Ecological and biological properties of lithostrats of recultivated dumps in the Kizel coal basin

Article Sidebar

pdf (Русский)
Published: Dec 23, 2025
DOI: https://doi.org/10.17072/1994-9952-2025-4-424-433
Keywords:
lithostrate, coal dump, reclamation, soil acidity, enzymes, phytotesting, heavy metals

Main Article Content

Natalya V. Mitrakova
Perm State University, Perm, Russia
https://orcid.org/0000-0002-5571-7725
Natalya S. Sultanova
Perm State University, Perm, Russia

Abstract

The impact of coal mining waste dumps on the environment is predominantly negative. Reclaiming these dumps and restoring the soil-plant cover is a critical task in mining complexes. This study was conducted in the central part of the Kizel Coal Basin in Perm Krai. The lithostrats of reclaimed dumps were investigated. Traditional methods of chemical and physical analysis, as well as phytotesting, were used to determine soil properties. The lithostrats are 7 to 10 years old, feature a thin profile, and lack vegetation on most of the dumps. The lithostrats are slightly acidic to acidic, with acidity increasing with depth. The organic matter content is below the background level and increases with depth. The lithostrats are dense, with clayey and loamy granulometric composition. Enzyme activity indicates low biological activity. The height and mass of the test culture suggested satisfactory condition of the lithostrats. Integral geochemical pollution indices indicate an acceptable level of heavy metal content in lithostrats.

Article Details

How to Cite
Mitrakova Н. В., & Sultanova Н. С. (2025). Ecological and biological properties of lithostrats of recultivated dumps in the Kizel coal basin. Bulletin of Perm University. Biology, (4), 424–433. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2025-4-424-433
Issue
No. 4 (2025): Bulletin of Perm University. BIOLOGY
Section
Ecology

License agreement

 

Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC

References

Андроханов В.А., Соколова Н.А. Почвенно-экологическое состояние поверхности отвалов антра-цитовых месторождений (на примере Горловского антрацитового месторождения, Новосибирская об-ласть) // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36, № 5. С. 31–36. DOI: 10.53859/02352451_2022_36_5_31. EDN: JXGJMT.

Архипов А.В., Земцовская Е.В. Возможность рекультивации породных отвалов в условиях Запо-лярья и влияние рекультивации на отвалообразование // Горный информационно-аналитический бюлле-тень. 2016. № 4. С. 110–121. EDN: VPLZRF.

Атлас Пермского края / под ред. А.М. Тартаковского. Пермь, 2012. 124 с.

Галайко В.В., Зеньков И.В. Патент № 2828496 C1 Российская Федерация, МПК E21C 41/32, A01C 11/02. Способ формирования откоса породного отвала с экологичной направленностью с биологической рекультивацией : № 2024112186 : заявл. 04.05.2024: опубл. 14.10.2024.

Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Т. 4. Угольные бассейны и месторождения Урала / под ред. Л.Д. Башаркевич и др. М.: Недра, 1967. Т. 4. 476 с.

Гуркова Е.А., Андроханов В.А., Лавриненко А.Т. Ресурсы и специфика рекультивации отвалов угле-добывающей промышленности Хакасии // Почвы и окружающая среда. 2020. Т. 3, № 4. Art. e127. DOI: 10.31251/pos.v3i4.127. EDN: NJEMNK.

Дридигер В.К., Стукалов Р.С., Матвеев А.Г. Влияние типа почвы и ее плотности на урожайность озимой пшеницы, возделываемой по технологии no-till в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольско-го края // Земледелие. 2017. № 2. С. 19–22. EDN: YLMWNR.

Еремченко О.З., Митракова Н.В. Способ оценки биологической активности и токсичности почв и техногенных почвогрунтов: пат. 2620555 Рос. Федерация. № 2016113050; заявл. 05.04.2016; опубл. 26.05.2017, Бюл. № 15.

Еремченко О.З., Митракова Н.В. Фитотестирование почв и техногенных поверхностных образова-ний в урбанизированных ландшафтах // Вестник Пермского университета. Сер. Биология. 2016. Вып. 1. С. 60–67. EDN: VVMYRT.

Еремченко О.З. и др. Оценка эффективности рекультивации нефтезагрязненных почв // Вестник Пермского университета. Сер. Биология. 2022. Вып. 1. С. 64–71. DOI: 10.17072/1994-9952-2022-1-64-71. EDN: UYMHVC.

Копылов И.С. Закономерности формирования почвенных ландшафтов Приуралья, их геохимиче-ские особенности и аномалии // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 4. С. 395. EDN: ROFXZP.

Магда Е.В., Мазиров М.А., Зинченко М.К. Активность каталазы и инвертазы при различной ин-тенсивности механической обработки почвы // Владимирский земледелец. 2022. № 2(100). С. 24–30. DOI: 10.24412/2225-2584-2022-2-24-30. EDN: FJFLUX.

Максимович Н.Г., Пьянков С.В. Кизеловский угольный бассейн: экологические проблемы и пути решения. Пермь, 2018. 288 с. EDN: JSJQPX.

Новоселова Е.И., Волкова О.О. Влияние тяжелых металлов на активность каталазы разных типов почв // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 2. С. 190–193. EDN: YMXHIZ.

Осинцева М.А., Дюкова Е.А. Изучение особенностей почвенного покрова и биорекультивации угольных отвалов // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер. Естественные и медицинские науки. 2024. № 4. С. 86–98. DOI: 10.5922/vestniknat-2024-4-6. EDN: IBZCNN.

Практикум по агрохимии / под ред. В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.

Саетгалиева Г.Э. Ферментативная активность почвы как показатель ее плодородия // Молодой ученый. 2014. № 2(61). С. 277–278. EDN: RVNMBP.

Сайранова П.Ш., Еремченко О.З. Свойства псаммоземов камских надпойменных террас и оценка их устойчивости к загрязнению Cu и Cd // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2024. № 119. С. 66–97. DOI: 10.19047/0136-1694-2024-119-66-97. EDN: TLEBSH.

Соколов Э.М., Камахина С.А., Влияние почвенного покрова Подмосковного угольного бассейна на развитие растительных культур // Известия ТулГУ. Технические науки. 2011. Вып. 6, ч. 2. С. 521–530. EDN: PXTKJN.

Харионовский А.А., Данилова М.Ю. Долевое участие угольной промышленности в негативном воздействии на окружающую среду // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной про-мышленности. 2020. № 1. С. 86–93. EDN: FJNDHO.

Arefieva O. et al. Impact of mine waters on chemical composition of soil in the Partizansk Coal Basin, Russia // International Soil and Water Conservation Research. 2019. Vol. 7, iss. 1. P. 57–63. DOI: 10.1016/j.iswcr.2019.01.001. EDN: KPTOMM.

Bandyopadhyay S. et al. Assessment of forest ecosystem development in coal mine degraded land by using Integrated Mine Soil Quality Index (IMSQI): the evidence from India // Forests. 2020. Vol. 11(12). Art. 1310. DOI: 10.3390/f11121310. EDN: YBQAGV.

Bragina P.S. et al. Soils on overburden dumps in the forest steppe and mountain taiga zones of the Kuzbass // Eurasian Soil Science. 2014. Vol. 47. P. 723–733. DOI: 10.1134/ S1064229314050032. EDN: UEOVUP.

Dutta S., Jain M. K., Kumar D. Evaluation of soil heavy metals in Raniganj open-cast coal mines in In-dia: Spatial distribution, Positive Matrix Factorization and Monte Carlo Simulation // Process Safety and Envi-ronmental Protection. 2025. Vol. 194. P. 1038–1055. DOI: 10.1016/j.psep.2024.12.039. EDN: IBMPFS.

Kostin A.S. et al. Data on physico-chemical characteristics and elemental composition of gray forest soils (Greyzemic Phaeozems) in natural-technogenic landscapes of Moscow brown coal basin // Data in Brief. 2021. Vol. 35. Art. 106817. DOI: 10.1016/J.DIB.2021.106817. EDN: OHXBLG.

Lewinska-Preis L. et al. Selected ions and major and trace elements as contaminants in coal-waste dump water from the Lower and Upper Silesian Coal Basins (Poland) // International Journal of Coal Science and Technology. 2021. Vol. 8. P. 790–814. DOI: 10.1007/s40789-021-00421-9. EDN: XYUOAZ.

Li J. et al. Effects of regenerating vegetation on soil enzyme activity and microbial structure in reclaimed soils on a surface coal mine site // Applied Soil Ecology. 2015. Vol. 87. P. 56–62. DOI: 10.1016/j.apsoil.2014.11.010. EDN: UOEEVB.

Martinez L.L.G., Poleto C. Assessment of diffuse pollution associated with metals in urban sediments us-ing the geoaccumu lation index (Igeo) // Journal of Soils and Sediments. 2014. Vol. 14, iss. 7. P. 1251–1257. DOI: 10.1007/s11368-014-0871-y. EDN: DZWADP.

Mitrakova N.V. et al. Chemical and ecological properties of soils and the NDVI analysis on reclaimed sulfide coal waste dumps in the boreal zone // Mining Science and Technology (Russia). 2024. Vol. 9, № 4. Р. 406–419. DOI: 10.17073/2500-0632-2024-04-206. EDN: UXEJYX.

Thakur T.K. et al. A geospatial analysis of coal mine overburden reclamation: Land use, carbon stock, biomass, and soil genesis in chronosequence plantations // Journal of Geochemical Exploration. 2025. Vol. 271. Art. 107674. DOI: 10.1016/j.gexplo.2025.107674. EDN: VOGYUA.

Yiwei C. et al. Occurrence and fate of some trace elements during pyrolysis of Yima coal China // Energy and fuels. 2008. Vol. 22, № 6. P. 3877–3882.