Получение почвогрунтов на основе окисленного каменного угля для биологической рекультивации нарушенных земель

Представлены результаты использования золошлаковых отходов и окисленного каменного угля Кузнецкого бассейна для получения почвогрунтов как материалов для рекультивации нарушенных земель. В результате исследований выявлены наиболее эффективные методы активации окисленного каменного угля. Показано, что при использовании ультразвуковой активации выход «свободных» гуминовых кислот из окисленного угля увеличивается в 5 раз. Поэтому в работе при подготовке опытных образцов почвогрунтов была применена ультразвуковая активация увлажненных смесей золошлаковых отходов и окисленного угля. Представлены результаты оценки биологической активности опытных образцов почвогрунтов как индивидуального почвенного слоя или как компонента в составе вскрышных пород. Результаты проращивания семян овса показали, что внесение 10% почвогрунта во вскрышные породы приводит к существенному повышению всхожести семян, приросту стебля и корневой системы. Анализ водных вытяжек показал, что увеличение в почвогрунтах доли окисленного каменного угля позволяет нормализовать pH водных вытяжек до 8,1 ед., снизить эмиссию в водные объекты таких потенциально опасных элементов, как Cu, V и Zn, а также повысить содержание водорастворимых форм таких важных агрохимических элементов, как фосфор, магний, калий и натрий.

Шайхислам Г., Соловьев Т. М., Эпштейн С. А., Пестряк И. В., Семина И. С. Получение почвогрунтов на основе окисленного каменного угля для биологической рекультивации нарушенных земель // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 8. – С. 5–18. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_8_0_5.

Работа выполнена в рамках стратегического проекта «Технологии устойчивого развития» Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Шайхислам Гулшат¹ —аспирант, e-mail: gulshatshaikhislam@gmail.com, ORCID ID: 0009-0004-6988-1747,
Соловьев Тускул Михайлович¹ —канд. техн. наук, ведущий инженер научного проекта, e-mail: tuskulsolovev@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-7824-7623,
Эпштейн Светлана Абрамовна¹ —д-р техн. наук, профессор, зав. лабораторией, e-mail: apshtein@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0001-8356-4319,
Пестряк Ирина Васильевна¹ —д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: spestryak@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-1745-6579,
Семина Ирина Сергеевна —канд. биол. наук, доцент, директор Центра «Геоэкология», Сибирский государственный индустриальный университет, e-mail: semina.i@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-9222-0358.
¹ НУИЛ «Физико-химия угля», НИТУ МИСиС.

Шайхислам Г., e-mail: gulshatshaikhislam@gmail.com.

1. Тесленок С. А., Шперль Д. А. Загрязнение окружающей среды при открытой добыче полезных ископаемых // Огарёв-Online. — 2023. — № 4 (189). — 8 c.

2. Космаков В. И., Бадмаева С. Э., Бакач А. А. Этапы лесохозяйственной рекультивации земель, нарушенных при открытой добыче полезных ископаемых // International Agricultural Journal. — 2021. — № 6. — С. 765—784. DOI: 10.24412/2588-0209-2021-10430.

3. Семина И. С., Андроханов В. А., Куляпина Е. Д. Опыт использования отходов углеобогащения для рекультивации нарушенных участков // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 9. — С. 159—175. DOI: 10.25018/0236-1493-20209-0-159-175.

4. Котович А. А., Гуман О. М. Оценка потенциального плодородия делювиальных суглинков Уральского региона для рекультивации нарушенных земель // Известия Уральского государственного горного университета. — 2014. — № 2(34). — С. 19—24.

5. Фоменко Н. А. Применение окисленных бурых углей для повышения экологической безопасности утилизации золошлаковых отходов. Автореф. дисс. … канд. техн. наук. — М.: НИТУ «МИСиС», 2019. — 22 с.

6. Pavel J., Juraj L., Lucia Z., Silvie K., Lucie H. Czech and Slovak young brown coals in environmental applications // Nova Biotechnologica et Chimica. 2022, vol. 7, no. 1, pp. 85—91. DOI: 10.36547/nbc.1363.

7. Лаптева Е. М., Василевич Р. С., Лодыгин Е. Д. Торф и отходы промышленных предприятий Республики Коми как источник востребованных инновационных продуктов —гуминовых препаратов // Вестник Института биологии Коми НЦ УрО РАН. — 2020. — № 2 (213). — С. 35—43. DOI: 10.31140/j.vestnikib.2020.2(213).6.

8. Bezuglova O., Klimenko A. Application of humic substances in agricultural industry // Agronomy. 2022, vol. 12, article 584. DOI: 10.3390/agronomy12030584.

9. Kwame A., Malinda S. T., Linda Y. G. Understanding the role of humic acids on crop performance and soil health // Frontiers in Agronomy. 2022, vol. 4. DOI: 10.3389/fagro.2022.848621.

10. Nikitina I. M., Epshtein S. A., Fomenko N. A., Kossovich E. L. Humic acids of solid fossil fuels —perspectives for application in technology and environment protection // Eurasian Mining. 2016, vol. 2, рр. 33—36. DOI: 10.17580/em.2016.02.08.

11. Шайхислам Г., Соловьев Т. М., Эпштейн С. А., Семина И. С. Оценка состава и свойств горных пород, окисленного каменного угля и золошлаковых отходов как материалов для биологической рекультивации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 7. — С. 21—37. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_7_0_21.

12. Никитина И. М. Разработка способа получения реагента на основе торфа для снижения содержания тяжелых металлов в сточных водах горных предприятий. Автореф. дисс. … канд. техн. наук. — М.: НИТУ «МИСиС», 2015. — 24 с.

13. Москаленко Т. В., Михеев В. А., Ворсина Е. В. Деминерализация бурого угля Харанорского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 12-1. — С. 148—158. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_121_0_148.

14. Байбакова Е. В., Нефедьева E. Э., Белопухов С. Л. Исследование влияния современных протравителей на всхожесть и рост проростков зерновых культур // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. — 2016. — № 3 (18). — С. 57—64.

15. Zherebtsov S. I., Malyshenko N. V., Votolin K. S., Shpakodraev K. M., Ismagilov Z. R., Sokolov D. A., Androkhanov V. A. Dependence of the biological activity of brown coal humic acids on the concentrations of macro and trace elements // Solid Fuel Chemistry. 2021, vol. 55, no. 4, pp. 223—228. DOI: 10.3103/S036152192104011X.

16. Жеребцов С. И., Малышенко Н. В., Вотолин К. С., Шпакодраев К. М., Исмагилов З. Р. Биологическая активность нативных и модифицированных гуминовых кислот // Химия твердого топлива. — 2020. — № 4. — С. 3—7. DOI: 10.31857/S002311772004009X.

17. Соколов Д. А., Добрянская С. Л., Андроханов В. А., Клековкин С. Ю., Госсен И. Н., Жеребцов С. И., Малышенко Н. В., Вотолин К. С., Дугаржав Ж. Оценка влияния структурно-группового состава гуминовых кислот бурых углей на их биологическую активность в условиях техногенных ландшафтов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2018. — № 5 (129). — С. 90—100.

18. Соловьев Т. М., Шайхислам Г. Б., Эпштейн С. А., Соколова М. Д. Исследование состава и свойств бурых углей Якутии как сырья для получения гуминовых препаратов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 1. — С. 67—79. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2024_1_0_67.

19. Кожевников Ю. А., Сербин В. В. Экстракция гуминовых веществ из бурых углей Канско-Ачинского бассейна при ультразвуковом воздействии // Труды Академэнерго. — 2019. — № 2 (55). — C. 89—97.

20. Tanzharikov P., Ermukhanova N., Tashimova A., Abilbek Zh., Kerimbekova Z. Technogenic impact of radionuclides on oil and gas facilities (on the example of the Kumkol field) // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2021, vol. 16, no. 8.

21. Воронина Л. П., Якименко О. С., Терехова В. А. Оценка биологической активности промышленных гуминовых препаратов // Агрохимия. — 2012. — № 6. — С. 50—57.