhakar-Fox A., Berry R.F., Lottermoser B. Mineral Dust Emissions at Metalliferous Mine Sites // Environmental Indicators in Metal Mining. Springer, 2017. P. 281-306. DOI: 10.1007/978-3-319-42731-7_16
  6. Цыдыпов В.В., Жамсуева Г.С., Заяханов А.С. и др. Влияние техногенных песков хвостохранилищ Джидинского вольфрамо-молибденового комбината на содержание мелкодисперсной и субмикронной фракции аэрозоля в атмосфере города Закаменска // Успехи современного естествознания. 2019. № 4. С. 81-86. DOI: 10.17513/use.37112
  7. Майорова Л.П., Черенцова А.А., Крупская Л.Т. и др. Оценка техногенного загрязнения воздушного бассейна при пылении хвостохранилищ // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 1. С. 5-20. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-1-0-5-20
  8. Buikema N.D., Zwissler B.E., Seagren E.A. et al. Stabilisation of iron mine tailings through biocalcification // Environmental Geotechnics. 2018. Vol. 5. Iss. 2. P. 94-106. DOI: 10.1680/jenge.16.00006
  9. Пашкевич М.А., Алексеенко А.В., Нуреев Р.Р. Формирование экологического ущерба при складировании сульфидсодержащих отходов обогащения полезных ископаемых // Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 155-167. DOI: 10.31897/PMI.2023.32
  10. Макаров Д.В., Светлов А.В., Горячев А.А. и др. К проблеме пыления хвостохранилищ в связи с изменением климата на примере горного предприятия Крайнего Севера России // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 5. С. 122-133. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_5_0_122
  11. Cao L.M., Zhou Y., Zhang, Z. et al. Impacts of airborne particulate matter and its components on respiratory system health // Chinese Journal of Preventive Medicine. 2016. Vol. 50. Iss. 12. P. 1114-1118. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2016.12.018
  12. Mehta U., Dey S., Chowdhury S. et al. The Association Between Ambient PM2.5 Exposure and Anemia Outcomes Among Children Under Five Years of Age in India // Environmental Epidemiology. 2021. Vol. 5. Iss. 1. № e125. DOI: 10.1097/EE9.0000000000000125
  13. Thompson J.E. Airborne Particulate Matter: Human Exposure and Health Effects // Journal of Occupational & Environmental Medicine. 2018. Vol. 60. Iss. 5. P. 392-423. DOI: 10.1097/JOM.0000000000001277
  14. Плохов А.С., Харько П.А., Пашкевич М.А. Исследование влияния хвостового хозяйства медно-колчеданного месторождения на поверхностные воды // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 4. С. 57-68. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_4_0_57
  15. Кременецкая И.П., Иванова Т.К., Гуревич Б.И. и др. Раздельное осаждение металлов из высококонцентрированных растворов гранулированным магнезиально-силикатным реагентом. // Вестник МГТУ. 2021. Т. 24. № 1. С. 118-130. DOI: 10.21443/1560-9278-2021-24-1-118-130
  16. Aili A., Yuguang Zhang, Tao Lin et al. Optimizing Vegetation Restoration: A Comprehensive Index System for Reclaiming Abandoned Mining Areas in Arid Regions of China // Biology. 2025. Vol. 14. Iss. 1. № 23. DOI: 10.3390/biology14010023
  17. Миронова С.И., Капелькина Л.П. Нормативные основы и региональные подходы к рекультивации земель, нарушенных при разработке алмазных месторождений Якутии // Проблемы региональной экологии. 2022. № 5. С. 49-53. DOI: 10.24412/1728-323X-2022-5-49-53
  18. Кондакова Л.В., Дабах Е.В., Кислицына А.П. Формирование биоценоза на техногенных отходах // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 4. С. 129-135. DOI: 10.25750/1995-4301-2020-4-129-135
  19. Брагина П.С., Герасимова М.И. Техногенные поверхностные образования на отвалах и хвостохранилищах в Кемеровской области: опыт классификации // Бюллетень Почвенного института им. В.В.Докучаева. 2017. № 89. С. 90-103. DOI: 10.19047/0136-1694-2017-89-90-103
  20. Меньшикова Е.А., Караваева Т.И., Хайрулина Е.А., Митракова Н.В. Особенности грунтов и потенциал восстановления природно-технической системы «Хвостохранилище ЕВРАЗ КГОК» // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 9. С. 54-66. DOI: 10.18799/24131830/2021/9/3353
  21. Пинаев В.Е., Касимов Д.В. Вопросы рекультивации земель, пресноводных и морских объектов. М.: Мир науки, 2021. 125 с.
  22. Иванова Л.А., Слуковская М.В., Красавцева Е.А. Оценка эффективности использования осадка сточных вод для рекультивации нарушенных территорий в Кольской субарктике (на примере песчаного карьера) // Записки Горного института. 2024. Т. 267. С. 444-452.
  23. Санникова Н.В., Шулепова О.В., Резниченко В.А. Использование осадка сточных вод в составе почвогрунтов для рекультивации нарушенных земель в условиях Крайнего Севера // Вестник КрасГАУ. 2023. № 10. С. 30-40. DOI: 10.36718/1819-4036-2023-10-30-40
  24. Chenyu Wang, Yujie Fan, Hornung U. et al. Char and tar formation during hydrothermal treatment of sewage sludge in subcritical and supercritical water: Effect of organic matter composition and experiments with model compounds // Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 242. № 118586. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.118586
  25. Nkinahamira F., Suanon F., Qiaoqiao Chi et al. Occurrence, geochemical fractionation, and environmental risk assessment of major and trace elements in sewage sludge // Journal of Environmental Management. 2019. Vol. 249. № 109427. DOI: 10.1016/j.jenvman.2019.109427
  26. Fini E.H., Kazemi M., Poulikakos L. et al. Perspectives on innovative non-fertilizer applications of sewage sludge for mitigating environmental and health hazards // Communications Engineering. 2024. Vol. 3. № 178. DOI: 10.1038/s44172-024-00298-x
  27. Петрова Т.А., Рудзиш Э. Рекультивация техногенно-нарушенных земель с применением осадков сточных вод в качестве мелиорантов // Записки Горного института. 2021. Т. 251. С. 767-776. DOI: 10.31897/PMI.2021.5.16
  28. Карев С.Ю., Прохоров И.С., Типцов А.А. Патент № 2497784 РФ. Способ получения техногенного почвогрунта и техногенный почвогрунт. Опубл. 10.11.2013. Бюл. № 31.
  29. Заручевных И.Ю., Корзова М.А. Патент № 2490240 РФ. Почвогрунт для рекультивации нарушенных земель. Опубл. 20.08.2013. Бюл. № 23.
  30. Krasavtseva E., Maksimova V., Makarov D. Conditions Affecting the Release of Heavy and Rare Earth Metals from the Mine Tailings Kola Subarctic // Toxics. 2021. Vol. 9. Iss. 7. № 163. DOI: 10.3390/toxics9070163
  31. Красавцева Е.А., Максимова В.В. Особенности состава и свойств хвостов обогащения лопаритовых руд обогатительной фабрики «Умбозеро» // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2024. № 4. С. 119-129. DOI: 10.15372/FTPRPI20240410
  32. Тимофеева Ю.Р., Степанова Е.А., Богданов В.Л. Биологическая рекультивация нарушенных земель горно-промышленным комплексом (на примере ОАО «Апатит») // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2016. № 42. С. 294-299.
  33. Лусис А.В., Иванова Л.А., Горбачева Т.Т., Румянцева А.В. Формирование противоэрозионного растительного покрова на песчаном карьере в условиях Арктики с помощью осадка сточных вод // Горные науки и технологии. 2023. Т. 8. № 3. С. 223-231. DOI: 10.17073/2500-0632-2023-01-73
  34. Jones D.L. Organic acids in the rhizosphere – a critical review // Plant and Soil. 1998. Vol. 205. Iss. 1. P. 25-44. DOI: 10.1023/A:1004356007312
  35. Лусис А.В., Горбачева Т.Т., Иванова Л.А. Оптимизация арктических техногенных ландшафтов нетрадиционным методом биологической рекультивации // Маркшейдерия и недропользование. 2023. № 2 (124). С. 88-96. DOI: 10.56195/20793332_2023_2_88_96
  36. Горбачева Т.Т., Иванова Л.А., Румянцева А.В., Максимова В.В. Повышение биогенности техногрунтов при создании растительного покрова как способа консервации хвостохранилищ горнопромышленных отходов // Вестник СГУГиТ. 2020. Т. 25. № 4. С. 159-171. DOI: 10.33764/2411-1759-2020-25-4-159-171
  37. Mani V., Gurusamy A.K., Perumal V. Toxicological effects of Mercury in Radish (Raphanus Sativus) plants – Biochemical Analysis // Scholars Academic Journal of Pharmacy. 2025. Vol. 14. Iss. 1. 8 p. DOI: 10.36347/sajp.2025.v14i01.001
  38. Petrova T.A., Rudzisha E., Alekseenko A.V. et al. Rehabilitation of Disturbed Lands with Industrial Wastewater Sludge // Minerals. 2022. Vol. 12. Iss. 3. № 376. DOI: 10.3390/min12030376
  39. Шестаков Р.Б., Яковлев Н.А. Экспериментальный процесс в воспроизводственом цикле агробизнеса // Вестник аграрной науки. 2022. № 4 (97). С. 153-157. DOI: 10.17238/issn2587-666X.2022.4.153
  40. Мисников О.С., Гамаюнов С.Н., Тимофеев А.Е. Увеличение гидрофильности торфяных гранулированных мелиорантов для обеспечения повышенной влагоудерживающей способности почв // Труды Инсторфа. 2020. № 22 (75). С. 12-19.
  41. Halecki W., Klatka S. Aplication of Soil Productivity Index after Eight Years of Soil Reclamation with Sewage Sludge Amendments // Environmental Management. 2021. Vol. 67. Iss. 5. P. 822-832. DOI: 10.1007/s00267-020-01422-1
  42. Wengang Zuo, Chuanhui Gu, Wenjie Zhang et al. Sewage sludge amendment improved soil properties and sweet sorghum yield and quality in a newly reclaimed mudflat land // Science of The Total Environment. 2019. Vol. 654. P. 541-549. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.11.127
  43. Artico M., Firpo B.A., Artico L.L., Tubino R.M.C. Integrated use of sewage sludge and basalt mine waste as soil substitute for environmental restoration // REM. 2020. Vol. 73. Iss. 2. P. 225-232. DOI: 10.1590/0370-44672019730045
  44. Jeżowski S., Mos M., Buckby S.et al. Establishment, Growth, and Yield Potential of the Perennial Grass Miscanthus × Giganteus on Degraded Coal Mine Soils // Frontiers in Plant Science. 2017. Vol. 8. № 726. DOI: 10.3389/fpls.2017.00726
  45. Carabassa V., Ortiz O., Alcañiz J.M. Sewage sludge as an organic amendment for quarry restoration: Effects on soil and vegetation // Land Degradation & Development. 2018. Vol. 29. Iss. 8. P. 2568-2574. DOI: 10.1002/ldr.3071
  46. Jixiang Lin, Xiaoyu Hua, Xiaoyuan Peng et al. Germination Responses of Ryegrass (Annual vs. Perennial) Seed to the Interactive Effects of Temperature and Salt-Alkali Stress // Frontiers in Plant Science. 2018. Vol. 9. № 1458. DOI: 10.3389/fpls.2018.01458
  47. Межевова А.С. Практическое применение осадка сточных бытовых вод на примере возделывания сафлора красильного // Мелиорация и гидротехника. 2022. Т. 12. № 2. С. 53-67. DOI: 10.31774/2712-9357-2022-12-2-53-67
  48. Манжина С.А. Влияние осадков сточных вод на тест-растения и агрохимические свойства почв // Мелиорация и гидротехника. 2024. Т. 14. № 1. С. 34-50. DOI: 10.31774/2712-9357-2024-14-1-34-50
  49. Красавцева Е.А., Иванова Т.К. Патент № 2849879 РФ. Техногенный почвогрунт. Опубл. 30.10.2025. Бюл. № 31
Статистика
Просмотр аннотаций
20
Просмотр полного текста
7
Процитировано
Scopus:
0
Crossref:
0
Меню статьи

Похожие статьи

Комбинированный метод восстановления загрязненных территорий нефтяного комплекса на основе электрохимической обработки с созданием геохимического барьера
2026 Н. С. Шулаев, В. В. Пряничникова, Р. Р. Кадыров
Статистическое моделирование миграции металлов в почвах нефтегазоконденсатных месторождений севера Западной Сибири
2026 А. Ю. Опекунов, М. Г. Опекунова, С. Ю. Кукушкин
Разработка подхода к комплексной оценке состояния нарушенных земель горными работами
2026 А. В. Резник, Н. А. Немова, Д. А. Новиков, Е. Ю. Зарубина, В. Л. Гаврилов, А. А. Колесников, Н. С. Косарев
Поиск эффективных решений по восстановлению почвенно-растительного покрова на загрязненных территориях города Карабаш
2026 В. А. Матвеева, Д. О. Нагорнов, Ю. М. Сальникова
Комплексная ресурсно-экологическая оценка возможности утилизации техногенных отходов
2026 Е. В. Колодежная, И. В. Шадрунова, О. Е. Горлова, Н. Н. Орехова
Использование отходов производства для рекультивации кислых, загрязненных тяжелыми металлами почв арктических территорий
2026 М. А. Чукаева, Я. В. Пухальский