ЭКОЛОГИЯ
Оригинальная статья
УДК 622.693.26:622.85 © А.А. Перевощикова, Е.Е. Малышкина, Н.В. Митракова, 2023
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 12-2023 /1174/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2023-12-85-91
Название
Анализ микроэлементного состава почв рекультивированных отвалов Кизеловского угольного бассейна
Авторы
Перевощикова А.А., младший научный сотрудник Естественнонаучного института Пермского государственного национального исследовательского университета, аспирант Пермского национального исследовательского политехнического университета, 614990, г. Пермь, Россия, e-mail: aaperevoshchikova@yandex.ru
Малышкина Е.Е., инженер-исследователь Естественнонаучного института Пермского государственного национального исследовательского университета, 614990, г. Пермь, Россия, e-mail: thelionofcintra@gmail.com
Митракова Н.В., канд. биол. наук, старший научный сотрудник Естественнонаучного института
Пермского государственного национального исследовательского университета, 614990, г. Пермь, Россия, e-mail: mitrakovanatalya@mail.ru
Аннотация
В результате горнодобывающей деятельности сформировалось большое количество заброшенных шахт и хвостохранилищ. Заброшенные шахты, изливы кислых шахтных вод и отвалы вскрышных пород являются основными источниками загрязнения окружающей среды в Кизеловском угольном бассейне (КУБ), расположенном на территории Пермского края (Россия). Важным аспектом сохранения экосистем в КУБе являются рекультивация угольных отвалов и создание или восстановление почвенного покрова. Объектом исследования являются почвы отвалов КУБа, расположенных в поселках Углеуральский, Шумихинский и Шахты. Для исследования почв отвалов использованы стандартные методики химического анализа, в том числе проведена оценка загрязнения почв с помощью расчетных коэффициентов – индекс геологического накопления элементов в почвах (Igeo) и фактор загрязнения (CF). Полученные результаты свидетельствуют о том, что относительно кларка по Виноградову (1962) в почвах отвалов по всему профилю присутствует превышение по Li, B, V, Cu, Cd и Pb. Относительно фоновой пробы также имеются превышения по всему профилю в почвах отвалов по Li, B, Pb и As. Согласно коэффициенту геологического накопления элементов в почвах (Igeo) выделено умеренное загрязнение по Li для почвы отвала шахты «Северная», расположенного в пос. Шахты. Высокий фактор загрязнения (CF) наблюдается по Li, B, V и Co во всех почвах отвалов. Полученные данные показали, что даже после рекультивации в почвах отвалов происходит аккумуляция таких элементов, как Li, B, V. Исследование дает результаты для разработки эффективных рекультивационных мероприятий по восстановлению районов, подверженных влиянию угольных отвалов.
Ключевые слова
Горнодобывающая деятельность, угольная промышленность, потенциально токсичные элементы, почвы, отвалы, рекультивация, восстановление, коэффициенты загрязнения.
Список литературы
1. Environmental Assessment Impact of Acid Mine Drainage from Kizel Coal Basin on the Kosva Bay of the Kama Reservoir (Perm Krai. Russia) / E. Ushakova, E. Menshikova, S. Blinov et al. // Water. 2022.14(5). 727.
2. Distribution of trace elements, rare earth elements and ecotoxicity in sediments of the Kosva bay. Perm region (Russia) / E. Ushakova, E. Menshikova, S. Blinov et al. // Journal of Ecological Engineering. 2022. 23(4). P. 1-16.
3. Leaching characteristic and environmental implication of rejection rocks from Huainan Coalfield. Anhui Province, China / C. Zhou, G. Liu, T. Fang et at. // J. Geochem. Explor. 2014. 143. P. 54-61.
4. Mineral and chemical composition and some trace element contents in coals and coal ashes from Huaibei coal field, China / G. Liu, S.V. Vassilev, L. Gao et al. // Energy Convers. Manag. 2005. No 46. P. 2001-2009.
5. ПерельманА.И., КасимовН.С. Геохимияландшафтов. М: МГУ, 1999. 610 с.
6. Multivariate analysis of trace elements leaching from coal and host rock / Shan Yao, Wenfeng Wang, Yong Qin et al. // Groundwater for Sustainable Development. 2019. Vol. 8. P. 402-412.
7. Risk assessment of particle dispersion and trace element contamination from mine-waste dumps / A. Romero, I. Gonz?lez, J.M. Mart?n et al. // Environ Geochem Health. 2015. No 37. P. 273-286.
8. Максимович Н.Г., Пьянков С.В. Кизеловский угольный бассейн: экологические проблемы и пути решения. Пермь: Перм. гос. нац. исслед. ун-т., 2018. 288 с.
9. Trace element emissions from spontaneous combustion of gob piles in coal mines Shanxi, China / Y.C. Zhao, J.Y. Zhang, C.L. Chou et al. // Int. J. Coal Geol. 2008. No 73(1). P. 52–62.
10. Miler M., Gosar M. Characteristics and potential environmental influences of mine waste in the area of the closed Me?ica Pb-Zn mine (Slovenia) // J. Geochem Explor. 2012. No 112. P. 152-160.
11. Nematodes as indicators of soil recovery in tailings of a lead/zinc mine / Y. Shao, W. Zhang, J. Shen et al. // Soil Biol Biochem. 2008. No 40. P. 2040-2046.
12. Selected ions and major and trace elements as contaminants in coal-waste dump water from the Lower and Upper Silesian Coal Basins (Poland) / L. Lewi?ska-Preis, E. Szram, M.J. Fabia?ska et al. // Int. J. Coal Sci. Technol. 2021. No 8. P. 790-814.
13. Adibee N., Osanloo M., Rahmanpour M. Adverse effects of coal mine waste dumps on the environment and their management // Environ Earth Sci. 2013. No 70. P. 1581–1592.
14. Классификация и свойства почв, образовавшихся на рекультивированных угольных отвалах Кизеловского угольного бассейна / Н.В. Митракова, Е.А. Хайрулина, Н.В. Порошина и др. // Теоретическая и прикладная экология. 2022. № 4. С. 180-187.
15. Heavy metal pollution of coal mine-affected agricultural soils in the northern part of Bangladesh / Mohammad A.H. Bhuiyan, Lutfar Parvez, M.A. Islam et al. // Journal of Hazardous Materials. 2010. Vol. 173. Is. 1–3. P. 384-392.
16. Tozsin G. Hazardous elements in soil and coal from the Oltu coal mine district, Turkey // International Journal of Coal Geology. 2014. Vol. 131. P. 1-6.
17. Mineral Formation under the Influence of Mine Waters (The Kizel Coal Basin. Russia) / E. Menshikova, B. Osovetsky, S. Blinov et al. // Minerals. 2020. 10(4):364.
18. Leaching behavior of trace elements in coal spoils from Yangquan coal mine, Northern China / X. Gao, M. Xu, Q. Hu et al. // J. Earth Sci. 2016. 27. p. 891-900.
19. Белкин П.А., Меньшикова Е.А. Исследование токсичных микроэлементов в отвалах Кизеловского угольного бассейна / Экологическая безопасность в условиях антропогенной трансформации природной среды: сборник материалов всероссийской школы-семинара, посвященной памяти Н.Ф. Реймерса и Ф.Р. Штильмарка, (22-23 апреля 2021 г.). Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2021. С.168–172.
20. Атлас Пермского края. Пермь: ПГНИУ, 2012. 124 с.
21. The retention and speciation transformation mechanisms of chromium during bituminous coal combustion: Effects of inorganic minerals and combustion temperature / Quan Tang, Changqian Du, Jiaqi Liu et al. // Fuel Processing Technology. 2022. Vol. 232. 107273.
Поддержка
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ проект FSNF-2020-0021.
Для цитирования
Перевощикова А.А., Малышкина Е.Е., Митракова Н.В. Анализ микроэлементного состава почв рекультивированных отвалов Кизеловского угольного бассейна // Уголь. 2023. №. 12 С. 85-91. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-12-85-91.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 6.09.2023
Одобрена рецензентами: 10.11.2023
Принята к публикации: 27.11.2023
