2022-2

VSNiP

Problems of Contemporary Science and Practice. Vernadsky University

Вопросы современной науки и практики. Университет имени В.И. Вернадского

2541-853X 1990-9047

ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет»

10.17277/voprosy.2022.02.pp.015-024

12437

Version of Record

Establishing the Environmental Safety of a Stabilizing Additive to Solve the Problem of Dusting Dumps of Overburden Rocks

Установление экологической безопасности стабилизирующей добавки для решения проблемы пыления отвалов вскрышных пород

Bespolitov

D. V.

Pankov

P. P.

Konovalova

N. A.

Koryakina

E. A.

Bespolitov

D. V.

Pankov

P. P.

Konovalova

N. A.

Koryakina

E. A.

anthropogenic impact water and wind erosion overburden rocks objects of accumulated harm to the environment dump dusting stabilizing additive soil strengthening

антропогенное воздействие водная и ветровая эрозия вскрышные породы объекты накопленного вреда окружающей среде пыление отвалов стабилизирующая добавка укрепление грунта

2022

2 квартал 2022 года

2 2

2022

D. V. Bespolitov, P. P. Pankov, N. A. Konovalova, E. A. Koryakina, D. V. Bespolitov, P. P. Pankov, N. A. Konovalova, E. A. Koryakina

Использование экологически безопасной добавки StabOL способствует образованию полимерно - грунтовой структуры . Установлено , что в исследованных об- разцах вскрышных пород эффективная удельная активность природных радионуклидов соответствует I классу (≤ 740 Бк/кг) минерального сырья и материалов , содержащих радионуклиды . В соответствии с санитарными правилами и нормативами обращение с вскрышными породами и материалами на их осно - ве может осуществляться без ограничений по радиационному фактору . С применением метода биотестирования доказано , что стабилизирующая добавка StabOL не оказывает острого токси - ческого действия на тест-объекты (Daphnia magna Straus , Chlorella vulgaris Beijer ) и безопасна для окружающей среды и здоровья человека . Бесполитов Дмитрий Викторович – аспирант кафедры «Техносферная безопасность », е-mail: dimazabizht2018@mail.ru, ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет путей сообщения », Иркутск ; младший научный сотрудник НИ ПТБ «ЗабИЖТ - Инжиниринг »; Панков Павел Павлович – кандидат технических наук , старший научный сотрудник НИ ПТБ «ЗабИЖТ -Инжиниринг »; Коновалова Наталия Анатольевна – кандидат химических наук , доцент , ведущий научный сотрудник , начальник НИ ПТБ «ЗабИЖТ -Инжиниринг »; Корякина Елена Анатольевна – кандидат биологических наук , доцент кафедры «Техносферная безопасность », Забайкальский институт железнодорожно - го транспорта – филиал ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет путей со- общения », Чита , Россия . ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ И ПРАКТИКИ . 16Введение Интенсивное воздействие промышленности на природные экосисте - мы, приводящее к глобальной антропогенной трансформации природной среды , является важнейшей мировой экологической проблемой [1 – 3]. Разрушение природных комплексов , сокращение биоразнообразия , дегра - дация значимых экосистемных функций вызваны усилением антропоген - ного воздействия на окружающую среду [4 – 6]. Техногенная нагрузка , как основной фактор воздействия на экосистемы , способствует изменению или разрушению природного объекта , а также трансформации его свойств [7]. При антропогенном воздействии наиболее уязвимыми являются природ - ные системы , так как их восстановление требует длительного времени , а смена сообществ на устойчивые к негативному воздействию приводит к образованию антропогенных экосистем [8]. Проблемы сохранения природных ландшафтов и биоразнообразия особенно остро стоят в регионах с развитой горнодобывающей и горно - перерабатывающей промышленностью [9, 10]. Добыча минерального сырья сопровождается извлечением вскрышных и вмещающих пород , не пригодных для сельскохозяйственного использования , занимающих значительные площади и приводящих к ухудшению экологической обста - новки на прилегающих территориях . Нарушенные земли подвергаются эрозии , загрязняют атмосферный воздух , почвы , водные ресурсы , расти - тельность и среду обитания человека в целом . Отмечена особая опасность присутствия в атмосферном воздухе техногенной пыли , сдуваемой с по- верхности отвалов , а также образующейся при проведении взрывных ра- бот и добыче минерального сырья . Частицы микроразмерного ряда могут вызывать существенное отрицательное воздействие на здоровье человека и приводить к росту смертности от болезней органов дыхания и сердечно - сосудистых заболеваний [11]. Частицы с диаметром менее 10 мкм адсор - бируют из окружающей среды токсичные вещества и, попадая во внут - реннюю среду организма , накапливаются в органах и тканях , оказывая мощнейшее токсическое действие [12]. Анализ технологических решений , применяемых для борьбы с пыле - нием отвалов , водной и ветровой эрозией , показал эффективность исполь - зования химических способов укрепления подвижных грунтов . Механиз - мы действия пылесвязывающих составов сводятся к способности погло - щать влагу из воздуха (гигроскопические соли ); химическому взаимодей - ствию с частицами пыли (неорганические вяжущие ); закреплению вещест - ва на частицах пыли , путем связывания их между собой и вовлечения в процесс образования органоминеральных структур на основе высокомо - лекулярных соединений (полимеров , органических вяжущих и др.). Хими - ческая стабилизация грунтов является одним из самых перспективных направлений для решения экологических проблем , при этом применение экологически безопасных стабилизирующих добавок является актуальной задачей . Ранее установлена эффективность применения стабилизирующей добавки полимерной природы StabOL ( ТУ 5775-001-01107272-2020) для закрепления поверхности отвалов вскрышных пород [13]

1. Teckentrup L., Kramer-Schadt S., Jeltsch F. The Risk of Ignoring Fear: Underestimating the Effects of Habitat Loss and Fragmentation on Biodiversity, Landscape Ecology, 2019, vol. 34, issue 12, pp. 2851-2868, doi: 10.1007/s10980-019- 00922-8

2. Mokany K., Harwood T.D., Ferrier S. Improving Links Between Environmental Accounting and Scenario-Based Cumulative Impact Assessment for Better-Informed Biodiversity Decisions, Journal of Applied Ecology, 2019, vol. 56, issue 12, pp. 2732-2741, doi: 10.1111/1365-2664.13506

3. Goldscheider N. A Holistic Approach to Groundwater Protection and Ecosystem Services in Karst Terrains, Carbonates and Evaporites, 2019, vol. 34, issue 4, pp. 1241-1249, doi: 10.1007/s13146-019-00492-5

4. Glæsner N., Helming K., de Vries W. Do Current European Policies Prevent Soil Threats and Support Soil Functions? Sustainability, 2014, no. 6, pp. 9538-9563, doi: 10.3390/su6129538

5. Bobylev S.N., Goryacheva A.A. [Identification and evaluation of ecosystem services: international context], Vestnik mezhdunarodnykh organizatsiy [Bulletin of international organizations], 2019, vol. 14, no. 1, pp. 225-236, doi: 10.17323/1996- 7845-2019-01-13 (In Russ., abstract in Eng.)

6. Zhu Z.-Y., Alimujiang K. Analysis and Simulation of the Spatial Autocorrelation Pattern in the Ecosystem Service Value of the Oasis Cities in Dry Areas, Journal of Ecology and Rural Environment, 2019, vol. 35, issue 12, pp. 1531-1540.

7. Yang G., Zhang W., Zha D. Industrial Production: Pursuing Scale Expansion or Pollution Reduction? Judgment Based on the Copeland-Toylor Model, Journal of Cleaner Production, 2019, vol. 216, pp. 14-24, doi: 10.1016/j.jclepro.2019.01.144

8. Usmanov I.Yu., Ovechkina Ye.S., Yumagulova E.R., Ivanov V.B., Shcherbakov A.V., Shayakhmetova R.I. [Problems of self-restoration of ecosystems of the Middle Ob region under anthropogenic impacts of the oil-producing complex], Vestnik Nizhnevartovskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of the Nizhnevartovsk State University], 2015, no. 1, pp. 79-86. (In Russ., abstract in Eng.)

9. Manakov Yu.A., Kupriyanov O.A. [The system of protected areas of the Kemerovo region as a factor in mitigating the impact of coal mining on biodiversity], Ugol' [Coal], 2019, no. 7 (1120), pp. 89-94, doi: 10.18796/0041-5790-2019-7-89-94 (In Russ., abstract in Eng.)

10. Krechetov P., Chernitsova O., Sharapova A., Terskaya E. Technogenic Geochemical Evolution of Chernozems in the Sulfur Coal Mining Areas, Journal of Soils and Sediments, 2019, vol. 19, issue 8, pp. 3139-3154, doi: 10.1007/s11368-018- 2010-7

11. Golokhvast K.S. [The profile of atmospheric suspensions in cities and its ecological significance], Byulleten' fiziologii i patologii dykhaniya [Bulletin of physiology and pathology of respiration], 2013, no. 49, pp. 87-91. (In Russ., abstract in Eng.)

12. Pichardo S., Gutiérrez-Praena D., Puerto M. [et al.] Oxidative Stress Responses to Carboxylic Acid Functionalized Single Wall Carbon Nanotubes on the Human Intestinal Cell Line Caco-2, Toxicology in Vitro, 2012, vol. 26, issue 5, pp. 672-677, doi: 10.1016/j.tiv.2012.03.007

13. Dabizha O.N., Bespolitov D.V., Konovalova N.A., Pankov P.P., Rush Ye.A. [Application of a stabilizing polymer additive to protect overburden dumps from wind erosion], Voprosy sovremennoy nauki i praktiki. Universitet im. V. I. Vernadskogo [Problems of Contemporary Science and Practice. Vernadsky University], 2021, no. 1 (79), pp. 26-39, doi: 10.17277/voprosy.2021.01.pp.026-039 (In Russ., abstract in Eng.)

14. Salikhov V.S. [Prospects for the development and development of the mineral resource base of the gold mining industry in the Trans-Baikal Territory], Vestnik Zabaykal'skogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of the Transbaikal State University], 2019, vol. 25, no. 3, pp. 138-147, doi: 10.21209/2227-9245-2019-25-3- 138-147 (In Russ., abstract in Eng.)

1. Teckentrup, L. The Risk of Ignoring Fear: Underestimating the Effects of Habitat Loss and Fragmentation on Biodiversity / L. Teckentrup, S. Kramer-Schadt, F. Jeltsch // Landscape Ecology. – 2019. – Vol. 34, Issue 12. – P. 2851 – 2868. doi: 10.1007/s10980-019-00922-8

2. Mokany, K. Improving Links Between Environmental Accounting and Scenario-Based Cumulative Impact Assessment for Better-Informed Biodiversity Decisions / K. Mokany, T. D. Harwood, S. Ferrier // Journal of Applied Ecology. –

2019. – Vol. 56, Issue 12. – P. 2732 – 2741. doi: 10.1111/1365-2664.13506

3. Goldscheider, N. A Holistic Approach to Groundwater Protection and Ecosystem Services in Karst Terrains / N. Goldscheider // Carbonates and Evaporites. –

2019. – Vol. 34, Issue 4. – P. 1241 – 1249. doi: 10.1007/s13146-019-00492-5

4. Glæsner, N. Do Current European Policies Prevent Soil Threats and Support Soil Functions? / N. Glæsner, K. Helming, W. de Vries // Sustainability. – 2014. – No. 6. – P. 9538 – 9563. doi: 10.3390/su6129538

5. Бобылев, С. Н. Идентификация и оценка экосистемных услуг: междуна- родный контекст / С. Н. Бобылев, А. А. Горячева // Вестн. междунар. организа- ций. – 2019. – Т. 14, № 1. – С. 225 – 236. doi: 10.17323/1996-7845-2019-01-13

6. Zhu, Z.-Y. Analysis and Simulation of the Spatial Autocorrelation Pattern in the Ecosystem Service Value of the Oasis Cities in Dry Areas / Z.-Y. Zhu, K. Alimujiang // Journal of Ecology and Rural Environment. – 2019. – Vol. 35, Issue 12. – P. 1531 – 1540.

7. Yang, G. Industrial Production: Pursuing Scale Expansion or Pollution Reduction? Judgment Based on the Copeland-Toylor Model / G. Yang, W. Zhang, D. Zha // Journal of Cleaner Production. – 2019. – Vol. 216. – P. 14 – 24. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.01.144

8. Проблемы самовосстановления экосистем Среднего Приобья при антропо- генных воздействиях нефтедобывающего комплекса / И. Ю. Усманов, Е. С. Овеч- кина, Э. Р. Юмагулова [и др.] // Вестн. Нижневартовского гос. ун-та. – 2015. – № 1. – С. 79 – 86.

9. Манаков, Ю. А. Система ООПТ Кемеровской области как фактор смягчения воздействия угледобычи на биоразнообразие / Ю. А. Манаков, О. А. Куприянов // Уголь. – 2019. – № 7 (1120). – С. 89 – 94. doi: 10.18796/0041-5790-2019-7-89-94

10. Technogenic Geochemical Evolution of Chernozems in the Sulfur Coal Mining Areas / P. Krechetov, O. Chernitsova, A. Sharapova, E. Terskaya // Journal of Soils and Sediments. – 2019. – Vol. 19, Issue 8. – P. 3139 – 3154. doi: 10.1007/s11368-018-2010-7

11. Голохваст, К. С. Профиль атмосферных взвесей в городах и его экологиче- ское значение / К. С. Голохваст // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. –

2013. – № 49. – С. 87 – 91.

12. Oxidative Stress Responses to Carboxylic Acid Functionalized Single Wall Carbon Nanotubes on the Human Intestinal Cell Line Caco-2 / S. Pichardo, D. Gutiérrez-Praena, M. Puerto [et al.] // Toxicology in Vitro. – 2012. – Vol. 26, Issue 5. – P. 672 – 677. doi: 10.1016/j.tiv.2012.03.007

13. Применение стабилизирующей полимерной добавки для защиты отваль- ных массивов вскрышных пород от ветровой эрозии / О. Н. Дабижа, Д. В. Беспо- литов, Н. А. Коновалова [и др.] // Вопр. соврем. науки и практики. Университет им. В. И. Вернадского. – 2021. – № 1 (79). – С. 26 – 39. doi: 10.17277/voprosy.

2021.01.pp.026-039

14. Салихов, В. С. Перспективы развития и освоения минерально-сырьевой базы золотодобывающей отрасли Забайкальского края / В. С. Салихов // Вестн. Забайкальского гос. ун-та. – 2019. – Т. 25, № 3. – С. 138 – 147. doi: 10.21209/2227- 9245-2019-25-3-138-147