Mitigating the adverse environmental impact resulting from closing down of mining enterprises

Abstract

Purpose is to mitigate the adverse environmental impact in the context of both territory and water resources while closing down of mining enterprises. Methods. Experiments and laboratory studies were carried out to determine a relationship between salt content and amount of common reed biomass buildup. Twelve reed tillers from a 50 m3 pond in Donetsk Region were selected for the research; water is habitat for eight of the tillers, and remaining four tillers grow at the distance of up to a meter from the water level. Water and air temperature, length of the reed stems as well as their diameters were recorded during thirty-eight weeks (i.e. March – November). The amount of suspended matters was determined when filtration residues of 50 ml sample were dried out by means of a drier with their following weighing; total salt content within the water under study was identified using a weight method while evaporating 50 ml of the filtered water sample volume and its residue drying out. Findings. A relationship between salt content and common reed biomass buildup was confirmed; moreover, temperature range was determined in the context of which the greatest biomass buildup was observed basing upon the analysis of higher water plants use to purify high-mineralized turbid water. A scheme of air-lift drainage has been improved as for the drainage water disposal in the context of mines closed down by means of a wet method; the scheme makes it possible to control temperature of water being pumped out while varying a depth of water withdrawal from a mine shaft and helping provide practically year-round bioplateau action. Originality. For the first time, optimum thermal water conditions (i.e. 12 – 22ºС) within a biopurification plant at the territory of a closed-down mine have been determined theoretically and confirmed experimentally; the conditions provide year-round 32% decrease in total salt content of water as well as 35% decrease in the amount of suspended matters. Practical implications. The obtained results are applicable to rehabilitate fertile soil layer within the disturbed territories of facilities of the closed down mining enterprises with simultaneous waste purification from salts and suspended matters.

Мета. Зниження несприятливих екологічних наслідків для території та гідроресурсів при ліквідації гірничодобувних підприємств. Методика. Експериментальні та лабораторні дослідження взаємозв’язку між солевмістом і кількістю приросту біомаси очерету звичайного. Для досліджень обрано 12 відростків очерету зі ставка у Донецькій області об’ємом 50 м3, з яких 8 – ростуть у воді, а 4 – на відстані до 1 метра від урізу води. Реєструвалася температура води і повітря, довжина стебел очерету, а також їх діаметр протягом 38 тижнів (березень – листопад). Кількість зважених речовин визначалася висушуванням в сушильній шафі залишку на фільтрі після фільтрування проби 50 мл і наступним зважуванням, а загальний солевміст у досліджуваній воді визначався ваговим методом – шляхом випарювання 50 мл об’єму профільтрованої проби води з попередньо зваженої ємності та висушування залишку. Результати. Підтверджено взаємозв’язок між солевмістом і кількістю приросту біомаси очерету звичайного, а також встановлено температурний діапазон, при якому спостерігався найбільший приріст біомаси на підставі дослідження ефективності застосування вищих водних рослин для очищення високомінералізованих мутних вод. Удосконалено, стосовно до дренажного водовідведення ліквідованих “мокрим” способом шахт, схема ерліфтного водовідливу, що дозволяє регулювати температуру вод, що відкачуються, змінюючи глибину їх відбору з шахтного стовбура, що дозволяє забезпечити практично цілорічну роботу біоплато. Наукова новизна. Вперше теоретично встановлено та експериментально підтверджено оптимальний температурний режим води в біоочисному спорудженні 12 – 22°С, при якому забезпечується цілорічне зниження загального солевмісту води на 32%, а кількість завислих речовин – на 35%. Практична значимість. Отримані результати можуть застосовуватися для відновлення родючого шару ґрунту на порушених територіях промислових майданчиків ліквідованих гірничодобувних підприємств, з одночасним очищенням стоків від солей і завислих речовин.

Цель. Снижение неблагоприятных экологических последствий для территории и гидроресурсов при ликвидации горнодобывающих предприятий. Методика. Проведены экспериментальные и лабораторные исследования взаимосвязи между солесодержанием и количеством прироста биомассы тростника обыкновенного. Для исследований выбраны 12 отростков тростника из пруда в Донецкой области объемом 50 м3, из которых 8 – растут в воде, а 4 – на расстоянии до 1 метра от уреза воды. Регистрировалась температура воды и воздуха, длина стеблей камыша, а также их диаметр на протяжении 38 недель (март – ноябрь). Количество взвешенных веществ определялось высушиванием в сушильном шкафу остатка на фильтре после фильтрования пробы 50 мл и последующим взвешиванием, а общее солесодержание в исследуемой воде определялось весовым методом – путем выпаривания 50 мл объема профильтрованной пробы воды и высушивания остатка. Результаты. Подтверждена взаимосвязь между солесодержанием и количеством прироста биомассы тростника обыкновенного, а также установлен температурный диапазон, при котором наблюдался наибольший прирост биомассы на основании исследования эффективности применения высших водных растений для очистки высокоминерализованных мутных вод. Усовершенствована, применительно к дренажному водоотведению ликвидированных “мокрым” способом шахт, схема эрлифтного водоотлива, позволяющая регулировать температуру откачиваемой воды изменяя глубину ее отбора из шахтного ствола, что позволяет обеспечить практически круглогодичную работу биоплато. Научная новизна. Впервые теоретически установлен и экспериментально подтвержден оптимальный температурный режим воды 12 – 22°С в биоочистній споруді на территории ликвидированной шахты, при котором обеспечивается круглогодичное снижение общего солесодержания воды на 32%, а количество взвешенных веществ – на 35%. Практическая значимость. Полученные результаты могут применяться для восстановления плодородного слоя почвы на нарушенных территориях промышленных площадок ликвидированных горнодобывающих предприятий, с одновременной очисткой стоков от солей и взвешенных веществ.