Ecological evaluation of remediation efficiency of Vilnohirsk mining and metallurgical plant

Abstract

One of the important tasks of reclamation activities is activation of the natural regeneration or purposeful formation of environmentally sustainable artificial ecosystems that are valuable in economic, environmental, and esthetic terms. Purpose. To assess the reclamation quality of the mining area of the Vilnohirsk Mining and Metallurgical Plant to predict the potential for restoring the ecological functions of the technologically disturbed ecosystem. The object of the study was the reclaimed soils of Vilnohirsk Mining and Metallurgical Plant, for which the basic physical and chemical characteristics were studied based on the established procedures; the results are presented in the form of schematic cartograms of the thickness of the humus layer and underlying rocks. Methodology. To implement the ecological direction of reclamation of mining territories, a landscape-ecological approach is used, taking into account the need to improve the environmental condition of the area by arranging agricultural land or forest plantations, ordering the territory for recreational needs. For the purpose of soil agrochemical study, soil samples were selected for agrochemical analyses, such as humus content, water extraction, particle composition, and soil moisture. Findings. The results of the study demonstrated that during the technical stage of land reclamation of Vilnohirsk Mining and Metallurgical Plant, an artificial soil was obtained similar in its physical and chemical characteristics to the natural zonal middleloamy chernozem on loess-like subsoil that existed within this site before mining operations were carried out. Although this reclaimed soil is somewhat less fertile, it can be used for afforestation purposes. The absence of topsoil salinization indicates the similarity of its main physical and chemical characteristics to the zonal virgin chernozem. Thus, the technical stage of reclamation of this site was performed at the appropriate level. The reclaimed soil was characterized by physical and chemical properties positive from an environmental point of view (no salinization, humus content value, physical properties). It can be predicted that forest woody species planted in the future on this site will contribute to naturalization and ensure the sustainable development of the newly formed artificial ecosystem. Originality. It is proposed to take into account the environmental conditions suitable for soil biota development when assessing remediation quality. These animals make a significant environmental contribution to positive transformation of soil ecological features. Practical value. The performed scientific work is a part of current integral ecological task on providing a human with a set of material and intangible services – natural resources and healthy environments. Прискорення природної регенерації або цілеспрямоване формування екологічно стійких і цінних у господарському, природоохоронному, естетичному відношенні штучних культурбіогеоценозів є одним із важливих завдань рекультиваційних заходів Вольногірського гірничо-металургійного комбінату як провідного підприємства металургійної галузі України із виробництва кон центратів рідкісних металів. Він є сировинною базою ряду важливих для економіки України галузей, таких як хімічна, електротехнічна й машинобудівна. Мета. Оцінка якості рекультивації території видобутку Вільногірського гірничо-металургійного комбінату з метою прогнозування потенціалу відновлення екологічних функцій техногенно порушеної екосистеми. Об’єктом дослідження виступали рекультивовані ґрунти Вільногірського гірничо-металургійного комбінату, для яких досліджувались основні фізико-хімічні характеристики за загальноприйнятими методиками; результати представлено у вигляді схематичних картограм потужності гумусованого шару й підстилаючих порід. Методика. Для реалізації екологічного напряму рекультивації гірничих територій застосовується ландшафтно-екологічний підхід з урахуванням необхідності покращення екологічного стану місцевості шляхом упорядкування сільськогосподарських угідь або лісових насаджень, упорядкування території для рекреаційних потреб. Для агрохімічного дослідження ґрунту відбирали зразки ґрунту для проведення агрохімічних аналізів, таких як вміст гумусу, вилучення води, склад частинок і вологість ґрунту. Результати. Дослідження продемонстрували, що у ході технічного етапу рекультивації земель Вільногірського гірничо-металургійного комбінату було одержано штучний ґрунт, що за фізико-хімічними характеристиками є подібним натуральному зональному чорнозему звичайному малогумусному глибокому середньосуглинковому на лесах, що існував на цій ділянці до проведення гірничо-видобувних робіт. Хоча рекультивований ґрунт має дещо меншу родючість, він може використовуватися з метою лісорозведення. Відсутність засолення верхніх шарів ґрунту свідчить про близькість його основних фізичних і хімічних характеристик до зонального природного чорнозему. Таким чином, технічний етап рекультивації даної ділянки рекультивації виконано на належному рівні. Рекультивований ґрунт характеризується фізико-хімічними властивостями, позитивними з екологічної точки зору (відсутність засолення, вміст гумусу, фізичні властивості). Це свідчить про близькість досліджених фізичних і хімічних характеристик до зонального природного чорнозему. Можна прогнозувати, що лісові породи, висаджені у майбутньому на цій ділянці, сприятимуть натуралізації та забезпечать сталий розвиток новоутвореної штучної екосистеми. Наукова новизна. Полягає в тому, що при оцінці якості рекультивації пропонується врахувати екологічні умови, придатні для розвитку ґрунтової біоти. Ці тварини вносять значний екологічний внесок у позитивну трансформацію екологічних особливостей ґрунту. Практична значимість. Виконана наукова робота є частиною поточного цілісного екологічного завдання щодо забезпечення людини набором матеріальних і нематеріальних послуг – природних ресурсів і здорового середовища