Фракционный состав соединений марганца в верхнем почвенном слое зон воздействия террикона угольной шахты (Среднерусская лесостепь)
- Авторы: Семенков И.Н.1, Шарапова А.В.1, Леднев С.А.1, Королева Т.В.1
-
Учреждения:
- МГУ им. М.В. Ломоносова
- Выпуск: № 4 (2023)
- Страницы: 502-509
- Раздел: ДЕГРАДАЦИЯ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ОХРАНА ПОЧВ
- URL: https://journals.rcsi.science/0032-180X/article/view/138029
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X22601190
- EDN: https://elibrary.ru/HOEMKD
- ID: 138029
Цитировать
Аннотация
Для анализа трансформации фракционного состава соединений Mn в почвах зон воздействия терриконов сульфидсодержащих пород Тульской области на 11 точках исследованы гранулометрический состав, величина рН, удельная электропроводность водной вытяжки, концентрация Сорг и трех подвижных форм металла. Средне-, тяжелосуглинистые токсилитостраты (Technosols) незадернованной поверхности террикона с преимущественно очень кислой реакцией среды (рН до 3.7) часто имеют сульфатное засоление, удельная электропроводность водной вытяжки 1 : 5 достигает 2 дСм/м. Сернокислые стоки и твердофазное вещество с террикона образуют делювиально-пролювиальные шлейфы, которые погребают высокопродуктивные черноземы. В наиболее токсичном незадернованном субстрате подвижность Mn – суммарная доля трех подвижных форм от валового содержания – составила 2–4%, в задернованном токсичном субстрате (Regosols over Phaeozems) и погребенном горизонте AUx черноземов – 20–40%, горизонте AU незагрязненного чернозема (Chernozems) приближалась к 100%. По показателям фракционного состава соединений Mn незадернованные почвы шлейфов близки к токсичным субстратам террикона, а задернованные почвы шлейфа приближаются к фоновым черноземам. Предположительно за счет влияния растительности в задернованном субстрате значимо больше (p < 0.05) содержание подвижных соединений Mn. Поступление сернокислых растворов в горизонт AUx черноземов уменьшает содержание подвижных соединений и валового Mn.
Об авторах
И. Н. Семенков
МГУ им. М.В. Ломоносова
Автор, ответственный за переписку.
Email: semenkov@geogr.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
А. В. Шарапова
МГУ им. М.В. Ломоносова
Email: semenkov@geogr.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
С. А. Леднев
МГУ им. М.В. Ломоносова
Email: semenkov@geogr.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
Т. В. Королева
МГУ им. М.В. Ломоносова
Email: semenkov@geogr.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
Список литературы
- Горбунова Н.С., Протасова Н.А. Формы соединений марганца, меди и цинка в черноземах Центрально-Черноземного региона // Вестник Воронежского гос. ун-та. Сер. Химия. Биология. Фармация. 2008. № 2. С. 77–85.
- Зиновьева О.М., Колесникова Л.А., Меркулова А.М., Смирнова Н.А. Анализ экологических проблем в угледобывающих регионах // Уголь. 2020. № 10. С. 62–67. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2020-10-62-67
- Кислицына В.В., Суржиков Д.В., Ликонцева Ю.С., Голиков Р.А., Штайгер В.А. Влияние загрязнения воздуха в процессе проведения ликвидации и рекультивации горных выработок на риск нарушения состояния здоровья населения промышленного города // Медицина труда и промышленная экология. 2021. Т. 61. № 3. С. 197–201. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-3-197-201
- Леднев С.А., Шарапова А.В., Семенков И.Н., Королева Т.В. Растительные сукцессии на отвалах угольных шахт в лесостепи Тульской области // Известия РАН. Сер. географическая. 2020. Т. 84. № 2. С. 239–245. https://doi.org/10.31857/S2587556620020089
- Лиханова И.А., Кузнецова Е.Г., Лаптева Е.М., Денева С.В., Макеев Б.А. Почвообразование на карьерах после проведения лесной рекультивации в среднетаежной подзоне на Европейском Северо-Востоке России // Почвоведение. 2021. № 4. С. 502–520. https://doi.org/10.31857/S0032180X21040109
- Лубенская Н.А. Пересмотр подходов к закрытию угольных шахт как экологический императив // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журн.). 2021. № S1-1. С. 93–99.
- Лукин С.В., Жуйков Д.В. Мониторинг содержания марганца, цинка и меди в почвах и растениях Центрально-Черноземного района России // Почвоведение. 2021. № 1. С. 60–69. https://doi.org/0.31857/S0032180X21010093
- Минкина Т.М., Мотузова Г.В., Манджиева С.С., Назаренко О.Г., Бурачевская М.В., Антоненко Е.М. Фракционно-групповой состав соединений Mn, Cr, Ni и Cd в почвах техногенных ландшафтов (район Новочеркасской ГРЭС) // Почвоведение. 2013. № 4. С. 414–425. https://doi.org/10.7868/S0032180X13040102
- Никифорова Е.М., Солнцева Н.П. Техногенные потоки серы в гумидных ландшафтах районов угледобычи // Вестник Моск- ун-та. Сер. 5, география. 1986. № 3. С. 52–59.
- Панков В.Я., Афанасьев О.В., Байкова Д.А., Трегубова Е.А. Анализ тенденций мирового рынка угля и направлений российского экспорта // Уголь. 2021. № 3. С. 23–26. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2021-3-23-26
- Разовский Ю.В., Киселева С.П., Артемьев Н.В., Вишняков Я.Д., Сухина Е.Н. Типизация источников воздействия добычи угля на экосистемы // Уголь. 2019. № 6(1119). С. 64–66. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2019-6-64-66
- Семенков И.Н., Касимов Н.С., Терская Е.В. Радиальная геохимическая структура почв лесостепных суглинистых катен балочного водосбора в центре Среднерусской возвышенности // Вестник Моск. ун-та. Сер. 5, география. 2015. № 5. С. 42–53.
- Семина И.С., Андроханов В.А. Почвенно-экологическое обследование участков, рекультивированных отходами углеобогащения, на примере Кемеровской области Кузбасса // Уголь. 2021. № 7. С. 57–62. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2021-7-57-62
- Солнцева Н.П., Рубилина Н.Е., Герасимова М.И., Алистратов С.В. Изменение морфологии выщелоченных черноземов в районах добычи угля // Почвоведение. 1992. № 1. С. 17–29.
- Трефилова О.В., Гродницкая И.Д., Ефимов Д.Ю. Динамика эколого-функциональных параметров реплантоземов на отвалах угольных разрезов Центральной Сибири // Почвоведение. 2014. № 1. С. 109–119. https://doi.org/10.7868/S0032180X14010134
- Трипати Д.П., Даш Т.Р. Оценка загрязнения воздуха микроэлементами и частицами взвешенной пыли на высокомеханизированном угольном карьере // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2018. № 4. С. 188–200. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20180421
- Червань А.Н., Устинова А.М., Цырибко В.Б. Пространственно-временные изменения показателей засоления почв Солигорского горнопромышленного района // Почвоведение. 2019. № 8. С. 1004–1014. https://doi.org/10.1134/S0032180X19080069
- Шарапова А.В., Семенков И.Н., Леднев С.А., Карпачевский А.М., Королева Т.В. Биохимический потенциал саморазвития посттехногенных горнопромышленных геокомлексов Подмосковного буроугольного бассейна // Уголь. 2020. № 10. С. 56–61. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2020-10-56-61
- Шаршенова Д.С. Вопросы рекультивации нарушенных земель в процессе добычи Кара-Кечинского буроугольного разреза // Экологическая химия. 2020. Т. 29. № 2. С. 113–116.
- Шопина О.В., Семенков И.Н., Парамонова Т.А. Накопление тяжелых металлов и 137Cs в растительной продукции, выращиваемой на радиоактивно загрязненных черноземах Тульской области // Экология и промышленность России. 2020. Т. 24. № 6. С. 48–53. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2020-6-48-53
- Щеглов Д.И., Горбунова Н.С., Семенова Л.А., Хатунцева О.А. Микроэлементы в почвах сопряженных ландшафтов Каменной степи различной степени гидроморфизма // Почвоведение. 2013. № 3. С. 282–290. https://doi.org/10.1134/S1064229313030095
- Юдина Н.А., Семенков И.Н., Шарапова А.В., Леднев С.А., Королева Т.В. Пространственная дифференциация свойств поверхностного слоя почв, формирующихся на шахтных отвалах в Подмосковном угольном бассейне (Среднерусская лесостепь) // Почвоведение. 2022. № 10. С. 1310–1320. https://doi.org/10.31857/S0032180X22100161
- Bauerek A., Diatta J., Pierzchała Ł., Więckol-Ryk A., Krzemień A. Development of soil substitutes for the sustainable land reclamation of coal mine-affected areas // Sustainability. 2022. V. 14. № 8. P. 4604. https://doi.org/10.3390/su14084604
- Gałuszka A., Migaszewski Z., Duczmal–Czernikiewic, A., Dołęgowska S. Geochemical background of potentially toxic trace elements in reclaimed soils of the abandoned pyrite–uranium mine (south-central Poland) // Int. J. Environ. Sci. Technol. 2016. V. 13. P. 2649–2662. https://doi.org/10.1007/s13762-016-1095-z
- Götz C., Beyer F., Gläßer C. Pioneer vegetation as an indicator of the geochemical parameters in abandoned mine sites using hyperspectral airborne data // Environ. Earth Sci. 2016. V. 75. P. 613. https://doi.org/10.1007/s12665-016-5367-1
- Kompała-Bąba A., Sierka E., Bierza W., Bąba W., Błońska A., Woźniak G. Eco-physiological responses of Calamagrostis epigejos L. (Roth) and Solidago gigantea Aition to complex environmental stresses in coal-mine spoil heaps // Land Degradation and Development. 2021. V. 32. № 18. P. 5427–5442. https://doi.org/10.1002/ldr.4119
- Krechetov P., Chernitsova O., Sharapova A., Terskaya E. Technogenic geochemical evolution of chernozems in the sulfur coal mining areas // J. Soils Sediments. 2019. V. 19. № 8. P. 3139–3154. https://doi.org/10.1007/s11368-018-2010-7
- Krupnova T.G., Rakova O.V., Struchkova G.P., Tikhonova S.A., Kapitonova T.A., Gavrilkina S.V., Bulanova A.V., Yakimova O.N. Insights into particle-bound metal(loid)s in winter snow cover: Geochemical monitoring of the korkinsky coal mine area, south ural region, Russia // Sustainability. 2021. V. 13. № 9. P. 4596. https://doi.org/10.3390/su13094596
- Krupskaya L.T., Androkhanov V.A., Belanov I.P. Technogenic surface formations within the limits of mining-industrial system of the Dalnegorsky district of the Primorsky krai as the reclamation site // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Science and Technology Conference “Earth Science”. 2020. P. 032046. https://doi.org/10.1088/1755-1315/459/3/032046
- Martín F., García I., Díe M., Sierr M., Simon M., Dorronsoro C. Soil alteration by continued oxidation of pyrite tailings // Appl. Geochem. 2008. V. 23. № 5. P. 1152. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2007.11.012
- Minkina T.M., Mandzhieva S.S., Burachevskaya M.V., Bauer T.V., Sushkova S.N. Method of determining loosely bound compounds of heavy metals in the soil // MethodsX. 2018. V. 5. P. 217–226. https://doi.org/10.1016/j.mex.2018.02.007
- Opekunova M., Opekunov A., Somov V., Kukushkin S., Papyan E. Transformation of metals migration and biogeochemical cycling under the influence of copper mining production (the Southern Urals) // Catena. 2020. V. 189. P. 104512. https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104512
- Semenkov I.N., Klink G.V., Lebedeva M.P., Krupskaya V.V., Chernov M.S. et al. The variability of soils and vegetation of hydrothermal fields in the Valley of Geysers at Kamchatka Peninsula // Scientific Reports. 2021. V. 11 P. 11077. https://doi.org/10.1038/s41598-021-90712-7
- Semenkov I.N., Koroleva T.V. The spatial distribution of fractions and the total content of 24 chemical elements in soil catenas within a small gully’s catchment area in the Trans Urals, Russia // Appl. Geochem. 2019. V. 106. P. 1–6. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2019.04.010
- Semenkov I., Sharapova A., Lednev S., Yudina N., Karpachevskiy A., Klink G., Koroleva T. Geochemical partitioning of heavy metals and metalloids in the ecosystems of abandoned mine sites: a case study within the Moscow Brown Coal Basin // Water. 2022. V. 14. № 1. P. 113. https://doi.org/10.3390/w14010113
- Trifi M., Dermech M., Abdelkrim C., Azouzi R., Hjiri B. Extraction procedures of toxic and mobile heavy metal fraction from complex mineralogical tailings affected by acid mine drainage // Arabian J. Geosciences. 2018. V. 11. № 12. https://doi.org/10.1007/s12517-018-3612-5
- Uzarowicz L., Skiba S. Technogenic soils developed on mine spoils containing iron sulphides: Mineral transformations as an indicator of pedogenesis // Geoderma. 2011. V. 163. № 1–2. P. 95–108. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2011.04.008
- Wheeler B.E., Peet R.K. A multi-scale analysis of plant diversity along soil nutrient gradients // Vegetation Structure and Function at Multiple Spatial, Temporal and Conceptual Scales. Geobotany Studies. Heidelberg: Springer. 2016. P. 425–444. https://doi.org/10.1007/978-3-319-21452-8_19. 2016
- Woźniak G., Chmura D., Dyderski M.K., Błońska A., Jagodziński A.M. How different is the forest on post-coal mine heap regarded as novel ecosystem? // Forest Ecology and Management. 2022. V. 515. P. 120205. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120205
- Yang Y.-R., Hou S.-L., Zhang Z.-W., Hu Y.Y., Ding C., Yang G.-J., Xiao-Tao L. Effects of nitrogen addition on plant manganese nutrition in a temperate steppe // J. Plant Nutrition Soil Sci. 2021. V. 184. № 6. P. 688–695. https://doi.org/10.1002/jpln.202100144
- Zevgolis I.E., Theocharis A.I., Deliveris A.V., Koukouzas N.C., Roumpos C., Marshall A.M. Geotechnical Characterization of Fine-Grained Spoil Material from Surface Coal Mines // J. Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2021. V. 147. № 7. P. 04021050.