РАЗРАБОТКА И ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИМ КОМПЛЕКСОМ ЗЕМЕЛЬ НА ОСНОВЕ МЕЛИОРАНТОВ И УДОБРЕНИЙ НОВОГО ТИПА

Объекты исследования: экосистемы нарушенных земель, в составе которых присутствуют экосистемы промышленных отвалов, содержащие тяжелые металлы. Предмет: теория и методология оценки ценности экосистем и ее изменений под влиянием антропогенных воздействий; методы разработки сорбентов/мелиорантов тяжелых металлов и удобрений нового типа, способствующих росту биологической продуктивности растений, а также методы экологического мониторинга педосферы, гидросферы и атмосферы. Цель всего цикла реализации научно-исследовательской работы: Разработка фундаментального теоретико-методологического подхода к оценке ценности природных благ для общества и усовершенствование существующей методической базы по оценке природных благ в целях перехода на комплексное управление природопользованием на основе экосистемного и социально-экономического подходов, которые учитывают весь спектр экосистемных услуг, оказываемых природой обществу. В том числе, принципиальное совершенствование приемов биологического этапа рекультивации нарушенных земель в рамках усиления продукционной и средообразующей роли почвенного покрова в широком спектре экосистемных услуг и их экономической оценки. Цель работы по НИР в 2022 г.: во-первых, разработать методический инструментарий, дополняющий комплексную социо-эколого-экономическую оценку состояния территорий за счет совершенствования и создания моделей оценки экосистемных услуг. Во-вторых, провести физико-химическую и биологическую аттестацию различных форм элементов/соединений, предназначенных для введения в состав органических удобрений и мелиорантов. Задачи всего цикла реализации научно-исследовательской работы: 1. Разработка теоретико-методологического подхода к оценке общественной ценности природных благ, расположенных в разных физико-географических зонах. Совершенствование процедуры оценки общественной ценности природных благ, которое предполагается осуществлять на основе концепции общей экономической ценности и теории экосистемных услуг и создания алгоритма и системы моделей экономической оценки экоуслуг дифференцированных по видам экосистем и физико-географическим зонам. 2. Задача совершенствования биологического этапа рекультивации нарушенных земель будет включать в себя: 2.1. Физико-химическую и биологическую аттестацию различных форм элементов/соединений, предназначенных для введения в состав органических удобрений и мелиорантов (вермикомпоста, биогумуса, торфо-диатомитовая смесь), которая будет осуществляться путем расширения перечня исходных экспериментальных решений по формированию свойств биологически активных препаратов с добавлением моно/полиметаллических наноструктур, синтезированных химическим и биологическим методами. 2.2. Разработку технологии обогащения микроэлементами биогумуса с использованием вермиреактора для производства удобрений, которая будет осуществляться с использованием методов планирования экспериментов, создания технологии производства органического сырья в биореакторах, системы смешивания, стабилизации и подготовки пилотных партий удобрений и мелиорантов. Выбор регламентов отбора и апробации препаратов, который будет осуществляться путем выполнения комплексных исследований в области агроэкологии. 2.3. Оценку функциональной способности удобрений и мелиорантов увеличивать доступность элементов питания растений, повышать буферность почв, стимулировать рост бенефициарной почвенной микрофлоры и продуктивность растений на биологическом этапе рекультивации земель, ограничивать поступление поллютантов (тяжелых металлов, нефтепродуктов и др.) в окружающую природную среду. Обоснование выбора экологических показателей, определяющих эффективность использования предложенных приемов совершенствования технологии рекультивации в контексте усиления продукционной и средообразующей роли почвенного покрова нарушенных территорий. Достижение поставленных задач позволит решить проблему импортозамещения за счет создания оригинальных органоминеральных удобрений и мелиорантов обладающих высокой биодоступностью, пролонгирующим и протекторным действием, низкой себестоимостью и безопасностью производства. Задачи НИР в 2022 г.: усовершенствовать биологический этап рекультивации нарушенных земель путем разработки технологии обогащения микроэлементами биогумуса с использованием вермиреактора для производства удобрений, которая будет осуществляться с использованием методов планирования экспериментов, создания технологии производства органического сырья в биореакторах, системы смешивания, стабилизации и подготовки пилотных партий удобрений и мелиорантов. Совершенствование процедуры оценки общественной ценности природных благ предполагается осуществлять на основе создания алгоритма и системы моделей экономической оценки экоуслуг дифференцировано по видам экосистем и физико-географическим зонам. При реализации поставленной цели использовались следующие методы и подходы научного исследования: эволюционный, системный подходы, междисциплинарный подход, системно-структурный, статистический и логический анализы, экосистемный подход и концепция общей экономической ценности, эмпирический, картографический, метод экспертных оценок, метод аналогии, группировки, сравнения, ранжирование и др., позволяющие комплексно и системно обеспечить реализацию поставленных цели и задач исследования. Исследование структурировано представляет результаты экспериментов как в отношении новых сорбентов (раздел 2), так и мелиорантов (раздел 4), используемых в целях рекультивации нарушенных горнопромышленным комплексом земель, а также технологии по их созданию (раздел 4). В результате исследований, отраженных в разделе 2, было выявлено, что объекты исследования обладают высоким содержанием таких полезных компонентов как золото и серебро, поэтому в разделе 3 представлены предлагаемые технологии по доизвлечению этих полезных компонентов методами пневматической сепарации и пирометаллургии. Как было отмечено в отчете за 2021 год: нерегулярность выездов на объекты исследования с целью отбора проб выявила проблематеку необходимости постоянного и дистанционного наблюдения за объектами исследований, то есть разработки и внедрения дистанционной системы экологического мониторинга всех трех сфер: педосферы, гидросферы и атмосферы, так как отработанные месторождения являются объектами накопленного экологического ущерба, оказывающие влияние на все три обозначенные выше сферы. В продолжении развития данного направления в 5 разделе представлены наработки по созданию пробоотборника и системы мониторинга атмосферы, которые на текущий момент проходят тестирование в лабораторных и полевых условиях. Усиление основных фондов лаборатории способствует появлению необходимости в освоении и тестировании методик на новом оборудовании, что отражено в Приложениях А и Б.