Изучение особенностей почвенного покрова и биорекультивации угольных отвалов
- DOI
- 10.5922/vestniknat-2024-4-6
- Страницы / Pages
- 86-98
Аннотация
Промышленные отвалы являются естественной средой обитания для многочисленных биоценозов в силу особенностей и направленности ранних этапов почвообразования. Целью данной работы стало изучение особенностей почвенного покрова и биорекультивации угольных отвалов. Показано, что на литологической неоднородности нарушенных территорий Кузбасса сказывается технология отработки, которая влияет на горный способ добычи угля. Установлено, что элювий на техногенно-нарушенных землях в зависимости от условий формирования имеет существенные различия по физико-химическим характеристикам, что обусловливает различное качество образующейся почвы и показывает необходимость проведения мелиорации. Метастабильным в более поздних поколениях фитоценозам свойственны обедненный состав и дефектный характер при достижении этой метастабильной стадии. Доказано, что воздействие растений на молодые почвы путем внесения удобрений может привести к накоплению биофильных элементов в верхней части профиля. Наличие редкоземельных и радиоактивных элементов в антраците вызывает медленное развитие биоты на поверхности отвалов из-за их потенциального токсического воздействия на микроорганизмы и растительность. Показано, что биорекультивация направлена на возобновление процессов почвообразования, улучшение способности почвы к самоочищению и воспроизводству фитоценозов. Подбор растений для рекультивации осуществляется на основе способности произрастать на техногенно нарушенных ландшафтах. Данные растения должны относятся к группе устойчивых видов с высоким фиторемедиационным потенциалом (например, Pínus sylvéstris, Picea pungens, Larix decidua, Physocarpus opulifolius, Bétula pubéscens, Pópulus nígra, Caragána arboréscens, Rosa rugosa, Elaeagnus commutata). Данные культуры отличаются высокой устойчивостью к неблагоприятным факторам и являются перспективными для проведения биологической рекультивации техногенно нарушенных ландшафтов.
Список литературы
1. Колесников Б. П., Пикалова Г. М. К вопросу о классификации промышленных отвалов как компонентов техногенных ландшафтов // Растения и промышленная среда. Свердловск, 1974. С. 3—28.
2. Kent M. Plant growth problems in colliery spoil reclamation — a review // Applied Geography. 1982. Vol. 2, iss. 2. P. 83—107. doi: 10.1016/0143-6228(82)90029-7.
3. Dang Z., Liu C., Haigh M. Mobility of heavy metals associated with the natural weathering of coal mine spoils // Environmental Pollution. 2002. Vol. 118. P. 419— 426. doi: 10.1016/S0269-7491(01)00285-8.
4. Hüttl R. F. Ecology of post strip-mining landscapes in Lusatia, Germany //Environmental Science and Policy. 1998. Vol. 1. P. 129—135. doi: 10.1016/S1462-9011(98)00014-8.
5. Chabbi A., Rumpel C., Grootes P. M. et al. Lignite degradation and mineralization in lignite-containing mine sediment as revealed by 14C activity measurements and molecular analysis // Organic Geochemistry. 2006. Vol. 37. P. 957—976. doi: 10.1016/j.orggeochem.2006.02.002.
6. Рагим-заде Ф. К. Почвообразующие породы техногенных ландшафтов. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Новосибирск, 1992. С. 15—45. EDN: VQRTQK.
7. Кулебакин В. Г. Микроорганизмы рекультивируемых отвалов Байдаевского углеразреза в Кузбассе и их окислительная активность // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск, 1979. С. 179—185.
8. Daniels W. L., Haering K. C., Galbraith J. M. Mine soil morphology and properties in pre- and post- SMCRA coal mined landscapes in Southwest Virginia // Proceedings American Society of Mining and Reclamation. 2004. Vol. 1. P. 421—449. doi: 10.21000/JASMR04010421.
9. Махонина Г. И. Начальные процессы почвообразования на породных отвалах Липовского месторождения никеля // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск, 1979. С. 123—140.
10. Пигорев И. Я., Буланова Ж. А. Агрохимические свойства вскрышных пород, как условие почвообразовательного процесса и рекультивации КМА // Актуальные проблемы экологии и природопользования : материалы Всерос. науч.-практ. конф. 2017. С. 111—114. EDN: YUBCAR.
11. Тарчевский В. В., Чибрик Т. С. Естественная растительность отвалов при открытой добыче каменного угля в Кузбассе // Ученые записки УрГУ. Серия биологическая. Свердловск, 1970. Вып. 5, № 94. С. 65—77.
12. Етеревская Л. В., Угарова В. А. Процессы почвообразования в техногенных ландшафтах степи УССР // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск, 1979. С. 140—156.
13. Гусев А. П. Фитоиндикационная оценка качества рекультивации земель, нарушенных при бурении скважин // Экология и промышленность России. 2008. № 1. С. 39—41. EDN: JVRXOP.
14. Двуреченский В. Г., Андроханов В. А. Почвенно-экологическое состояние техногенных ландшафтов Новокузнецкого промышленного комплекса // Живые и биокосные системы. 2017. № 20. С. 1—15. EDN: ZBEXKB.
15. Uzarowicz Ł., Zagórski Z., Mendak E. et al. Technogenic soils (Technosols) developed from fly ash and bottom ash from thermal power stations combusting bituminous coal and lignite. Part I. Properties, classification, and indicators of early pedogenesis // Catena. 2017. Vol. 157. P. 75—89. doi: 10.1016/j.catena.2017.11.005.
16. Шарапова А. В., Семенков И. Н., Леднев С. А. и др. Саморазвитие горнопромышленных ландшафтов старого района угледобычи в тульской области // Экология и промышленность России. 2017. Т. 21, № 12. С. 54—59. doi: 10.18412/1816-0395-2017-12-54-59. EDN: ZUMFCZ.
17. Macía P., Fernández-Costas C., Rodríguez E. et al. Technosols as a novel valorization strategy for an ecological management of dredged marine sediments // Ecological Engineering. 2014. Vol. 67. P. 182—189. doi: 10.1016/j.ecoleng.2014.03.020.
18. Santos E. S., Abreu M. M., Macías F. Rehabilitation of mining areas through integrated biotechnological approach: Technosols derived from organic / inorganic wastes and autochthonous plant development // Chemosphere. 2019. Vol. 224. P. 765—775. doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.02.172.
19. Соколов Д. А., Нечаева Т. В. Поглотительная способность и состав обменных катионов различных видов угля // Углехимия и экология Кузбасса. 2019. С. 55. EDN: GMBEFC.
20. Меленевский В. Н., Фомин А. Н., Конышев А. С., Талибова А. Г. Контактовое преобразование угля под воздействием долеритовой дайки (Кайерканское месторождение, Норильский район) // Геология и геофизика. 2008. Т. 49, № 9. С. 886—894. EDN: JWGIMH.
21. Хоменко А. В., Гордеева А. О., Павлов А. Л. Трапповый магматизм — основная причина метаморфизма угля и массовой генерации углеводородов в Тунгусском угольном бассейне // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2005. № 6. С. 72—80. EDN: PFHAFH.
22. Осташевская Н. С. Антрациты Горловского бассейна Западной Сибири — сырье для производства электродов. Новосибирск, 1978.
23. Кизильштейн Л. Я., Наставкин А. В. Минералы глин в антрацитах // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2003. № 1. С. 30—37. EDN: RSYTLZ.
24. Угольная база России. М., 2003. Т. II : Угольные бассейны и месторождения Западной Сибири.
25. Вялов В. И., Голицын М. В., Голицын А. М. Антрациты России и мира. М., 1998. EDN: WZDUDB.
26. Скрипченко Г. Б. Структура, свойства и направления использования антрацитов Горловского бассейна // Химия твердого топлива. 2010. № 3. С. 3—15. EDN: LSQXYR.
27. Улановский М. Л. Теплота сгорания углей: основные закономерности изменения и новые способы расчета // Кокс и химия. 2010. № 9. С. 5—12. EDN: MUVRDV.
28. Каменецкий Б. Я. Тепловая эффективность котлов при работе на антраците, каменных и бурых углях // Промышленная энергетика. 2011. № 2. С. 12—14. EDN: MNOBTM.
29. Самойлик В. Г. Классификация твердых горючих ископаемых и методы их исследований. Харьков, 2016.
30. Голынская Ф. А. Степень метаморфизма как главный генетический признак самовозгорающихся углей // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 7. С. 164—169. EDN: RGRPDL.
31. Пинчук В. А. Экспериментальные исследования закономерностей воспламенения и горения водоугольного топлива, полученного из углей различной стадии метаморфизма // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. 2014. № 1 (14). С. 159—164. EDN: WFRCKN.
32. Нечаева Т. В., Соколов Д. А. Оценка К-фиксирующей способности различных видов углей // Природно-техногенные комплексы: современное состояние и перспективы восстановления : сб. материалов междунар. науч. конф. 2016. С. 173—179. EDN: WIJOAL.
33. Вялов В. И. Качества и свойства антрацитов основных угольных бассейнов и месторождений СНГ и их рациональное использование // Обзорная информация. Геология, методы поисков, разведки и оценки месторождений топливно-энергетического сырья. 1994. № 6. С. 1—74. EDN: XAJSGX.
34. Артамонова В. С., Бортникова С. Б., Оплеухин А. А. Техногенное загрязнение почв подотвальными водами в районе угледобычи // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2016. № 4 (28). С. 38—45. EDN: XIPFZD.
35. Артамонова В. С. Биогеохимические аспекты почвообразования в угледобывающих районах // Антропогенная трансформация природной среды. 2017. № 3. С. 179—181. EDN: ZUJVPT.
36. Госсен И. Н., Кулижский С. П., Данилова Е. Б., Соколов Д. А. Бонитировочный подход к оценке почвенно-экологического состояния техногенных ландшафтов Сибири (на примере отвалов антрацитовых, каменно- и буроугольных месторождений) // Вестник НГАУ. 2016. № 2 (39). С. 71—81. EDN: WIQRYR.
37. Андроханов В. А. Практическое решение проблемы рекультивации нарушенных земель на основе инновационного процесса // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008. № 12. С. 258—264. EDN: KXTAXT.
38. Гордеева Т. Х. Биология. Разнообразие живых организмов в природных сообществах : учеб. пособие. Йошкар-Ола, 2004. EDN: QKNBSV.
39. Гордеева Т. Х., Малюта О. В. Динамика параметров биологической активности почвы как показатель почвенноэкологических условий на объекте рекультивации // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. № 2 (40). С. 34—36. EDN: QAQTNP.
40. Залесов С. В., Залесова Е. С., Зверев А. А. и др. Искусственное лесовостановление на рекультивированных землях в округе сосново-березовых предлесостепных лесов // Проблемы воспроизводства лесов Европейской тайги. Кострома, 2012. С. 63—66.
41. Карасева М. А., Лежнин К. Т. Применение фитомелиорантов при выращивании искусственных насаждений хвойных пород : монография. Йошкар-Ола, 2012. EDN: QLCVOP.
42. Застенская Л. Л. Рост и продуктивность березы и ее роль в формировании гумусового горизонта на нарушенных землях // Лесоведение и лесное хозяйство. 1990. № 25. С. 54—56.