Оценка потенциала техногенных почвогрунтов на основе осадка сточных вод для рекультивации нарушенных земель горнодобывающей промышленности

Представлен анализ проблемы рекультивации нарушенных земель, обоснована необходимость наращивания объема работ по восстановлению качества земель и расширения ассортимента плодородных почв и смесей, в частности, на основе осадков сточных вод. В качестве объекта исследований использовался разработанный ранее авторами техногенный почвогрунт, для которого проведено фитотестирование по оценке качественной и количественной реакции растений. В процессе проведения долгосрочного вегетационного опыта (210 сут) выявлено, что средние показатели всхожести семян райграса пастбищного (Lolium perenne) на техногенном почвогрунте по сравнению с контрольными почвами (дерново-подзолистой и искусственной стандартной) выше на 13,5 и 5,5% соответственно, суммарный прирост зеленой биомассы достигает 41 и 26% соответственно, а содержание тяжелых металлов в сухом веществе полученных образцов растений находится в пределах нормальных колебаний. При исследовании процентного изменения прорастания семян, роста корней и ростков относительно стандартной почвы с использованием в качестве тест-растений сорго двуцветного (Sorghum saccharatum (L.) Moenc), кресс-салата (Lepidium sativum L.) и горчицы белой (Sinapis alba L.) для всех тест-растений в совокупности выявлено увеличение всхожести семян в среднем на 13%, стимулирование процессов роста корней на 48%, а ростков на 31%. Таким образом, доказано, что разработанный техногенный почвогрунт потенциально пригоден для рекультивации нарушенных земель горнодобывающей промышленности.

Быкова М. В., Малюхин Д. М. Оценка потенциала техногенных почвогрунтов на основе осадка сточных вод для рекультивации нарушенных земель горнодобывающей промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 9. – С. 36–52. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_9_0_36.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (FSRW-2024-0005).

Быкова Марина Валерьевна — канд. техн. наук, научный сотрудник, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, e-mail: Bykova_MV@pers.spmi.ru,
ORCID ID: 0000-0001-9150-4201,
Малюхин Дмитрий Михайлович — канд. геогр. наук, генеральный директор, ООО «НПК ЭкоДрайв», e-mail: info@eсodrive.su, ORCID ID: 0009-0003-7057-910X,

Быкова М.В., e-mail: Bykova_MV@pers.spmi.ru.

1. Семина И. С., Андроханов В. А., Шипилова А. М. Температурный режим рекультивированных почв с использованием отходов углеобогащения в Кузбассе // Уголь. — 2022. — № 7. — С. 60—65. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-7-60-65.

2. Siromlya T., Mandzhieva S., Minkina T., Chaplygin V. Changes in the fractional composition of heavy metals in soils under the influence of the mining and metallurgical industry (based on the example of the Novosibirsk agglomeration) // Sustainable Development of Mountain Territories. 2024, vol. 16, no. 4, pp. 1474—1490. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-4-1474-1490.

3. Пашкевич М. А., Дука А. А. Оценка экологического состояния почвенно-растительного покрова, загрязненного угольной пылью // Горный журнал. — 2023. — № 9. — С. 68—74. DOI: 10.17580/gzh.2023.09.10.

4. Wang Z., Wang G., Ren T., Wang H., Xu Q., Zhang G. Assessment of soil fertility degradation affected by mining disturbance and land use in a coalfield via machine learning // Ecological Indicators. 2021, vol. 125, article 107608. DOI: 10.1016/J.ECOLIND.2021.107608.

5. Nainiva S. P., Sajadi J. Sh., Mohammadrezaei M., Parichehreh M. Soil erosion risk prediction: an assessment of qualitative and quantitative modeling approaches // Journal of Sedimentary Environments. 2025, pp. 1—20. DOI: 10.1007/s43217-025-00228-7.

6. Осипов С. В., Гуров А. А. Геоэкологические оценка и мониторинг территории: технология на основе ландшафтного картографирования антропогенных геокомплексов // Вестник СанктПетербургского университета. Науки о Земле. — 2022. — № 4. — С. 631—651. DOI: 10.21638/ spbu07.2022.405.

7. Хабиров И. К., Сайфуллин Р. Р. Факторы деградации при оценке состояния почв // Международный научно-исследовательский журнал. — 2021. — № 4-2(106). — С. 68—71. DOI: 10.23670/IRJ.2021.106.4.037.

8. Li Q., Guo J., Wang F., Song Z. Monitoring the characteristics of ecological cumulative effect due to mining disturbance utilizing remote sensing // Remote Sensing. 2021, vol. 13, no. 24, article 5034. DOI: 10.3390/rs13245034.

9. Мысин А. В., Ковалевский В. Н. Моделирование состояния сложноструктурного массива с учетом динамического нагружения // Горный журнал. — 2024. — № 5. — С. 38—47. DOI: 10.17580/gzh.2024.05.03.

10. Юркевич Н. В., Ельцов И. Н., Гуреев В. Н., Мазов Н. А., Юркевич Н. В., Еделев А. В. Техногенное воздействие на окружающую среду в российской Арктике на примере Норильского промышленного района // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2021. — Т. 332. — № 12. — С. 230—249. DOI: 10.18799/24131830/2021/12/3207.

11. Евсеев А. В., Шахпендерян Е. А., Султыгова Х. С. Аэрозольное поступление техногенных поллютантов в компоненты природной среды в Центрально-Кольском импактном районе // Экосистемы: экология и динамика. — 2021. — Т. 5. — № 1. — С. 74—93. DOI: 10.24411/25422006-2021-10078.

12. Харько П. А., Данилов А. С. Оценка эффективности нейтрализации и очистки кислых вод от металлов золой при использовании альтернативного топлива из коммунальных отходов // Записки Горного института. — 2024. EDN CGGRHJ.

13. Семенов А. М., Глинушкин А. П., Соколов М. С. Здоровье почвенной экосистемы: от фундаментальной постановки к практическим решениям // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. — 2019. — № 1. — С. 5—17.

14. Smirnov Y. D., Suchkov D. V., Danilov A. S., Goryunova T. V. Artificial soils for restoration of disturbed land productivity // Eurasian Mining. 2021, vol. 36, no. 2, pp. 92—96. DOI: 10.17580/ em.2021.02.19.

15. Delgado-Baquerizo M., Eldridge D. J., Liu Y. R., Liu Z. W., Coleine C., Trivedi P. Soil biodiversity and function under global change // PLOS Biology. 2025, vol. 23, no. 3, article e3003093. DOI: 10.1371/journal.pbio.3003093.

16. Гуркова Е. А., Андроханов В. А., Лавриненко А. Т. Ресурсы и специфика рекультивации отвалов угледобывающей промышленности Хакасии // Почвы и окружающая среда. — 2020. — Т. 3. — № 4. — С. 1—13. DOI: 10.3125 l/pos.v3i4.127.

17. Лавриненко А. Т., Килин А. Б., Остапова Н. А., Сафронова О. С., Евсеева И. Н., Моршнев Е. А. Реализация инновационных технологий рекультивации переуплотненных автомобильных отвалов угледобывающих предприятий Хакасии // Уголь. — 2021. — № 5. — С. 80—83. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-5-80-83.

18. Семина И. С., Андроханов В. А. Почвенно-экологическое обследование участков, рекультивированных отходами углеобогащения, на примере Кемеровской области — Кузбасса // Уголь. — 2021. — № 7. — С. 57—62. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-7-57-62.

19. Vasilyeva M., Kovshov S., Zambrano J., Zhemchuzhnikov M. Effect of magnetic fields and fertilizers on grass and onion growth on technogenic soils // Journal of Water and Land Development. 2021, no. 49, pp. 55—62. DOI: 10.24425/jwld.2021.137096.

20. Монастырский Д. И., Куликова М. А., Шабельская Н. П., Ульянова В. А., Егорова М. А. Возможность переработки фосфогипса с получением подщелачивающего реагента // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2024. — Т. 335. — № 9. — С. 183—190. DOI: 10.18799/24131830/2024/9/4488.

21. Матвеева В. А., Лукьянова А. В. Оценка эффективности использования флюсового известняка Сокольско-Ситовского месторождения в качестве мелиоранта для нейтрализации кислых почв // Геология и геофизика Юга России. — 2023. — Т. 13. — № 3. — С. 153—166. DOI: 10.46698/VNC.2023.26.57.012.

22. Белаш М. Ю., Веприкова Е. В., Соболев А. А., Романов В. Н., Козулина Н. С., Сныткова Т. А., Василенко А. В., Михайлец М. А., Липшин А. Г., Таран О. П. Получение, свойства и ростостимулирующая активность гранулированных азотсодержащих органоминеральных удобрений на основе опилок осины // Химия растительного сырья. — 2022. — № 4. — С. 353—360. DOI: 10.14258/jcprm.20220411955.

23. Муха В. Д., Пигорев И. Я., Ачкасов А. Л., Недбаев В. Н., Мирошниченко О. Н. Худяков С. И., Бельчиков Е. В. Дефекат — перспективное удобрение-мелиорант // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. — 2011. — № 6. — С. 47—49.

24. Шатрова А. С., Богданов А. В., Шкрабо А. И., Алексеева О. В. Технология переработки отходов целлюлозно-бумажной промышленности в почвогрунты с использованием естественных природных процессов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2022. — № 8. — С. 153—162. DOI: 10.18799/24131830/2022/8/3658.

25. Sverchkov I., Gvozdetskaya M. Quantitative determination of sulfate sulfur in soils and sediments using the S-K and S-K X-ray spectra and PLS regression // Spectrochimica Acta — Part B Atomic Spectroscopy. 2024, vol. 218, article 106992. DOI: 10.1016/j.sab.2024.106992.

26. Якимова Т. С. Химический состав осадков городских сточных вод и их влияние на плодородие светло-серой лесной почвы // Агрохимический вестник. — 2012. — № 5. — С. 46—48.

27. Быкова М. В., Малюхин Д. М., Нагорнов Д. О., Дука А. А. Комплексная утилизация осадков городских сточных вод с получением техногенного почвогрунта // Записки Горного института. — 2024. — Т. 267. — С. 453—465.

28. 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.

29. Межевова А. С., Беляев А. И. Нетрадиционные элементы технологии возделывания сельскохозяйственных культур с использованием удобрений-мелиорантов // Юг России: экология, развитие. — 2022. — Т. 17. — № 3. — С. 187—196. DOI: 10.18470/1992-1098-2022-3-187-196.

30. Сверчков И. П., Быкова М. В., Смирнов Ю. Д., Малюхин Д. М. Патент РФ № 2818839, 02.04.2024. Техногенный почвогрунт. 2024. Бюл. № 13.

31. Ugbune U., Edo G. I., Avwenaghegha J. O., Oghoje U. Production, characterization and application of charcoal on soil nutrients enhancement and remediation of soil toxic metals / Proceedings of the Indian National Science Academy. 2025. DOI: 10.1007/s43538-025-00397-z.

32. Ray S. K., Hossain Md. A., Islam N., Hasan M. A. F. M. R. Enhanced plant health monitoring with dual head CNN for leaf classification and disease identification // Journal of Agriculture and Food Research. 2025, vol. 21, article 101930. DOI: 10.1016/j.jafr.2025.101930.

33. Чукаева М. А., Пухальский Я. В., Лоскутов С. И., Сидорова В. Р., Воропаева Е. В., Матвеева В. А. Оценка изменения фитоэкстракции тяжелых металлов бархатцами прямостоячими (Tagetes erecta) из загрязненных почв Норильска при использовании гуминовых добавок // Арктика: экология и экономика. — 2024. — Т. 14. — № 1. — С. 90—102. DOI: 10.25283/2223-45942024-1-90-102.

34. Ziad A. B. S, Wati E. I. H., Sakinah M. A. M. Assessment of heavy metals tolerance in leaves, stems and flowers of stevia rebaudiana plant // Procedia Environmental Sciences. 2014, vol. 20, pp. 386—393. DOI: 10.1016/j.proenv.2014.03.049.

35. Позняк С. С. Содержание некоторых тяжелых металлов в растительности полевых и луговых агрофитоценозов в условиях техногенного загрязнения почвенного покрова // Вестник Томского государственного университета. Биология. — 2011. — № 1(13). — С. 123—137.