proanarisПроблемы анализа рискаIssues of Risk Analysis1812-52202658-7882ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)HLGZPQproanaris-948Research ArticleРИСК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙENVIRONMENTAL RISKУправление экологическими рисками при рекультивации терриконов ДонбассаEnvironmental Risk Management in the Reclamation of Waste Heaps in DonbassБашкинВ. Н.BashkinV. N.

Башкин Владимир Николаевич: доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник

ResearcherID: J-4621-2018

Scopus Author ID: 7005340339

142292, Московская обл., г. Пущино, ул. Институтская, д. 2-2

Vladimir N. Bashkin

ResearcherID: J-4621-2018

Scopus Author ID: 7005340339

Institutskaya str., 2-2, Pushchino, Moscow region, 142290

vladimirbashkin@yandex.ruИнститут физико-химических и биологических проблем почвоведения РАНРоссияInstitute of Physicochemical and Biological Problems in Soil Science RASRussian Federation2025050720252232437Copyright © Башкин В.Н., 20252025Башкин В.Н.Bashkin V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.risk-journal.com/jour/article/view/948

Целью статьи является рассмотрение технологических приемов усиления эффективности фиторемедиации терриконов в Донбасском регионе как способа управления экологическими рисками. Приведен обзор по использованию минеральных и органических сорбентов как технологического приема, показано их действие в различных условиях загрязненной окружающей среды Донбасса и других аналогичных регионах. Охарактеризована возможность применения биочара (биоугля) как соответствующего сорбента для усиления процесса рекультивации терриконов при высоком содержании в их почвогрунтах тяжелых металлов.

The purpose of the article is to consider technological methods for enhancing the efficiency of waste heap phytoremediation in the Donbass region as a method for managing environmental risks. A review is given on the use of mineral and organic sorbents as a technological approach, their effect is shown in various conditions of the polluted environment of the Donbass and other similar regions. The possibility of using biochar (biocoal) as an appropriate sorbent to enhance the process of waste heap reclamation with a high content of heavy metals in their grounds is characterized.

Донецкий регионтерриконырекультивацияфиторемедиациясорбентыэкологические рискиDonetsk regionwaste heapsreclamationphytoremediationsorbentsenvironmental risksРабота выполнена в рамках темы Миннауки РФ: Биогеохимические процессы трансформации минерального и органического вещества в почвах на различных стадиях эволюции биосферы и техносферы – 121041500050-3.The work was carried out within the framework of the theme of the Ministry of Science of the Russian Federation: Biogeochemical processes of transformation of mineral and organic matter in soils at various stages of the evolution of the biosphere and technosphere – 121041500050-3.ReferencesЖитников В.В., Кусков А. А. Терриконы — источник сырья и экологических проблем Донецкой республики // Пожарная и техносферная безопасность: проблемы и пути совершенствования. 2020. № 1(5). С. 263–265Zhitnikov V. V., Kuskov A. A. Waste heaps are source of raw materials and environmental problems of the Donetsk People’s Republic // Fire and Technosphere Safety: Problems and Ways of Improvement. 2020;(1):263–265 (In Russ.)Шило И.Н., Котенко А. А. Терриконы и экологические проблемы Донбасса // Донецкие чтения 2016. образование, наука и вызовы современности. Материалы I Международной научной конференции. Том 1. Под общей редакцией С. В. Беспаловой. 2016, ЮФУ, С. 379–382Shilo I. N., Kotenko A. A. Waste heaps and environmental problems of Donbass // Donetsk readings 2016: education, science and challenges of our time. Proceedings of the I International scientific conference. Volume 1. General editor S. V. Bespalova. 2016, SFedU, P. 379–382 (In Russ.)Сочилин А.В., Садеков Д. Р., Котов В. С. Биоиндикационная оценка влияния продуктов горения породных отвалов угольных шахт на экологическую ситуацию // Вестник гигиены и эпидемиологии. 2023. Т. 27. № 1. С. 51–53Sochilin A. V., Sadekov D. R., Kotov V. S. Bioindication assessment of the impact of the combustion products of coal mines dumps on the ecological situation // Vestnik of Hygiene and Epidemiology. 2023;27(1):51–53 (In Russ.)Жукова И.А., Лобунец В. С. Совершенствование эколого- и социально-экономической политики в угледобывающих территориях в пост-реструктуризационный период: Монография / И. А. Жукова, В. С. Лобунец. Ростов-на-Дону: Изд-во «Содействие–XXI век», 2016. 80 с. ISBN 978-5-91423-133-7Zhukova I. A., Lobunets V. S. Improvement of environmental and socio-economic policies in coal mining areas in the post-restructuring period: Monograph / I. A. Zhukova, V. S. Lobunets. Rostov-on-Don: Publishing house «Assistance-XXI century», 2016. 80 p. ISBN 978-5-91423-133-7 (In Russ.)Жукова И. А. Экоуправление техногенными ресурсами в системе реабилитации добывающих регионов: Монография. Ростов-на-Дону: Изд-во «Содействие–XXI век», 2013. 128 с. ISBN 978-5-91423-071-2Zhukova I. A. Ecological management of technogenic resources in the system of rehabilitation of mining regions: Monograph. - Rostov-on-Don: Publishing house «Assistance-XXI century», 2013. 128 p. ISBN 978-5-91423-071-2 (In Russ.)Прокопенко Е.В., Павлыш В. Н. Применение пакета SURFER для экологической оценки при закрытии шахт // Современные информационные технологии в образовании и научных исследованиях (СИТОНИ-2017). Материалы V Международной научно-технической конференции, Донецк, 20 ноября 2017, отв. ред. Павлыш В. Н., С. 133–137Prokopenko E. V., Pavlysh V. N. Application of the SURFER package for environmental assessment during mine closure // Modern information technologies in education and scientific research (SITONI-2017). Proceedings of the V International Scientific and Technical Conference, Donetsk, November 20, 2017, ed. Pavlysh V. N., P. 133–137 (In Russ.)Башкин В. Н. Управление геоэкологическими рисками при загрязнении водных систем // Проблемы анализа риска. 2020. Т. 17. № 1. С. 8–9, https://doi.org/10.32686/1812-5220-2020-17-1-8-9Bashkin V. N. Geoecological risks management at pollution of water systems // Issues of Risk Analysis. 2020;17(1):8–9. (In Russ.). https://doi.org/10.32686/1812-5220-2020-17-1-8-9Башкин В. Н. Управление экологическими рисками для предотвращения экологических катастроф // Проблемы анализа риска. 2020. Т. 17. № 3. С. 8–10, https://doi.org/10.32686/1812-5220-2020-17-3-8-10Bashkin V. N. Environmental risk management to prevent environmental disasters // Issues of Risk Analysis. 2020;17(3):8–10. (In Russ.). https://doi.org/10.32686/1812-5220-2020-17-3-8-10Гаврилов В.Л., Немова Н. А., Резник А. В., Косарев Н. С., Колесников А. А. О необходимости комплексной геоэкологической оценки техногенно нарушенных горными работами земель // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334. № 10. С. 76–87. https://doi.org/10.18799/24131830/2023/10/4212Gavrilov V. L., Nemova N. A., Reznik A. V., Kosarev N. S., Kolesnikov A. A. On the need for a comprehensive geoecological assessment of lands disturbed by mining // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2023;334(10):76–87. (In Russ.). https://doi.org/10.18799/24131830/2023/10/4212Улицкий О. А. Основные факторы загрязнения природной среды и требования по исключению их вредного влияния при ликвидации шахт // Наука и мир. 2014. № 6–1(10). С. 105–108Ulitsky O. A. Major factors of pollution of environment and the requirements for the exception of adverse effect at liquidation of mines // Science and World. 2014;(6–1(10)):105–108. (In Russ.)Хоменко Я.В., Солдатова А. C. Оценка проблемы терриконов ДОНБАССА // Экономический вестник Донбасса. 2015. № 1(39). С. 12–19Khomenko Ya.V., Soldatova A. S. The problem of waste banks of Donbass // Economic Bulletin of Donbass. 2015;(1(39)):12–19. (In Russ.)Зыков В.И., Малежик Е. С. Экологическое обоснование рекультивации терриконов // Вестник РУДН: сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2007. № 4. С. 68–70Zykov V. I., Malcjik E. S. Ecological substantiation of terikone recultivation // RUDN Journal of Ecology and Life Safety. 2007;(4):68–70. (In Russ.)Гладков Е. А., Гладкова О. В. Экобиогеотехнологические подходы для повышения коэффициента биологического поглощения растений в фиторемедиации // Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2019. № 4. С. 32–40Gladkov E. A., Gladkova O. V. Ecobiogeotechnological approaches for increasing the biological absorption of plants in phytoremedia tion // Izvestija Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Nauki o Zemle. 2019;(4):32–40. (In Russ.)Pajak M., Błonska E., Szostak M., Gasiorek M., Pietrzykowski M., Urban O., Derbis P. Restoration of vegetation in relation to soil properties of spoil heap heavily contaminated with heavy metals // Water. Air. Soil Pollut. 2018;(229):392–401. https://doi.org/10.1007/s11270-018-4040-6Pajak M., Błonska E., Szostak M., Gasiorek M., Pietrzykowski M., Urban O., Derbis P. Restoration of vegetation in relation to soil properties of spoil heap heavily contaminated with heavy metals // Water. Air. Soil Pollut. 2018;(229):392–401. https://doi.org/10.1007/s11270-018-4040-6Bech J., Duran P., Roca N., Poma W., Sánchez I., Roca-Pérez L., Boluda R., Barceló J., Poschenrieder C. Accumulation of Pb and Zn in Bidens Triplinervia and Senecio Sp. spontaneous species from mine spoils in Peru and their potential use in phytoremediation // J. Geochem. Explor. 2012;(123):109–113.Bech J., Duran P., Roca N., Poma W., Sánchez I., Roca-Pérez L., Boluda R., Barceló J., Poschenrieder C. Accumulation of Pb and Zn in Bidens Triplinervia and Senecio Sp. spontaneous species from mine spoils in Peru and their potential use in phytoremediation // J. Geochem. Explor. 2012;(123):109–113.Maiti S. K. Ecorestoration of the coalmine degraded lands // Springer Science & Business Media: Berlin / Heidelberg, Germany, 2012; ISBN9788578110796Maiti S. K. Ecorestoration of the coalmine degraded lands // Springer Science & Business Media: Berlin / Heidelberg, Germany, 2012; ISBN9788578110796Prasad M.N.V., de Campos Favas P. J., Maiti S. K. Fly Ash and lime-stabilized biosolid mixtures in mine spoil reclamation // In Bio-Geotechnologies for Mine Site Rehabilitation; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2018;159–180Prasad M.N.V., de Campos Favas P. J., Maiti S. K. Fly Ash and lime-stabilized biosolid mixtures in mine spoil reclamation // In Bio-Geotechnologies for Mine Site Rehabilitation; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2018;159–180Pandey V.C., Singh N. Impact of fly ash incorporation in soil systems // Agric. Ecosyst. Environ. 2010;(136):16–27Pandey V.C., Singh N. Impact of fly ash incorporation in soil systems // Agric. Ecosyst. Environ. 2010;(136):16–27Mossa A.W., Bailey E. H., Usman A.; Young S. D., Crout N. M.J. The Impact of long-term biosolids application (>100 years) on soil metal dynamics // Sci. Total Environ. 2020;(720):137441Mossa A.W., Bailey E. H., Usman A.; Young S. D., Crout N. M.J. The Impact of long-term biosolids application (>100 years) on soil metal dynamics // Sci. Total Environ. 2020;(720):137441Adnan M., Shah Z., Sharif M., Rahman H. Liming induces carbon dioxide (CO2) emission in PSB inoculated alkaline soil supplemented with different phosphorus sources // Environ. Sci. Pollut. Res. 2018;(25):9501–9509Adnan M., Shah Z., Sharif M., Rahman H. Liming induces carbon dioxide (CO2) emission in PSB inoculated alkaline soil supplemented with different phosphorus sources // Environ. Sci. Pollut. Res. 2018;(25):9501–9509Qu J., Tian X., Zhang X., Yao J., Xue J., Li K., Zhang B., Wang L., Zhang Y. Free radicals-triggered reductive and oxidative degradation of highly chlorinated compounds via regulation of heat-activated persulfate by low-molecular-weight organic acids // Appl. Catal. B Environ. 46 2022;(310):121359Qu J., Tian X., Zhang X., Yao J., Xue J., Li K., Zhang B., Wang L., Zhang Y. Free radicals-triggered reductive and oxidative degradation of highly chlorinated compounds via regulation of heat-activated persulfate by low-molecular-weight organic acids // Appl. Catal. B Environ. 46 2022;(310):121359Chandra S., Medha I., Tiwari, A. K. The Role of modified biochar for the remediation of coal mining-impacted contaminated soil: a review. Sustainability. 2023;(15):3973. https://doi.org/10.3390/su15053973Chandra S., Medha I., Tiwari, A. K. The Role of modified biochar for the remediation of coal mining-impacted contaminated soil: a review. Sustainability. 2023;(15):3973. https://doi.org/10.3390/su15053973Крупская Л.Т., Голубев Д. А., Растанина Н. К., Филатова М. Ю. Рекультивация поверхности хвостохранилища закрытого горного предприятия Приморского края с использованием биоремедиации // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № 9. С. 138–148. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-09-0-138-148Krupskaya L. T., Golubev D. A., Rastanina N. K., Filatova M. Yu. Reclamation OF tailings storage surface at a closed mine in the Primorsky krai by bio remediation // Mining Information and Analytical Bulletin. 2019;(9):138–148. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-09-0-138-148 (In Russ.)Алексеева Т.П., Бурмистрова Т. И., Сысоева Л. Н., Трунова Н. М., Середина В. П. Технология рекультивации почв угольного отвала с использованием торфяных препаратов // Экология и промышленность России. 2016. Т. 20. № 11. С. 39–43. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2016-11-39-43Alekseeva T. P., Burmistrova T. I., Sysoeva L. N., Trunova N. M., Seredina V. P. Process of Soil Remediation at Coal Dump Using Peat Preparations // Ecology and Industry of Russia. 2016;20(11):39–43 (In Russ.)Патент РФ 2655215C1 Способ иммобилизации свинца в загрязненных почвах, автор Неведров Н. П., 2017Patent of the Russian Federation 2655215C1 Method of immobilization of lead in contaminated soils, author N. P. Nevedrov, 2017 (In Russ.)Петункина Л.О., Заушинцена А. В., Шатилов Д. И. Оптимальные соотношения рекультиваторов для целевого использования на угледобывающем предприятии // Экологические проблемы промышленно развитых и ресурсных регионов: пути решения. Материалы Всероссийской молодежной научно-практической конференции, 2016; Кемерово. Кемерово: Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачева, С. 38Petunkina L. O., Zaushintsena A. V., Shatilov D. I. Optimal ratios of reclamation plants for targeted use at a coal mining enterprise // Environmental problems of industrially developed and resource regions: solutions. Proceedings of the All-Russian youth scientific and practical conference, 2016; Kemerovo. Kemerovo: Kuzbass State Technical University named after T. F. Gorbachev, P. 38 (In Russ.)Drozdova M. Yu., Pozdnyakova A. V., Osintseva M. A., Burova N. V., Minina V. I. The microorganism-plant system for remediation of soil exposed to coal mining // Foods and Raw Materials. 2021; 9(2):406–418. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-2-406-418Drozdova M. Yu., Pozdnyakova A. V., Osintseva M. A., Burova N. V., Minina V. I. The microorganism-plant system for remediation of soil exposed to coal mining // Foods and Raw Materials. 2021; 9(2):406–418. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-2-406-418Бауэр Т.В., Барахов А. В., Минкина Т. М., Лацынник Е. С. Оценка степени загрязнения почв техногенных ландшафтов в зоне влияния терриконов угольных шахт Ростовской области // Материалы Международной научно-практическая конференции «Пятые ландшафтно-экологические чтения, посвященные Г. Е. Гришанкову «Природа и общество: интеграционные процессы» Севастополь. 2022. С. 212–217Bauer T. V., Barakhov A. V., Minkina T. M., Latsynnik E. S. Assessment of the degree of soil pollution in technogenic landscapes in the zone of influence of coal mine waste heaps in the Rostov region // Proceedings of the International Scientific and Practical Conference «The Fifth Landscape and Ecological Readings Dedicated to G. E. Grishankov «Nature and Society: Integration Processes» Sevastopol. 2022. P. 212–217 (In Russ.)Пуликова Е.П., Горовцов А. В., Невидомская Д. Г., Казарян К. А., Минкина Т. М. Влияние хелатирующих агентов на процессы денитрификации в почвах степных ландшафтов районов угледобычи восточного Донбасса // Мониторинг, охрана и восстановление почвенных экосистем в условиях антропогенной нагрузки. Материалы Международной молодежной научной школы. Ростов-на-Дону—Таганрог. 2022. С. 238–243Pulikova E. P., Gorovtsov A. V., Nevidomskaya D. G., Kazaryan K. A., Minkina T. M. Influence of chelating agents on denitrification processes in soils of steppe landscapes of coal mining areas of eastern Donbass // Monitoring, protection and restoration of soil ecosystems under anthropogenic load. Proceedings of the International Youth Scientific School. Rostov-on-Don — Taganrog. 2022. P. 238–243 (In Russ.)Amonette J.E., Jospeh S. Characteristics of biochar: microchemical properties // In: Lehmann J., Joseph S. (eds.): Biochar for Environmental Management Science and Technology. Earthscan: London. 2009. P. 33–43Amonette J.E., Jospeh S. Characteristics of biochar: microchemical properties // In: Lehmann J., Joseph S. (eds.): Biochar for Environmental Management Science and Technology. Earthscan: London. 2009. P. 33–43Zimmerman A.R., Gao B., Ahn M. Y. Positive and negative carbon mineralization priming effects among a variety of biocharamended soils // Soil Biology and Biochemistry. 2011;(43):1169–1179. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2011.02.005Zimmerman A.R., Gao B., Ahn M. Y. Positive and negative carbon mineralization priming effects among a variety of biocharamended soils // Soil Biology and Biochemistry. 2011;(43):1169–1179. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2011.02.005Бурачевская М.В., Минкина Т. М., Бауэр Т. В., Лобзенко И. П., Северина В. И. Влияние биочара из отходов сельского хозяйства на изменение рH почвы при поглощении тяжелых металлов // Актуальная биотехнология. 2021. № 1(35). С. 208–210Burachevskaya M. V., Minkina T. M., Bauer T. V., Lobzenko I. P., Severina V. I. The influence of biochar from agricultural waste on the change in soil pH during the absorption of heavy metals // Actual Biotechnology. 2021;(1):208–210 (In Russ.)Минникова Т.В., Минин Н. С., Колесников С. И., Горовцов А. В., Чистяков В. А. Оценка фитотоксичности чернозема обыкновенного при применении Bacillus sp. и биочара для стимуляции разложения пожнивных остатков озимой пшеницы (Triticum aestivum L.) // Агрохимия. 2023. № 5. С. 60–69. https://doi.org/10.31857/S0002188123050058Minnikova T. V., Minin N. S., Kolesnikov S. I., Gorovtsov A. V., Chistyakov V. A. Evaluation of phytotoxicity of common chernozem in the application of bacillus sp. and biochar for stimulation of decomposition of winter wheat harvest residues (Triticum aestivum l.) // Agrohimia. 2023;(5):60–69 (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S0002188123050058Zhu W., Wang J., Wu D., Li X., Luo Y., Han C., Ma W., He S. Investigating the heavy metal adsorption of mesoporous silica materials prepared by microwave synthesis // Nanoscale Research Letters. 2017;12(1): 1–9. https://doi.org/10.1186/s11671-017-2070-4Zhu W., Wang J., Wu D., Li X., Luo Y., Han C., Ma W., He S. Investigating the heavy metal adsorption of mesoporous silica materials prepared by microwave synthesis // Nanoscale Research Letters. 2017;12(1): 1–9. https://doi.org/10.1186/s11671-017-2070-4Vojoudi H., Badiei A., Bahar S., Ziarani G. M., Faridbod F., Ganjali, M.R. A new nano-sorbent for fast and efficient removal of heavy metals from aqueous solutions based on modification of magnetic mesoporous silica nanospheres // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2017;(441):193–203. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.05.065Vojoudi H., Badiei A., Bahar S., Ziarani G. M., Faridbod F., Ganjali, M.R. A new nano-sorbent for fast and efficient removal of heavy metals from aqueous solutions based on modification of magnetic mesoporous silica nanospheres // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2017;(441):193–203. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.05.065Черных В. И., Черных А. В. Перспективы использования техногенно нарушенных земель луганского региона // Экологические проблемы. Взгляд в будущее, сборник трудов IX Международной научно-практической конференции. Под редакцией Ю. А. Федорова; Южный федеральный университет. Ростов-на-Дону—Таганрог. 2020. С. 691–695Chernykh V. I., Chernykh A. V. Prospects for the use of technogenically disturbed lands in the Luhansk region // Environmental problems. A look into the future, collected papers of the IX International scientific and practical conference. Edited by Yu. A. Fedorov; Southern Federal University. Rostov-on-Don—Taganrog. 2020. P. 691–695 (In Russ.)Кизилов О.А., Байкин Ю. Л., Овчинников П. Ю. Применение минеральных сорбентов при загрязнении почв тяжелыми металлами // Вестник биотехнологии. 2017. № 1(11). С. 16–18Kizilov O. A., Baikin Yu.L., Ovchinnikov P. Yu. Application of mineral sorbents for soil contamination with heavy metals // Bulletin of Biotechnology. 2017;(1):16–18 (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.