Подать статью
Стать рецензентом
Том 281 Вып. 2
Страницы:
146-159
В печати

Мелиоранты на основе отходов химической промышленности для рекультивации объектов горного производства

Авторы:
Д. А. Патокин1
А. С. Данилов2
Об авторах
  • 1 — канд. техн. наук ассистент Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II ▪ Orcid
  • 2 — канд. техн. наук доцент Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II ▪ Orcid ▪ Scopus
Дата отправки:
2026-06-23
Дата принятия:
2026-09-29
Дата публикации онлайн:
2026-10-19

Аннотация

При добыче и обогащении полезных ископаемых происходит образование техногенно-нарушенных земель, требующих проведения рекультивации. В работе рассматривается возможность получения эффективного мелиоранта для рекультивации нарушенных земель объектов горного производства с использованием комплексных органоминеральных мелиорантов на основе отходов химической промышленности, содержащих нитраты целлюлозы. Обоснован подход к реализации получения комплексных органоминеральных мелиорантов. Установлено, что полученные мелиоранты удовлетворяют требованиям ГОСТ Р 54534-2011 по химическому составу для проведения технического и биологического этапов рекультивации, а также обладают дополнительными положительными агрохимическими характеристиками. В вегетационном опыте с использованием овса посевного (Avena sativa) и мятлика лугового (Poa pratensis) при внесении комплексных органоминеральных мелиорантов выраженные положительные результаты получены по приросту наземной биомассы растений для фоновых моделей только с песком 58,8-104,9 и 245,5-1721,8 % для овса и мятлика соответственно. Прирост биомассы для овса и мятлика в сравнении с фоновой моделью с отходом животноводства – навозом крупного рогатого скота составил 5,2-11,6 и 290,9-413,8 % соответственно. Отмечен положительный эффект для корневой части растений обоих видов. Доказано, что предлагаемые мелиоранты на основе рассматриваемых отходов пригодны для использования при рекультивации объектов горного производства, технология утилизации характеризуется положительным экономическим эффектом.

Область исследования:
Геотехнология и инженерная геология
Ключевые слова:
рекультивация нарушенных земель утилизация отходов вторичное использование отходов нитраты целлюлозы органоминеральные мелиоранты химическая деструкция вегетационный опыт
Финансирование:

Работа выполнена в рамках Государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (FSRW-2024-0005).

Перейти к тому 281

Литература

  1. Xinyu Chang, Yibo Wang, Zhongyang Zhang et al. Integrated remediation and ecological rehabilitation of mine tailings, mining-impacted soils and acid mine drainage: technology and decision frameworks. Minerals Engineering. 2026. Vol. 244. N 110275. DOI: 10.1016/j.mineng.2026.110275
  2. Chukaeva M.A., Petrov D.S., Malygin N.A. The use of the Calla Palustris for phytoremediation of industrial wastewater from metals in the conditions of the North on the example of JSC “Karelskiy okatysh”. Arktika: ekologia i ekonomika. 2025. Vol. 15. N 3, p. 116-126 (in Russian). DOI: 10.25283/2223-4594-2025-3-116-126
  3. Chmykhalova S.V., Grishin V.Yu., Pytalev I.A. Challenges in the coal mining industry, life cycle of coal mining operations, and subsequent reclamation of disturbed lands. Ugol. 2023. N 1, p. 70-75 (in Russian). DOI: 10.18796/0041-5790-2023-1-70-75
  4. Bykova M.V., Malyukhin D.M. Manmade soil created using waste water mud: The potential for reclamation of mining-disturbed land. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2025. N 9, p. 36-52 (in Russian). DOI: 10.25018/0236_1493_2025_9_0_36
  5. Nainiva S.P., Jajarm S.S., Mohammadrezaei M., Parichehreh M. Soil erosion risk prediction: an assessment of qualitative and quantitative modeling approaches. Journal of Sedimentary Environments. 2025. Vol. 10. Iss. 2, p. 261-280. DOI: 10.1007/s43217-025-00228-7
  6. Meyfroidt P. Emerging agricultural expansion in northern regions: Insights from land-use research. One Earth. 2021. Vol. 4. Iss. 12, p. 1661-1664. DOI: 10.1016/j.oneear.2021.11.019
  7. Ivanova L.A., Slukovskaya M.V., Krasavtseva E.A. Assessing the effectiveness of sewage sludge in the reclamation of disturbed areas in the Kola subarctic zone (a case study of a sand quarry). Journal of Mining Institute. 2024. Vol. 267, p. 444-452.
  8. Osintseva M.A., Dyukova E.A., Burova N.V., Osintsev A.M. Influence of relief features and erosion processes on efficiency of biological reclamation of lands technologically changed by coal mining enterprises. Ugol. 2024. N 7, p. 100-105 (in Russian). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-7-100-105
  9. Semyachkov A.I., Pochechun V.A., Semyachkov K.A. Hydrogeoecological conditions of technogenic groundwater in waste disposal sites. Journal of Mining Institute. 2023. Vol. 260, p. 168-179. DOI: 10.31897/PMI.2023.24
  10. Pashkevich M.A., Matveeva V.A., Evdokimova M.E. Use of titanium sludge for coagulant production. Obogashchenie rud. 2026. N 1, p. 50-56 (in Russian). DOI: 10.17580/or.2026.01.08
  11. Rudzish E.R., Petrova T.A. Application prospects for nonconventional improvers for vegetation cover in reclamation areas. Gornyi zhurnal. 2023. N 9, p. 75-82 (in Russian). DOI: 10.17580/gzh.2023.09.11
  12. Matveeva V.A., Lukyanova A.V. Evaluation of the effectiveness of the use of fluxing limestone of Sokol-Sitov deposit as a ameliorant for the neutralization of acidic soils. Geology and Geophysics of Russian South. 2023. Vol. 13. N 3, p. 153-166 (in Russian). DOI: 10.46698/VNC.2023.26.57.012
  13. Osokin N.A., Zolotova I.Yu., Nikitushkina Yu.V. Deteriorated Lands Reclamation using Industrial Waste: Assessment of Potential for Russian Regions Based on the Example of Ash and Slag Waste from Thermal Power Stations. Ecology and Industry of Russia. 2022. Vol. 26. N 6, p. 46-52. DOI: 10.18412/1816-0395-2022-6-46-52
  14. Kalinina E.V., Rudakova L.V. Decrease of toxic properties of soda production sludge and its utilization. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Аssets Engineering. 2018. Vol. 329. N 6, p. 85-96 (in Russian).
  15. Vodoleev A.S., Andreeva O.S., Zakharova M.A., Targaeva E.E. Rehabilitation of the man-caused disturbed territories of sinter production. Chernaya metallurgiya. Byulleten nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii. 2018. N 8 (1424), p. 92-99.
  16. Krasavtseva E.A., Gorbacheva T.T., Ivanova L.A., Maksimova V.V. Municipal wastewater in experiments on reclamation of loparite ore dressing tailings. Water and Ecology: Problems and Solutions. 2021. N 3 (87), p. 44-55 (in Russian). DOI: 10.23968/2305-3488.2021.26.3.44-55
  17. Mitrakova N.V., Khayrulina E.A., Blinov S.M., Perevoshchikova A.A. Efficiency of acid sulphate soils reclamation in coal mining areas. Journal of Mining Institute. 2023. Vol. 260, p. 266-278. DOI: 10.31897/PMI.2023.31
  18. Pashkevich M.A., Patokin D.A., Danilov A.S. Processing the nitrocellulose-containing waste from the chemical industry to obtain mineral soil additives. Ecology and Industry of Russia. 2024. Vol. 28. N 6, p. 10-17 (in Russian). DOI: 10.18412/1816-0395-2024-6-10-17
  19. Romanova S.M., Madyakina A.M. Utilization of Industrial Waste from Enterprises Producing Energy-Saturated Materials by the Chemical Method. Russian Journal of General Chemistry. 2022. Vol. 92. N 13, p. 3085-3092. DOI: 10.1134/S1070363222130096
  20. Juan Huang, Alei Zhang, Huihui Xue et al. Chaetomium elatum treatment of nitrocellulose: investigation on structural and thermal properties. Cellulose. 2024. Vol. 31. Iss. 2, p. 1159-1173. DOI: 10.1007/s10570-023-05700-z
  21. Gaydamaka S., Gladchenko M., Maslova O. et al. Application of the Hybrid Chemical-Biocatalytic Approach for Conversion of Nitrocellulose-Containing Sewage Sludge. Processes. 2023. Vol. 11. Iss. 7. N 2017. DOI: 10.3390/pr11072017
  22. Bhanot P., Celin S.M., Sreekrishnan T.R. et al. Application of integrated treatment strategies for explosive industry wastewater – A critical review. Journal of Water Process Engineering. 2020. Vol. 35. N 101232. DOI: 10.1016/j.jwpe.2020.101232
  23. Jin Li, Xiaohu Yin, Zongkuan Liu et al. Reaction yield model of nitrocellulose alkaline hydrolysis. Journal of Hazardous Materials. 2019. Vol. 371, p. 603-608. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2019.03.044
  24. Jiping Liu. Nitrocellulose. Nitrate Esters Chemistry and Technology. Springer, 2019, p. 469-580. DOI: 10.1007/978-981-13-6647-5_10
  25. Alinat E., Delaunay N., Archer X. et al. A new method for the determination of the nitrogen content of nitrocellulose based on the molar ratio of nitrite-to-nitrate ions released after alkaline hydrolysis. Journal of Hazardous Materials. 2015. Vol. 286, p. 92-99. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2014.12.032
  26. Petrova T.A., Epishina A.D. Assesment of the negative impact of brines from potash production on the soil cover by modeling their spill process under natural conditions. Sustainable Development of Mountain Territories. 2025. Vol. 17. N 2, p. 616-626 (in Russian). DOI: 10.21177/1998-4502-2025-17-2-616-626
  27. 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
  28. Pendyurin E.A., Svyatchenko A.V., Kiryushina N.Yu. Method of restoration of disturbed territories. Vector of Geosciences. 2022. Vol. 5. N 1, p. 83-89 (in Russian). DOI: 10.24412/2619-0761-2022-1-83-89
  29. Kotova Z.P., Danilova T.A., Parfenova N.V. Phytodiagnostics of a new bioorganic fertilizers based on peat. Agrochemical Herald. 2023. N 3, p. 74-79 (in Russian). DOI: 10.24412/1029-2551-2023-3-016
  30. Malyshev P.A. The use of mixtures of peat and sapropel in animal husbandry and crop production. Agrarian Scientific Journal. 2024. N 5, p. 105-111 (in Russian). DOI: 10.28983/asj.y2024i5pp105-111
  31. Bryndina L.V., Momot R.V., Korchagina A.Y., Zhivitchenko D.I. Sewage sludge use as component of organic fertilizer. Regional Environmental Issues. 2025. N 1, p. 5-10 (in Russian). DOI: 10.24412/1728-323X-2025-1-5-10
  32. Semenov V.M., Lebedeva T.N., Zinyakova N.B., Sokolov D.A. Sizes and Ratios of Organic Carbon Pools in Gray Forest Soil under Long-Term Application of Mineral and Organic Fertilizers. Eurasian Soil Science. 2023. Vol. 56. N 4, p. 470-487. DOI: 10.1134/S1064229322602517
  33. Sychev V.G., Merzlaya G.E., Afanasiev R.A. et al. Agroecological support innovative technologies of intra-soil application of organic fertilizers to increase soil fertility, yield and quality of agricultural crops. Plodorodie. 2021. N 4 (121), p. 33-36 (in Russian). DOI: 10.25680/S19948603.2021.121.10
  34. Dashko R.E., Vlasov D.Yu., Pushina Z.V. et al. Multicomponent composition of sapropels as a basis for perfection of technique and technology of their dehydration. Russian Journal of Earth Sciences. 2023. Vol. 23. N 2, N ES2002 (in Russian). DOI: 10.2205/2023ES000840
  35. Kvitkina A.K., Larionova A.A., Dudareva D.M., Byhovets S.S. Effect of C:N ratio and external and internal nitrogen on mineralization rate of corn residues. Theoretical and Applied Ecology. 2017. N 2, p. 78-83 (in Russian).
  36. Semenov V.M. Functions of Carbon in the Mineralization-Immobilization Turnover of Nitrogen in Soil. Agrohimiya. 2020. N 6, p. 78-96 (in Russian). DOI: 10.31857/S0002188120060101
  37. Zhurbitsky Z.I. Theory and practice of the vegetation method. Moscow, Nauka, 1968, р. 260 (in Russian).
  38. Bortnikova S.B., Artamonova V.S., Abrosimova N.A. et al. Results of phytoremediation experiments with sowing oats (Avena sativa) on different types of mine tailings. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Аssets Engineering. 2022. Vol. 333. N 11, p. 7-23 (in Russian). DOI: 10.18799/24131830/2022/11/3762
  39. Sakovich G.V., Budaeva V.V., Korchagina A.A., Gismatulina Yu.A. Prospects of cellulose nitrates from unconventional feedstocks for use in composite explosives. Khimiya rastitelnogo syrya. 2019. N 1, p. 259-268 (in Russian). DOI: 10.14258/jcprm.2019014336
  40. Kapustyanchik S.Yu., Budaeva V.V., Gismatulina Yu.A. Biological Characteristics of Cultivated Miscanthus sacchariflorus (Poaceae) in the Novosibirsk Region. Rastitelnye resursy. 2021. Vol. 57. Iss. 1, p. 49-57 (in Russian). DOI: 10.31857/S0033994621010064
  41. Qihong Yang, Chaobo Zhang, Shiming Yao, Jiang J. Root Distribution and Root Cohesion of Two Herbaceous Plants in the Loess Plateau of China. Sustainability. 2022. Vol. 14. Iss. 13. N 8053. DOI: 10.3390/su14138053
  42. Endalamaw B., Dawud S.M., Gobezie T. Planting density regulates root biomass and soil organic carbon stocks in Acacia mearnsii plantations. Soil Advances. 2026. Vol. 5. N 100125. DOI: 10.1016/j.soilad.2026.100125

Похожие статьи

Активация процессов биоремедиации нефтезагрязненных наземных экосистем при помощи композиции органоминеральных мелиорантов
2026 Н. Ю. Антонинова, А. И. Усманов, В. А. Антонов, А. В. Собенин
Хранилище отходов Cu-Co-Ni арсенидных руд месторождения Хову-Аксы (траншея) как источник металлов и мышьяка в дренажных и парогазовых потоках
2026 С. Б. Бортникова, С. П. Мишенина, А. Ю. Девятова, А. Я. Шевко
Экологичный холодный асфальтобетон из нефтяного шлама и местных горно-промышленных отходов: подход к ремонту дорог в Моа, Куба, основанный на принципах безотходной экономики
2026 И. Терреро-Агирре, Я. Медина-Сальдивар
Получение карбоната кальция с заданными свойствами крупности как фактор эффективной утилизации техногенного гипсосодержащего сырья
2026 Д. В. Сучков, Т. Е. Литвинова, А. П. Лебедев
Экономический механизм стимулирования разработки техногенных месторождений в макрорегионах Арктики и Дальнего Востока РФ: институциональные условия и модель дифференциации преференций
2026 Е. А. Бажутова; А. Д. Ульзетуева; А. В. Алексеев