Особенности минералогического состава техногенных почв угольных отвалов Кузбасса

Цель – исследование минералогического состава почв угольных отвалов, сформированных на разрезах Кемеровской области для дальнейшей ремедиации посттехногенных ландшафтов.
Исследованы образцы техногенно нарушенных почв Моховского, Корчакольского и Барзасского отвалов, расположенных на территории Кемеровской области. Результаты получены с помощью рентгеноструктурного анализа.
Получены результаты о химическом составе почв Моховского, Барзасского и Корчакольского угольных отвалов. В образцах Моховского отвала преобладает содержание пирофосфата хрома (Cr₂O₇Р₂), сульфида алюминия (Al₂S₃), силицида циркония (ZrSi), в составе образцов Корчакольского отвала отмечено наибольшее содержание диоксида кремния (SiO₂) и гидроксида марганца (Mn(OH)₂), а образцы Барзасского отвала содержат значительное количество углерода (С), цирконата стронция (SrZrO₃) и карбоната кальция (СаСO₃).
На основе результатов сделаны выводы о строении и некоторых физико‐химических показателях почвы.

1. Atuchin V.V., Asyakina L.K., Serazetdinova Y.R., Frolova A.S., Velichkovich N.S., Prosekov A.Yu. Microorganisms for Bioremediation of Soils Contaminated with Heavy Metals // Microorganisms. 2023. N 11. P. 864. DOI: 10.3390/microorganisms11040864

2. Banerjee L., Chawla S., Kumar Dash S. Performance Evaluation of Coal Mine Overburden as a Potential Subballast Material in Railways with Additional Improvement Using Geocell // Journal of Materials in Civil Engineering. 2020. N 32(8). Article ID: 04020200. DOI:10.1061/(asce)mt.1943-5533.0003269

3. Фролова А.С., Переверзева М.К., Асякина Л.К., Голубцова Ю.В., Осинцева М.А. Ферментативная активность техногенных поверхностных образований Кузбасса // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2022. N 4. С. 538–547. DOI: 10.30766/2072-9081.2022.23.4.538-547

4. Welch C., Lee Barbour S., Jim Hendry M. The geochemistry and hydrology of coal waste rock dumps: A systematic global review // Science of The Total Environment. 2021. N 795. Article ID: 148798. DOI:10.1016/j.scitotenv.2021.148798

5. Серазетдинова Ю.Р., Дышлюк Л.С., Фотина Н.В., Осинцева М.А., Голубцова Ю.В. Агрохимические и микробиологические свойства породного отвала Барзасской обогатительной фабрики // Вестник Камчатского государственного технического университета. 2022. N 61. С. 93–104.

6. Легощина О.М., Уфимцев В.И. Особенности микобиоты искусственных насаждений Рinus sylvestris L. на отвалах Кедровского угольного разреза (Кемеровская область) // Труды Карельского научного центра Российской академии наук. 2020. N 12. С. 27–34.

7. Abramowicz A., Rahmonov O., Chybiorz R. Environmental Management and Landscape Transformation on Self-Heating Coal-Waste Dumps in the Upper Silesian Coal Basin // Land. 2020. N 10(1). P. 23. DOI: 10.3390/land10010023

8. Lei K., Pan H., Lin C. A landscape approach towards ecological restoration and sustainable development of mining areas // Ecol. Eng. 2016. N 90. Р. 320–325. DOI:10.1016/j.ecoleng.2016.01.080

9. Mi J., Yang Y., Zhang S., An S., Hou H., Hua Y., Chen F. Tracking the Land Use/Land Cover Change in an Area with Underground Mining and Reforestation via Continuous Landsat Classification // Remote Sens. 2019. N 11. Article ID: 1719. DOI:10.3390/rs11141719

10. Фотина Н.В., Емельяненко В.П., Воробьева Е.Е., Бурова Н.В., Остапова Е.В. Современные биологические методы восстановления и очистки нарушенных угледобычей земель в условиях Кемеровской области – Кузбасса // Техника и технология пищевых производств. 2021. N 51(4). С. 869–882.

11. Яковчено М.А., Ермолавев В.А., Косолапова А.А., Аланкина Д.Н. Исследование почвенно-агрохимических характеристик угледобывающий предприятий Кемеровской области // Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития. 2016. N 1. С. 40–43.

12. Marcisz M., Gawor L., Probierz K. Valorization of coal mining waste dumps from the mines of Jastrzębska Spółka Węglowa SA for the needs of recovery of coal and further reclamation and management // Gospodarka surowcami mineralnymi – mineral resources management. 2018. N 34(4). Р. 97–114. DOI:10.24425/122592

13. Cheskidov V.I., Bobyl’sky A.S. Technology and Ecology of Dumping at Open Pit Mines in Kuzbass // Journal of Mining Science. 2017. N 53(5). Р. 882–889. DOI:10.1134/S106273911705291X

14. Bragina P.S., Tsibart A.S., Zavadskaya M.P., Sharapova A.V. Soils on overburden dumps in the forest-steppe and mountain taiga zones of the Kuzbass // Eurasian Soil Science. 2014. N 47(7). Р. 723–733. DOI:10.1134/s1064229314050032

15. Костенков Н.М., Комачкова И.В., Пуртова Л.Н. Почвы техногенных ландшафтов приморья (Лучегорский и Павловский угольные разрезы) // Почвоведение. 2013. N 11. Article ID: 1238.

16. He H., Hong F.F., Tao X.X., Huang G.H., Leng Y.W., Shao J.F., Zhao Y.D. A study on soil basic characteristics, main microbial flora and typical metal fraction surrounding coal gangue dump in Xiangtan Hunan Province, south of China // Environmental Earth Sciences. 2016. N 75(6). P. 488. DOI:10.1007/s12665-016-5340-z

17. Пироговская Г.В., Хмелевский С.С. Содержание натрия, хлоридов и сульфатов в почвах г. Минска // Почвоведение и агрохимия. 2010. N 1(44). С. 243–254.

18. Воробьева Е.Е., Фотина Н.В., Асякина Л.К., Осинцева М.А., Просеков А.Ю. Оценка химических и санитарных показателей грунтов угольных отвалов юга Кузнецкой котловины // Трансформация экосистем. 2022. N 4. С. 83–97. DOI: 10.23859/estr-220603

19. Полохин О.В., Калышевская С.В. Особенности микроэлементного состава почв техногенных ландшафтов в районах добычи бурого угля (Приморский край) // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2015. N 2(180). С. 25–32.

20. Li W., Chen B., Ding X. Environment and reproductive health in China: challenges and opportunities Environ // Health Perspectives. 2012. N 120(5). P. 184–185. DOI:10.1289/ehp.1205117

21. Сакалова А.Н., Бибарцева Е.В., Башкатова В.С. Анализ химического состава почвы Новоорского района Оренбургской области // Оренбургские горизонты: прошлое, настоящее, будущее. 2019. N 54. С. 372–375.

22. Chen C., Dong D., Li Z., Wang X. A novel soil nutrient detection method based on combined ATR and DRIFT midinfrared spectra // Analytical Methods. 2017. N 10. Р. 528–533. DOI:10.1039/c6ay02904c

23. Margenot A.J., Parikh S.J., Calderon F.J. Improving Infrared Spectroscopy Characterization of Soil Organic Matter with Spectral Subtractions // Environment. 2019. N 143. Article ID: 1719. DOI:10.3791/57464

24. Шапченкова О.А., Краснощекова Ю.Н., Лоскутов С.Р. Использование методов термического анализа для оценки органического вещества почв, пройденных пожарами // Почвоведение. 2011. N 6. С. 738–747.

25. Марыганова В.В., Шайдак Л., Цынкалова Н.Ю. Термический анализ гуминовых кислот почв под лесополосами различного возраста в агроландшафте // Природопользование. 2010. N 18. С. 185–191.

26. Водяницкий Ю.Н., Шоба С.А. Современные методы анализы биогеохимии почв // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. 2013. N 4. С. 21–31.

27. Weindorf D.C., Bark N., Zhu Y. Advances in Portable Xray Fluorescence (PXRF) for Environmental, Pedological, and Agronomic Applications // Advances in Agronomy. 2014. N 38. Р. 1–45. DOI:10.1016/B978-0-12-802139-2.00001-9

28. Tankersley K.B., Balantyne M.R. X-ray powder diffraction analysis of Late Holocene reservoir sediments // Journal of Archaeological Science. 2010. N 37(1). Р. 133–138. DOI:10.1016/j.jas.2009.09.023