Науковий вісник НГУ

Дослідження фізико-хімічних властивостей едафотопів ­породних відвалів вугільних шахт Нововолинського гірничопромислового району

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 1

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Екологічна безпека, охорона праці

Останнє оновлення: 10 листопада 2019

Опубліковано: 09 листопада 2019

Перегляди: 2671

Authors:

В.В.Попович, доктор технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0003-2857-0147, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Я.В.Геник, доктор сільськогосподарських наук, доцент, orcid.org/0000-0002-6079-6827, Національний лісотехнічний університет України, м. Львів, Україна

А.І.Волощишин, orcid.org/0000-0003-3174-9965, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Л.В.Сиса, Кандидат хімічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-3495-2750, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Встановити вплив фізико-хімічних властивостей едафотопів, що формуються на відвалах шахт у межах Нововолинського гірничопромислового району (Україна), на біогенну складову екологічної безпеки регіону.

Методика. Опис генетичних горизонтів і класифікація ґрунтів здійснені згідно з положеннями „Атласу ґрунтів“. Фізико-хімічні дослідження едафотопів і ґрунтів у межах горизонтів здійснювали згідно з методиками Н. Б. Мякіної та Є. В. Аринушкіної. Гранулометричний склад ґрунтів визначали за методом Качинського, з підготовкою пірофосфатним методом; гумус – за методом Тюріна в модифікації Нікітіна; рН водної й сольової витяжки – потенціометрично; гідролітичну кислотність і суму ввібраних основ – за методом Каппена; ступінь насиченості основами – розрахунково; обмінні кальцій і магній – комплексонометричним методом; азот легкогідролізований – за методом Корнфілда; рухомий калій – за методами Чирікова (не карбонатні зразки) та Протасової (карбонатні зразки); рухомий фосфор – за методами Чирікова (не карбонатні зразки) та Мачигіна (карбонатні зразки); СО₂ карбонатів – на кальциметрі за методом Гейслера-Максим’юк. Програмне забезпечення – пакет прикладних програм Surfer, MS Excel, MSVisio, Paint. Температура породи встановлена за допомогою пірометра НР-1300. Вологість породи вимірювалася за допомогою вологоміра МГ-44. Радіаційний фон вимірювався за допомогою екотестера довкілля „Soeks“.

Результати. Під час польових досліджень у Нововолинському гірничопромисловому районі було виявлено, що відвали вугільних шахт представлені трьома типами едафотопів – відвальною (чорною) породою, перегорілою (сірою) породою та насипними грунтосумішами. Встановлено, що чорна перегоріла порода терикону (легко суглинкова) містить значну кількість азоту, у той час як глиниста маса й середньо суглинкова перегоріла порода має дуже високий вміст легкогідролізованого азоту (46,2 мг/100 г породи). Дослідження перегорілої сірої породи біля осередків горіння шахти „№ 9 Нововолинська“ показали, що вона характеризується високим вмістом органічних кислот невідомого походження. Вміст гумусу в рекультивованих ґрунтах становить 0,45–4,52 %, і згідно із градацією гумусованості, їх можна віднести до групи низькогумусних ґрунтів. Висока кислотність грунтосумішей на рекультивованому териконі шахти „№ 2 Нововолинська“ пригнічує розвиток деревно-чагарникової рослинності та сповільнює її ріст.

Наукова новизна. Встановлено, що едафотопи породних відвалів вугільних шахт Нововолинського гірничопромислового району характеризуються низьким рівнем забезпечення органічними речовинами й високою кислотністю. Встановлені закономірності зміни температурних і вологісних умов породного відвалу, на якому спостерігаються процеси горіння. Доведено, що горіння відвалів зумовлює зміну фізико-хімічних властивостей відвальної породи та має безпосередній вплив на розвиток деревно-чагарникової рослинності.

Практична значимість. Встановлені фізико-хімічні властивості едафотопів, що формуються під впливом температурних і вологісних режимів на відвалах шахт у межах Нововолинського гірничопромислового району, рекомендується враховувати для обґрунтування вибору видів деревно-чагарникової рослинності при проведенні фітомеліоративних робіт. Отримані дані щодо температурних режимів слід урахувати при розробці планів запобігання самозапалюванню, гасіння й розбирання породних відвалів, а також їх подальшої рекультивації.

References.

1. Kolesnik, V. Ye., Fedotov, V. V., & Buchavy, Yu. V. (2012). Generalized algorithm of diversification of waste rock dump handling technologies in coal mines. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4, 138-142.

2. Gorova, A., Pavlychenko, A., Borysovs’ka, O., & Krup­s’ka, L. (2013). The development of methodology for assessment of environmental risk degree in mining regions. Annual Scientific-Technical Colletion – Mining of Mineral Deposit, 207-209. DOI: 10.1201/b16354-38.

3. Prokopenko, Ye. V. (2011). Graph theory application to build chronolithologic model of waste dump formation. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, 28-30.

4. Popovich, V. V. (2016). Phytomeliorative recovery in reduction of multi-element anomalies influence ofdevastated landscapes. Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Melitopol State Pedagogical University, 6(1), 94-114. DOI: 10.15421/201606.

5. Popovych, V., Kuzmenko, O., Voloshchyshyn, A., & Petlovanyi, M. (2018). Influence of man-made edaphotopes of the spoil heap on biota. E3S Web of Conferences, 60. 00010. DOI: 10.1051/e3sconf/20186000010.

6. Petlovanyi, M., Kuzmenko, O., Lozynskyi, V., Popovych, V., Sai, K., & Saik, P. (2019). Review of man-made mineral formations accumulation and prospects of their developing in mining industrial regions in Ukraine. Mining of Mineral Deposits, 13(1), 24-38. DOI: 10.33271/mining13.01.024.

7. Schwabe, R., Retamal-Morales, G., Bravo, A., Humeres, M.-J., Tischler, D., Schlömann, M., Levican, G., & Wiche, O. (2018). Siderophores for selective solid phase extraction of strategic elements. Applied Biotechnology in Mining: Proceedings of the International Conference. 19. Retrieved from http://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/152881.

8. Buzylo, V., Pavlychenko, A., Borysovska, O., & Gruntova, V. (2015). Technological and environmental aspects of the liquidation of coal mines. New Developments in Mining Engineering: Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining, 75-79. DOI: 10.1201/b19901-15.

9. Heilmeier, H., & Wiche, O. (2018). The PCA of phytomining: principles, challenges and advances. Applied Biotechnology in Mining: Proceedings of the International Conference. 26. Retrieved from http://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/152889.

10. Bosak, P. (2019). Spontaneous combustion of coal mine dumps in the Novovolynsk mining industrial area. The second round table: Ecological impact of fire. Deforestation and forest degradation.Reclamation of devastated landscapes, 3-4.

11. Voloshchyshyn, A., & Popovych, V. (2019). Impact of coal-mining waste burning on the environment. The second round table: Ecological impact of fire. Deforestation and forest degradation. Reclamation of devastated landscapes,37-39.

12. Sýkorová, I., Kříbek, B., Martina Havelcová, M., Machovič, V., Laufek, F., Veselovský, F., … & Majer, V. (2018). Hydrocarbon condensates and argillites in the Eliška Mine burnt coal waste heap of the Žacléř coal district (Czech Republic): Products of high- and low-temperature stages of self-ignition. International Journal of Coal Geology, 190, 146-165. DOI: 10.1016/j.coal.2017.11.003.

13. Košek, F., Culka, A., Drahota, P., & Jehlička, J. (2017). Applying portable Raman spectrometers for field discrimination of sulfates: Training for successful extraterrestrial detection. Journal of Raman Spectroscopy, 48(8), 1085-1093. DOI: 10.1002/jrs.5174.

14. Koščova, M., Hellmer, M., Anyona, S., & Gvozdkova, T. (2018). Geo-Environmental Problems of Open Pit Mining: Classification and Solutions. E3S Web of Conferences, (41), 01034. DOI: 10.1051/e3sconf/20184101034.

15. Chelovechkova, A., Komissarova, I., & Eremin, D. (2018). Using basic hydrophysical characteristics of soils in calculating capacity of water-retaining fertile layer in recultivation of dumps of mining and oil industry. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, (194), 092004. DOI: 10.1088/1755-1315/194/9/092004.

16. Yuan, Y., Zhao, Z., Li, X., Wang, Y., & Bai, Z. (2018). Characteristics of labile organic carbon fractions in reclaimed mine soils: Evidence from three reclaimed forests in the Pingshuo opencast coal mine, China. Science of The Total Environment, (613-614), 1196-1206. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.09.170.

17. Šebelíková, L., Csicsek, G., Kirmer, A., Vítovcová, K., Ortmann-Ajkai, A., Prach, K., & Řehounková, K. (2018). Spontaneous revegetation versus forestry reclamation – vegetation development in coal mining spoil heaps across Central Europe. Land degradation and development, 30(3), 348-356. DOI: 10.1002/ldr.3233.

18. Bai Z., Liu X., Fan X., Zhu C., & Yang R. (2018). Ecological reconstruction research and practice in the large open-pit coal mine of the Loess Plateau, China. Bio-Geotechnologies for Mine Site Rehabilitation, 323-333. DOI: 10.1016/B978-0-12-812986-9.00018-X.

19. Rysbekov, K., Huayang, D., Kalybekov, T., Sandybe­kov, M., Idrissov, K., Zhakypbek, Y., & Bakhmagambetova, G. (2019). Application features of the surface laser scanning technology when solving the main tasks of surveying support for reclamation. Mining of Mineral Deposits, 13(3), 40-48. DOI: 10.33271/mining13.03.040.

20. Malanchuk, Z. R. (2019). Substantiating parameters of zeolite-smectite puff-stone washout and migration within an extraction chamber. Preprint, (6), 1-9.

21. Kompała-Bąba, A., Bierza, W., Błońska, A., Sierka, E., Magurno, F., Chmura, D., & Woźniak, G. (2019). Vegetation diversity on coal mine spoil heaps – how important is the texture of the soil substrate? Biologia, 74(4), 419-436. DOI: 10.2478/s11756-019-00218-x.

22. Karabyn, V., Shtain, B., & Popovych, V. (2018). Thermal regimes of spontaneous firing coal washing waste sites. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences, 3(429), 64-74.

 повний текст / full article