Агроекологічні основи відновлення техногенно порушених земель в гірничовидобувних регіонах України

Додатково підтверджено, що за своїми фізико-хімічними показниками осадові гірські породи Нікопольського МРБ та Керченського ЗРР характеризуються переважно як придатні для вирощування сільськогосподарських культур.

За даними багаторічного вегетаційного досліду усі гірські породи мали низький рівень потенційної азотфіксації (у 20-100 разів менший, ніж у ґрунтовій масі) навіть після п'яти років їхньої фітомеліорації. Зафіксована різна ступінь буферної ємності гірських порід щодо фосфору та мікроелементів. Виявлено позитивний вплив фітомеліорації на підвищення буферної ємності гірських порід відносно фосфору та зниження вмісту водорозчинних солей в орному та підорному шарах за одну фітомеліоративну стадію вирощування злаково-бобової травосуміші (1 фмс) на Орджонікідзевському стаціонарі сільськогосподарської рекультивації. Відношення Q (загальний запас рухомих фосфатів ґрунту або "фактор ємності" ) до I (рівноважна активність Н₂РО₄^-, чи рівноважний фосфатний потенціал ґрунтів або фактор "інтенсивності") показує, яка кількість рухомих фосфатів повинна перейти з їхнього загального запасу у твердій фазі до ґрунтового розчину, або повинна бути внесеною у ґрунт для зміни активності Н₂РО₄^- на одиницю. Як виходить з аналізу кількісних змін потенційної буферної ємності до фосфору (ПБЄ^P) для нещодавно винесеного лесоподібного суглинку, проходження однієї стадії фітомеліорації призвело до зниження співвідношення Q/I до 0,04. Загальний вміст азоту і фосфору у субстратах значно підвищився після двох десятиріч фітомеліорації гірських порід (рис.11).

Уміст азоту збільшився практично на всіх породах, а на давньоалювіальному піску у 14 разів. Підвищення рівня загального фосфору коливалось в межах 28-68%.

Відмінності у гумусному складі фітомеліорованих гірських порід Нікопольського МРБ після п'яти років фітомеліорації відзначались у 4 - 6 разів меншим вмістом фульвокислот у порівнянні з ґрунтовою масою чорнозему південного. Рівень вмісту гумінових кислот у гірських породах відрізнявся від ґрунтової маси чорнозему південного щонайменше у 10 разів. Перевага фульватного гумусу в аналізованих субстратах пов'язана з низьким співвідношенням гумінових та фульвокислот (0,2-0,5), що у 2,5-6 разів менше порівняно із чорноземом південним. Для дослідження формування органічної речовини у профілі рекультивованого шару, що знаходився більш ніж 25 років під природним заростанням, були відібрані пошарово (0-5, 5-10, 10-20, 20-40 см) проби гірських порід.

Результати визначення «активного» та «пасивного» гумусу у 1990 році наведені на рисунку 12.

Суттєве підвищення концентрації «активного» та «пасивного» гумусу у верхніх шарах фітомеліорованої суміші гірських порід свідчить про прискорення процесу ґрунтоутворення. Фітомеліорація лесоподібного суглинку призводила і до росту окисно-відновлювальної буферної ємності, рівня легкоокислюваних органічних речовин у винесеній на земну поверхню гірській породі. Дослідження розподілу гумусу у чотирьох типових профілях на Орджонікідзевському стаціонарі рекультивації через 20 років після початку стаціонарних досліджень, дали можливість підтвердити ведучу роль фітомеліорації.

Встановлено, що верхній шар фітомеліорованих гірських порід, і особливо лесоподібний суглинок, зазнав більшого впливу від ґрунтоутворюючого процесу. Розрахункові дані по виносу мінеральних елементів з рослинами, що вирощували у трьох варіантах (контроль, РК, гній) у перші п'ять років проведення досліду (з 1982 до 1987 рр.) наведені в таблиці 3. При вирощуванні рослин на сіро-зеленій мергелістій та зеленій безкарбонатній глинах винос макроелементів з надземною частиною люцерни, ячменю, гороху та кукурудзи дорівнював або перевищував відповідні показники ґрунтової маси чорнозему південного.

Таблиця 3

Винос елементів мінерального живлення з вегетативною масою сільськогосподарських культур з 1982 по 1987 рр. (г на посудину)

Субстрати	Контроль	Фосфор + Калій	Гній
	Ca/Mg	P/K	Ca/Mg	P/K	Ca/Mg	P/K
Чорнозем південний	0,91 0,19	0,35 1,11	1,68 0,38	0,60 1,72	2,4 0,46	0,64 1,85
Лесоподібний суглинок	0,23 0,06	0,10 0,35	0,61 0,12	0,15 0,64	0,92 0,22	0,27 0,82
Червоно-бура глина	0,18 0,05	0,10 0,31	1,68 0,73	0,32 1,71	1,45 0,68	0,28 1,75
Сіро-зелена глина	1,03 0,66	0,28 1,62	1,05 0,76	0,38 2,39	1,13 0,89	0,42 2,83
Зелена безкарбонатна глина	0,63 0,23	0,19 1,61	0,80 0,63	0,37 2,64	0,84 0,52	0,44 2,73

Найвищим ступенем еколого-біологічної відповідності, під час вирощування люцерни та гороху у багаторічному вегетаційному досліді, відзначаються зелена безкарбонатна та сіро-зелена глини. У найбільшій мірі темпи виносу елементів мінерального живлення рослинами характерні для зеленої безкарбонатної, сіро-зеленої глин та червоно-бурого суглинку.

ІНТЕГРАЛЬНА ОЦІНКА РИЗИКУ ТЕХНОГЕННОГО ЗАБРУДНЕННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ТЕРИТОРІЙ ПІДПРИЄМСТВАМИ ГМК. Аналіз умісту важких металів у ґрунтах регіонів видобутку залізної та марганцевої руди в Дніпропетровській області виявив деякі техногенні геохімічні аномалії, які знаходяться в межах 1 ГДК. Виконана оцінка впливу вибухових робіт на кар'єрах Кривбасу на аеротехногенне розсіювання важких металів засвідчила більшу належність заліза та марганцю до первинної, а цинку, міді, кобальту, хрому, кадмію та свинцю - до вторинної газопилової хмари. Результати обстеження забруднення ґрунтів Mn, Zn, Cu, Pb навкруги кар'єру Південного ГЗК у Криворізькому районі (на відстанях 1, 3, 5 та 10 км) за контрастними румбами (напрямками) наведені на рисунках 13-14.

Виявлені тенденції просторового розподілу важких металів залежно від переважаючих вітрів. У північно-східному напрямку відзначено підвищення концентрації важких металів у ґрунтах, яке склало для марганцю - 8-23%, цинку - 28-34%, міді - 14-47%, а по свинцю - у 1,8-2 рази. У південному напрямку зафіксовано зниження концентрації марганцю, цинку та міді на відстані 10 км. Уреазна і фосфотазна активність знаходяться у негативній залежності із відстанню від кар'єру та концентрацією міді та свинцю. Виявлено, що активність уреази пригнічувалась найбільш суттєво (майже в 3 рази) внаслідок забруднення ґрунту під впливом розповсюдження газопилової хмари.

За даними геохімічного обстеження сільськогосподарських угідь, які внаслідок того, що знаходяться під зрошенням, опиняються під підвищеним ризиком негативного впливу від діяльності гірничозбагачувальних комбінатів Кривбасу, провели статистичну оцінку варіабельності вмісту важких металів у ґрунтах. Результати картування аеротехногенного забруднення важкими металами прилеглих до залізорудних кар'єрів сільськогосподарських територій наведені на рис. 15. Дослідження буферної ємності ґрунтів та порід у модельних лабораторних та польових дослідах з різним рівнем вмісту елементів-забруднювачів дозволили зафіксувати здатність до більшого поглинання ґрунтом таких важких металів, як Cd, Cu, Pb і Zn відповідно. У вегетаційних дослідах з вирощування різних за ступенем біологічного накопичення важких металів сільськогосподарських культур на фоні забруднення субстратів (пісок, глина, чорнозем) поліелементною сумішшю важких металів у дозі 1 та 5 ГДК найбільшою стійкістю відзначались ячмінь та кукурудза, найменшою - соя та амарант.

У вегетаційних дослідах з детоксикації забруднених важкими металами ґрунтів за рахунок унесення мінералів-сорбентів забезпечило збільшення кореневої маси на рівні 20 - 61 % на чорноземі звичайному середньосуглинистому. Найбільший ефект зафіксований від додавання сапоніту та цеоліту.

За якісним складом поверхневі та підземні води зазнали негативного впливу від видобутку корисних копалин у гірничовидобувних регіонах Придніпров'я. У результаті рівень мінералізації деяких малих річок сягає 3-5 г/л. В цілому у Дніпропетровській області частота засолення проб першого від поверхні водоносного горизонту розподілилась на рівні 70% (<3 г/л) та 30% (3-7 г/л). У районах видобутку залізної, марганцевої, уранової руд та кам'яного вугілля тільки певна частка поверхневих та підземних вод може бути придатною для зрошення рекультивованих відвалів та зональних ґрунтів за умов, коли засолення не перевищує С ? 3 г/дм³.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі дано теоретичне узагальнення та вирішена актуальна наукова проблема відновлення техногенно порушених земель в гірничовидобувних регіонах України шляхом удосконалення методів прогнозування рівня ґрунтових вод, моделювання вологосолепереносу, виявлення варіантів рекультивації земель з найменшим екологічним ризиком, проведення інтегральної оцінки техногенного забруднення ґрунтів, застосування методів детоксикації важких металів.

1. Відновлення порушених земель означає створення рівнинного рельєфу, організацію стоку й відведення атмосферних опадів. Це гарантія подальшої екологічної реставрації порушених земель за рахунок процесу формування біогеогенетичних горизонтів рекультивованого шару потужністю 1,0-1,2 м із залученням найбільш придатних гірських порід та закладенням штучного дренажу.

2.Порівняння складових надходжень (опади) та втрат вологи з випаровуванням і транспірацією сільськогосподарськими культурами в умовах степової зони України доводить, що ризик підтоплення, у разі введення у штучний профіль рекультивованих земель гірської породи як водотриву, відсутній. Високий вміст монтморилоніту та гідрослюди є чинником використання як водотриву сіро-зеленої та червоно-бурої глин.

3. Експлуатація рекультивованих відвалів можлива завдяки їх систематичному зрошенню у варіанті з розведенням кар'єрних або шахтних вод водами з низькою мінералізацією за умов, коли засолення не перевищує С ? 3 г/дм³.

4. В умовах Нікопольського МРБ та Керченського ЗРР взаємодія насипних ґрунтів рекультиваційного шару з такими підстилаючими відвальними субстратами, як червоно-бурі, темно-сірі глини, шлами залізної та марганцевої руди, є причиною засолення штучних ґрунтів, що лімітує ріст і розвиток дослідних сільськогосподарських культур. Неперекриті відвали з технічної суміші гірських порід у Керченському залізорудному родовищі мають середній та високий рівень засолення з переважанням сульфатів та хлоридів натрію і магнію. Зафіксована тенденція повільного засолення насипного шару грунту при збереженні нейтрального рН.

5. Доведено, що в Західному Донбасі землювання шахтних відвалів шарами потенційно родючих порід та ґрунтів призводить до значного гальмування міграції токсичних солей, важких металів у контактній зоні породами з відвалу за рахунок дії декількох геохімічних бар'єрів (механічного, сорбційного, окисно-відновлювального, лужного). Застосування тришарового варіанту рекультивації (50 або 70см насипного шару чорнозему + 50см лесоподібного суглинку + шахтна порода) призводить до суттєвого стримування (в 3-4 рази менше у порівнянні з варіантами без прошарку) інтенсивності вивітрювання шахтних порід.

6. Побудована математична модель (на прикладі рекультивованих шахтних відвалів Західного Донбасу) для системи, у якій гірська (шахтна) порода виступає джерелом солі, а чорнозем та лесоподібний суглинок - об'ємним фільтром для мігруючих водорозчинних солей. Розподіл солей у насипному шарі чорнозему відбувається за експоненціальною залежністю. Це дозволило визначити оптимальну потужність насипного шару чорнозему, яка забезпечує суттєве зниження засолення ґрунту у 2,5-3 рази.

7. Для кількісної оцінки міграції макрокомпонентів у часі та просторі на основі теорії фізико-хімічної гідродинаміки шпаруватих середовищ апробовані математичні моделі солепереносу на рекультивованих шахтних відвалах трьох типів: в умовах без зрошення, попри природного заростання та з систематичним зрошенням. Усі варіанти вирішуються із граничною умовою III-го рода Данквертса-Бреннера на поверхні землі першого роду (на границі зон аерації і повного водонасичення). Найменшим ризиком засолення рекультиваційного шару відзначається модель із систематичним зрошенням.

8. Найбільшим ступенем збалансованості мікроелементами для живлення сільськогосподарських рослин відзначаються лесоподібний та червоно-бурий суглинки та сіро-зелена глина. У кількісному відношенні рівень мікроелементів та важких металів у вивітрюваних гірських породах не перевищував показники чорнозему південного навіть після 14 років фітомеліорації гірських порід. Виявлено такі субстрати (темно-сіра глина, шлам залізної та марганцевої руди), де надлишок марганцю і заліза обмежує їхнє використання у фіторекультивації.

9. Визначено, що після п'яти років фітомеліорації гірських порід відмінності у гумусному складі субстратів відзначались в 4-6 раз меншим вмістом фульвокислот, (у порівнянні з ґрунтовою масою зонального чорнозему). Уміст гумінових кислот у ґрунтовій масі чорнозему південного був більше ніж у 10 раз у порівнянні з аналізованими фітомеліорованими гірськими породами. Перевага фульватного гумусу в досліджених субстратах пов'язана з низьким співвідношенням гумінових та фульвокислот Сгк/фк = 0,2-0,5, що у 2,5-6 разів менше порівняно із чорноземом південним. 20-річне знаходження гірських порід під впливом рослин-едифікаторів сприяло підвищенню кількості органічної речовини (у 5-8 разів).

10. Аналіз молекулярної ваги гумінових кислот на прикладі фітомеліорованої сіро-зеленої глини виявив формування легкорухомої фракції. Установлено, що тривала фітомеліорація гірських порід значно підвищує їхню окисно-відновлювальну буферну ємність за рахунок збільшення частки «активного» гумусу.

11. Виявлений ефект сумарної токсичності важких металів у ґрунті після випадіння кар'єрного пилу з вторинної газопилової хмари на відстані 3-10 км від відкритих розробок залізної руди. Активність ґрунтових ферментів уреази та фосфатази найбільш суттєво пригнічувалась (майже у 3 рази) внаслідок аеротехногенного забруднення ґрунту важкими металами на рівні у 1,5-2 рази вище фону.

12. На основі побудованих ландшафтно-геохімічних карт розподілу хімічних елементів в орному шарі ґрунту в умовах пересіченого рельєфу установлено, що найбільша варіабельність умісту та залежність від деяких буферних систем ґрунту (уміст гумусу, карбонатів, тощо) була зафіксована для марганцю та цинку. Варіабельність умісту хімічних елементів в умовах пересіченого рельєфу викликає необхідність моніторингу розподілу важких металів для урахування в системі реабілітаційних заходів. Отже, ерозія в районах з підвищеним рівнем аеротехногенного забруднення стає додатковим чинником отримання екологічно небезпечної сільськогосподарської продукції.

13. Дослідження буферної ємності чорнозему південного та порід до важких металів дозволили розподілити вивчені елементи у такий ряд: Pb>Cu>Zn>Mn. У вегетаційних дослідах з детоксикації забруднених важкими металами ґрунтів найбільш ефективним було додавання цеоліту та сапоніту. Результати досліджень з фітотоксичності важких металів у дозі 1 та 5 ГДК на різних тестових рослинах свідчать, що найбільшою стійкістю відзначались ячмінь та кукурудза, найменшою - соя та амарант.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Для застосування системи заходів з поліпшення та регулювання водного, сольового і поживного режимів техногенно порушених та забруднених земель пропонується наступне:

1. Для умов рівнинного рекультивованого ландшафту рекомендуються методики розрахунку режиму рівня ґрунтових вод.

2. Розкривні гірські породи Нікопольського марганцеворудного басейну та Керченського залізорудного родовища доцільно використовувати як підстилаючий насипний шар чорнозему південного (за винятком шламу залізної та марганцевої руди, темно-сірої глини).

3. Для умов, коли породи відвалу виступають джерелом токсичних солей, розроблено та рекомендовано методики моделювання та прогнозування вертикального вологосолепереносу в штучному профілі трьох типів рекультивації земель. Перші дві моделі використовуються для прогнозної оцінки вертикального засолення грунту при освоєнні рекультивованих територій під сільгоспугіддя та природні сенокоси. Третий варіант знайшов практичне застосування на присадибних та фермерських ділянках, розташованих уздовж річки Самара.

4. Ураховуючи, що зниження засоленості ґрунту у е раз ( 2,7 рази) спостерігається попри кожного збільшення потужності насипного шару на 20см, пропонується використання у тришаровому та двошаровому варіантах рекультивації 50-70см чорнозему звичайного або 70-100см лучно-чорноземного ґрунту. Введення прошарку лесоподібного суглинку залежить від рівня засолення відвалу шахтних порід.

5. В гірничовидобувних регіонах певна частка поверхневих та підземних вод може бути придатною для зрошення рекультивованих відвалів та зональних ґрунтів за умов, коли засолення не перевищує С ? 3 г/дм³. При вирощуванні овочевих і баштанних культур (томати, капуста, тиква), для запобігання розвитку техногенної деградації ґрунтів, створення сприятливих еколого-меліоративних умов пов'язане із внесенням гіпсу (мінімум 0, 5 т/га) та біогумату із розведенням 1:200 (два рази за сезон).

6. Рекомендовано вважати показники окисно-відновлювальної буферності, буферної ємності щодо поживних речовин об'єктивними індикаторами підвищення родючості фітомеліорованих гірських порід.

7. При вирощуванні озимої пшениці на фітомеліорованих гірських породах та насипному шарі чорнозему рекомендовано використання низки біопрепаратів: для стимулювання росту та імунітету - Paenibacillus polymyxa, підвищення асоціативної азотфіксації - Agrobacterium radiobacter 204, рухомості фосфору - Glomus fasciculatus шт. Новозеландський.

8. Для реалізації інтегрального підходу відносно оцінки аеротехногенного забруднення сільськогосподарських угідь необхідне проведення комплексу заходів за етапами (блоками): визначення характеристик забруднювачів, оцінка їх рухомості і токсичності, порівняння з ґрунтово-кліматичними умовами районів досліджень для локалізації екологічно небезпечної території, проведення подальших заходів реабілітації або виведення з сільськогосподарського користування.

9. Запропоновані рекомендації розраховані на використання у практичній діяльності управліннями по земельним ресурсам, спеціальними комісіями або іншими структурами, діяльність яких пов'язана із землекористуванням у гірничовидобувних регіонах.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті в наукових фахових виданнях

1. Харитонов Н.Н. Окислительно-восстановительное состояние и подвижность минеральных элементов в почвообразующих породах Орджоникидзевского ГОКа / Н.Н. Харитонов, Л.Н. Рева // Рекультивация земель. Сборник научных трудов. Днепропетровск, 1987. С. 48-53. (Здобувач провів експериментальні виміри, їх аналіз та написання статті).

2. Масюк Н.Т. Оценка гумусного состояния субстратов горных пород Никопольского марганцеворудного бассейна в многолетнем вегетационном опыте / Н.Т. Масюк, Н.Н. Харитонов // Агрохимия и почвоведение. К.: Урожай, 1990. Вып. 53. С. 13-18. (Здобувач провів експериментальні дослідження, їх аналіз та взяв участь у написанні статті).

3. Масюк М.Т. Вплив грунтово-геохімічних умов на макро-та мікроелементний склад сільськогосподарських культур/ М.Т. Масюк, М.М. Харитонов, Л.М. Рева // Агрохімія і ґрунтознавство - К.: Урожай, 1993. Вип. 56. С. 68-72. (Здобувач провів дослідження, їх аналіз та брав участь у написанні статті).

4. Перспективы использования горных пород Керченского железорудного месторождения для создания высокоплодородных рекультиви-рованных земель / Н.Т. Масюк, Н.Н. Харитонов, А.А. Мыцык, В.В. Кулинич // Агрохімія і ґрунтознавство. К.: Урожай, 1994. Вип. 57. С. 17-22. (Здобувач провів дослідження, їх аналіз та взяв участь у написанні статті).

5. Харитонов М.М. Про можливість вирощування сільськогосподарських культур в умовах техногенного забруднення ґрунтів / М.М. Харитонов, М.П. Булгакова // Агрохімія та ґрунтознавство. К.: Аграрна наука. 1996. Вип. 58. С. 37-45. (Здобувач провів дослідження, зробив інтерпретацію результатів та брав участь у написанні статті).

6. Масюк М.Т. Формування органічної речовини на протязі подовженої фітомеліорації гірських порід / М.Т. Масюк, М.М. Харитонов, П.В. Галай // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. Дніпропетровськ, 1998. № 1-2. С. 36-38. (Здобувач провів дослідження та зробив інтерпретацію результатів).

7. Агрогеохімічна оцінка варіантів сільськогосподарської рекультивації у західному Донбасі / М.Т. Масюк, М.М. Харитонов, М.І. Лукашенко, А.А. Кроїк // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. Дніпропетровськ, 2000. № 1-2. С. 38-40. (Здобувач провів дослідження та зробив інтерпретацію результатів).

8. Використання ендомікоризних грибів при сільськогосподарській рекультивації/ Л.О. Чайковська, М.М. Харитонов, М.Д. Горобець, М.О. Багорка // Збірник наукових праць Інституту землеробства Української академії аграрних наук. К.: Нора-Принт, 2000. Вип.1. С. 100-105. (Здобувач провів дослідження та зробив інтерпретацію результатів).

9. Харитонов М.М. Аналіз прояву деяких адаптивних реакцій, що забезпечують екологічну стійкість сільськогосподарських культур / М.М. Харитонов, В.О. Забалуєв, М.Г. Бабенко // Вісник Аграрної науки Причорномор'я. Миколаїв, 2001. Спеціальний випуск 3 (12). Т. 2. С. 210-216. (Здобувач прийняв участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

10. Харитонов М.М. Роль біологічного вивітрювання у підвищенні рухомості мікроелементів в гірських породах після тривалої фітомеліорації / М.М. Харитонов, М.Г. Бабенко, М.І. Лукашенко // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. Дніпропетровськ, 2001. № 2. С. 17-19. (Здобувач провів дослідження, зробив інтерпретацію результатів та взяв участь у написанні статті).

11. Харитонов М.М. Оцінка застосування ендомікоризних грибів в умовах їх низького вмісту або повної відсутності у модельних дослідах // Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Агрономія і біологія. Суми, 2002. Вип. 6. С. 140-144.

12. Карпова Т.П. Обеспеченность микроэлементами у лекарственных растений, выращенных на рекультивированных землях Никопольского марганцеворудного бассейна / Т.П. Карпова, Н.Н. Харитонов // Экологические основы онтогенеза природных и культурных сообществ Евразии. Материалы ХIV Международной научной конференции. Херсон, 2002. Вып.21. С. 158-160. (Здобувач провів дослідження, зробив інтерпретацію результатів та брав участь у написанні статті).

13. Екологічні передумови для розвитку інтегрованих систем захисту врожаю помідорів і картоплі / М.М. Харитонов, О.М. Лазарева, Н.А. Торхова, С.А. Міллер // Науковий вісник національного аграрного університету. К., 2002. Вип.47. С. 155-159. (Здобувач провів дослідження, зробив інтерпретацію результатів та взяв участь у написанні статті).

14. Харитонов М.М. Вивчення буферної ємності ґрунту та гірських порід до важких металів/ М.М. Харитонов // Вісник Харківського національного аграрного університету. Харків, 2004. № 1. С. 80-83.

15. Харитонов М.М. Профільний розподіл солей в умовах пересіченого рельєфу центрального степу України / М.М. Харитонов, М.О. Багорка // Вісник Харківського національного аграрного університету. 2004. № 1. С. 257-260. (Здобувач зробив інтерпретацію результатів та взяв участь у написанні статті).

16. Харитонов М.М. Геохімічна оцінка ефективності використання трьохшарової моделі сільськогосподарської рекультивації в західному Донбасі / М.М. Харитонов // Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Агрономія і біологія. Суми, 2004. Вип.1(8). С. 131-132.

17. Харитонов М.М. Розподіл токсичних солей та важких металів у профілю варіантів рекультивованих земель Західного Донбасу / М.М.Харитонов// Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. Дніпропетровськ, 2004. № 1. С. 11-14.

18. Харитонов М.М. Компенсація дефіциту мікроелементів у ланцюгу ґрунт - рослина - с.г. тварина у степу України/ М.М. Харитонов // Вісник Харківського національного аграрного університету. Харків, 2003. № 1. С. 172-175.

19. Використання ГІС - карт для ландшафтно-геохімічної оцінки сільсько-господарських територій Степу України / М.М. Харитонов, В.Т. Пашова, Л.І. Зеленська, Ю.А. Агеев // Агроекологічний журнал. К., 2004. №1. С. 78-80. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

20. Харитонов М.М. Вивчення адаптивного потенціалу культур зерно-кормової сівозміни в умовах пересіченого рельєфу / М.М. Харитонов, В.Т. Пашова // Вісник Харківського національного аграрного університету.Харків, 2004. № 6. С. 276-281 (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті)

21. Харитонов М.М. Агроекологічна оцінка рекультивованих земель Керченського залізорудного родовища / М.М. Харитонов // Вісник Харківського національного аграрного університету. Харків, 2005. № 1. С. 93-95.

22. Харитонов М.М. Оцінка фізико-хімічних показників ефективної родючості розкривних гірських порід у багаторічному вегетаційному досліді / М.М. Харитонов, В.Т. Пашова, Л.В. Шупранова // Агроекологічний журнал. К., 2005. № 4. С. 33-36. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

23. Харитонов М.М. Моделювання процесу міграції розчинних солей у насипному шарі чорнозему за рекультивації шахтних відвалів/ М.М. Харитонов, В.Є. Колесник, В.Ю. Ґрунтова // Вісник Полтавської державної аграрної академії. Полтава, 2005. № 2. С. 29-36. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

24. Харитонов М.М. Перспективи молекулярно-біологічної оцінки заходів підвищення якості зерна / М.М. Харитонов, Л.В. Шупранова, О.О. Моренець // Наукові праці Полтавської державної аграрної академії. Полтава, 2005. Том 4(23). С. 74-78. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

25. Особливості ґрунтоутворюючого процесу на порушених і малопродуктивних схилових землях Степу України/ М.О. Багорка, О.О. Мицик, В.Т. Пашова, М.М. Харитонов // Наукові праці Полтавської державної аграрної академії. 2005. Том 4(23). С. 159-167 (Здобувач брав участь в узагальненні матеріалів та написанні статті).

26. Харитонов М.М. Статистичний аналіз взаємозв'язків між фізико-хімічними показниками чорноземного ґрунту в умовах пересіченого рельєфу / М.М. Харитонов, М.О. Багорка, В.Т. Пашова // Вісник Полтавської державної аграрної академії. Полтава, 2005. № 3. С. 95-96. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

27. Моделювання профільної міграції солей в різних варіантах сільськогосподарської рекультивації земель Західного Донбасу / М.М. Харитонов, М.І. Жиленко, В.Є. Колесник, Г.П. Євграшкіна // Бюлетень Інституту Зернового господарства (науково-методичний центр з проблем зернового господарства). Дніпропетровськ, 2005. №26-27. С. 99-103. (Здобувач провів експериментальні дослідження, провів розрахунки та взяв участь у написанні статті).

28. Жиленко М.І. Агроекологічна оцінка ефективності технологій рекультивації шахтних відвалів у Західному Донбасі / М.І.Жиленко, М.М.Харитонов // Бюлетень Інституту зернового господарства (науково-методичний центр з проблем зернового господарства). Дніпропетровськ, 2005. № 23-24. С. 93-95. (Здобувач провів аналітичні дослідження та брав участь у написанні статті).

29. Харитонов М.М. Оцінка екологічної безпеки варіантів сільськогосподарської рекультивації у Західному Донбасі / М.М. Харитонов, М.І. Жиленко // Вісник Харківського національного аграрного університету. Харків, 2006. № 6. С. 210-212.

30. Харитонов М.М. Гідрогеологічне обґрунтування експлуатації рекультивованих земель в умовах Степу України/ М.М. Харитонов // Вісник Полтавської державної аграрної академії. Полтава, 2007. № 4. С. 36-40. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

31. Харитонов Н.Н. Модель прогноза вертикального влагосолепереноса рекультивированного шахтного отвала богарного земледелия/ Н.Н.Харитонов, Р.В. Криваковская // Вісник Полтавської державної аграрної академії. Полтава, 2007. № 3. С. 102-104. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

32. Розробка запобіжних заходів для сільськогосподарських територій з різною щільністю забруднення радіонуклідами/ Р.А. Корбанюк, М.М. Харитонов, В.Т. Пашова, Л.І. Зеленська // Збірник Наукових праць. № 15. Кам'янець-Подільський, 2007. С. 295-296. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

33. Харитонов М.М. Моніторинг засолення насипного шару чорнозему на рекультивованих землях Західного Донбасу / М.М. Харитонов, М.І. Жиленко // Вісник Харківського національного аграрного університету.Харків, 2008. № 1. С. 204-207.

34. Жиленко М.І. Біопродуктивність кукурудзи на рекультивованих землях Західного Донбасу / М.І. Жиленко, М.М. Харитонов, С.М. Халатур // Бюлетень Інституту зернового господарства (науково-методичний центр з проблем зернового господарства). Дніпропетровськ, 2008. № 33-34. С. 147-149. (Здобувач провів аналітичні дослідження та взяв участь у написанні статті).

35. Харитонов М.М. Екологічна оцінка перспектив біологічної консервації шахтних відвалів Західного Донбасу/ М.М. Харитонов // Вісник Полтавської державної аграрної академії. Полтава, 2008. № 4. С. 65-67.

Статті в інших виданнях:

36. Харитонов М.М. Дослідження рівня та прогноз можливих наслідків техногенного забруднення агроценозів важкими металами в умовах Дніпропетровської області // М.М. Харитонов / Вісник Дніпропетровського університету. Серія: Геологія. Географія. Дніпропетровськ, 2000. Вип. 3. С. 123-128.

37. Харитонов М.М. Використання ГІС MAPINFO для побудови карт техногенного забруднення ґрунтів у Кривбасі / М.М. Харитонов, М.А. Ємець, А.П. Бабій // Збірник наукових праць: Екологія природокористування. 2003. Вип.6. С. 208-211. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальнені матеріалів та написанні статті).

38. Харитонов М.М. Геохімічна оцінка міграції солей у профілях рекультивованих земель Керченського залізорудного родовища / М.М. Харитонов, О.О. Мицик // Науковий вісник національного гірничого університету. 2004. № 2. С. 89-91. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

39. Харитонов М.М. Прогноз міграції солей для тришарової моделі рекультивації порушених земель у західному Донбасі / М.М. Харитонов, Г.П. Євграшкіна // Збірник наукових праць: Екологія і природокористування. 2005. Вип. 8. С. 199-201. (Здобувач провів аналітичні дослідження та взяв участь у написанні статті).

40. Харитонов М.М. Перспективи покращення мобілізації рослинами фосфору із гірських порід та ґрунтової маси / М.М. Харитонов // Питання біоіндикації та екології. Запоріжжя, 2004. Вип. 9. № 2. С.41-45.

41. Харитонов М.М. Геохімічна оцінка перспективи утилізації шахтних порід шляхом сільськогосподарської рекультивації порушених земель у Західному Донбасі / М.М. Харитонов// Вопросы химии и химической технологии. 2004. № 2. С. 214-217.

42. Харитонов М.М. Зміни окисно-відновлювального стану у фітомеліорованих гірських породах та ґрунті/ М.М.Харитонов // Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Агрономія і біологія.2005. Вип.3-4 (16-17). С. 262-265.

43. Харитонов Н.Н. Экологические проблемы функционирования природно-ресурсного цикла по добыче марганцевой руды в Днепропетровской области / М.М. Харитонов // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2006. № 3. С. 110- 112.

44. Харитонов М.М. Геохімічна оцінка ефективності застосування прошарку лесоподібного суглинку для екранування фітотоксичних шахтних порід у Західному Донбасі / М.М. Харитонов // Вісник Дніпропетровського Університету. Серія: Біологія. Дніпропетровськ, 2006. Вип. 3. С. 183-187.

45. Харитонов М.М. Оцінка динаміки профільного засолення рекультивованих земель в Степу України / М.М. Харитонов // Новини науки Придніпров'я. Науково-практичний журнал. Дніпропетровськ, 2006. № 2. С. 20 - 24.

46. Харитонов М.М. Екологічна оцінка перспектив землекористування в Західному Донбасі / М.М. Харитонов // Новини науки Придніпров'я. Науково-практичний журнал. Дніпропетровськ, 2006. № 1. С. 45-48.

47. Харитонов Н.Н. Оценка риска засоления грунтовых вод в некоторых горнодобывающих регионах Придніпров'я / Н.Н. Харитонов, Р.В. Криваковская, Г.П. Евграшкина // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2006. № 4. С. 136-138. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

48. Харитонов М.М. Придатність гірських порід для сільськогосподарської рекультивації в Степу України / М.М.Харитонов // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. К., 2007. № 2. С. 23-27.

49. Харитонов Н.Н. Оценка состояния грунтовых вод и пойменных земель в зоне разработок угля в Западном Донбассе / Н.Н. Харитонов, Г.А. Бондарь // Биологическая рекультивация и мониторинг нарушенных земель. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та. 2007. С. 680-685. (Здобувач брав участь у розробці концепції, узагальненні матеріалів та написанні статті).

50. Евграшкина Г.П. К проблеме рекультивации шахтных отвалов в Западном Донбассе / Г.П. Евграшкина, Н.Н. Харитонов // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. К., 2007. № 3 (39). С. 13-20. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальнені матеріалів та написанні статті).

51. Евграшкина Г.П. Оценка засоления колодезной воды в некоторых горнопромышленных регионах Приднепровья / Г.П. Евграшкина, Н.Н. Харитонов // Вопросы химии и химической технологии. 2007. №5. С. 225-227.

52.Харитонов М.М. Гідрогеологічне обґрунтування введення глинистого водотриву упрофіль рекультивованих земель / М.М. Харитонов // Вісник Дніпропетровського Університету. Геологія. Географія. Дніпропетровськ, 2008. Т.16. № 3/2. С. 56-59.

53. Евграшкина Г.П. Основы стабилизации эколого-мелиоративных условий выращивания сельскохозяйственных культур на рекультивированных шахтных отвалах Западного Донбаса / Г.П. Евграшкина, Н.Н. Харитонов, Н.И. Жиленко // Промышленная ботаника. Сборник научных трудов - 2008. Вып. 8. С. 29-34. (Здобувач брав участь у розробці концепції, узагальненні матеріалів та написанні статті).

54. Kharytonov M. Environmental problems connected with air pollution in the industrial regions of Ukraine / M. Kharytonov, N. Gritsan, L. Anisimova // Global atmospheric change and its impact on regional air quality. Barnes, I. (Ed). NATO Science Series, IV: Earth and environmental sciences. Kluwer Academic Publishers, 2002b. 16. P. 215-222. (Здобувач взяв участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

55. Ruth E. Integrated approach for Assessment of Polluted Areas / E. Ruth, М. Kharytonov // Social and Environmental Impacts in the North: Methods in evaluation of socio-economic and environmental consequences of mining and energy production in the Arctic and Sub-Arctic. Rasmus Ole Rasmussen and Natalia E. Koroleva (Ed). NATO Science Series, IV: Earth and environmental sciences. Kluwer Academic Publishers, 2003. 31. P. 57-66. (Здобувач провів аналітичні дослідження та взяв участь у написанні статті).

56. Kharytonov M.M. Impact of humic substances on polluted environments: Implications for phytoremediation technologies / M.M. Kharytonov, R.A. Karbonyuk, M.P. Bulgakova // Use of Humic substances to Remediate Polluted Environments: From theory to Practice, Perminova I.V. et.al. (Ed). NATO Science Series, IV: Earth and environmental sciences. 2005 Springer. Printed in the Netherlands. P. 379-388. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

57. Air pollution assessment inside and around mining iron ore quarries / M. Kharytonov, A. Zberovsky, A. Drizhenko, A. Babiy // Advances in air pollution modeling for environmental security, Springer. Printed in the Netherlands. 2005. P. 263-274. (Здобувач прийняв участь у розробці концепції, узагальненні матеріалів та написанні статті).

58. Kharytonov M. Erosion effects in the central steppe chernozem soils of Ukraine / M. Kharytonov, M. Bagorka, P. Gibson // I.Soil Properties. Agricultura. Published by the University of Maribor, Faculty of Agriculture, Slovenia. 2004. Vol.3. № 1. P. 12-18. (Здобувач прийняв участь у розробці концепції, зборі, узагальнені матеріалів та написанні статті).

59. Assessment of Air pollution and Ecosystem capacity in the industrial Regions of Ukraine / M. Kharytonov, L. Anisimova, N. Gritsan, A. Babiy // I. Barnes and K.J. Rudzinsky (eds.), Environmental Simulation Chambers: Application to Atmospheric Chemical Processes, Springer. Printed in the Netherlands. 2006. P. 415-420. (Здобувач прийняв участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

60. Kharytonov M. Steppe soils buffer capacity and the multipollution impact of industrial enterprises in Ukraine / M. Kharytonov, A. Kroik, L. Shupranova // Multipollution Exposure and Risk Assessment. A Challenge for the Future. C. Mothersill and I. Mosse, Springer. Printed in the Netherlands. 2007. P. 369-376. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

61. Kharytonov M. Geochemical assessment of reclaimed lands in the mining regions of Ukraine / M.Kharytonov // NATO ARW Soil chemical pollution, risk assessment, remediation and security. Springer.Printed in the Netherlands. 2007. P. 57-60.

62. Air Pollution Assessment Related with large Industrial City Activities / M. Kharytonov, O. Vinnichenko, L. Shupranova, A. Kroik // I.Barnes and M Kharytonov (eds.), Simulation and Assessment of Chemical Processes in a Multiphase Environment. Springer. Printed in the Netherlands. 2008. P.385-393. (Здобувач брав участь у розробці концепції, зборі, узагальненні матеріалів та написанні статті).

Науково-методичні праці

63. Рекомендації по ефективному застосуванню біопрепаратів на основі фосфатмобілізуючих мікроорганізмів у сучасному землеробстві півдня України / Л.О. Чайковська, Т.М. Мельничук, Т.Ю. Пархоменко, Л.М. Татарин, І.О. Каменєва, Л.Ю. Грітчина, І.Д. Філіпєв, О.В. Підручна, М.М. Харитонов, В.В. Гармашів, М.Г. Резнік, Ю.М. Дементьєв, О.М. Ковальчук. Сімферополь, 2004. 9 с. (Здобувач провів частку дослідженнь та зробив інтерпретацію результатів).

64. Рекомендації по ефективному застосуванню біопрепаратів азотфіксуючих, фосфатмобілізуючих мікроорганізмів і антагоністів фітопатогенних грибів при вирощуванні пшениці озимої на чорноземних ґрунтах і фітомеліорованих гірських породах / В.П. Патика, О.В. Шерстобоєва, О.С. Дем'янюк, Я.В. Чабанюк, С.В.Пономаренко, Т.М. Мельничук, М.К. Шерстобоєв, М.В. Патика, А.В.Черенков, С.С. Ярошенко, М.М. Харитонов, В.О. Забалуєв, М.Г. Бабенко. К., 2005. 15 с. (Здобувач провів частку дослідженнь та зробив інтерпретацію результатів).

65. Рекомендації: Ефективне застосування біопрепаратів при вирощування овочевих і баштанних культур / В.П. Патика, О.В. Шерстобоєва, В.В. Чайковська, М.М. Харитонов, О.М. Лазарєва, Я.Р. Томасон, Т.М. Мельничук, Т.Ю. Пархоменко, Л.М. Татарин, О.П. Кулік, С.М. Гармаш, М.Г. Резнік, Ю.М. Дементьєв, О.М. Ковальчук, О.Я. Кащеев. К., 2005. 12 с. (Здобувач провів частку дослідженнь та зробив інтерпретацію результатів).

АНОТАЦІЯ

Харитонов М.М. Агроекологічні основи відновлення техногенно порушених земель в гірничовидобувних регіонах України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. - Дніпропетровський державний аграрний університет. - Дніпропетровськ, 2009.

В дисертації розвинуті агроекологічні основи відновлення техногенно порушених земель у гірничовидобувних регіонах України. Розроблено екогідрогеологічне обґрунтування формування та експлуатації рекультивованих земель. Воно передбачає екологічну реставрацію порушених земель за рахунок організації стоку, відведення атмосферних опадів, забезпечення процесу формування біогеогенетичних горизонтів рекультивованого шару потужністю 1,0-1,2 м із залученням найбільш придатних гірських порід та закладенням штучного дренажу. Проведені розрахунки динаміки рівня ґрунтових вод с урахуванням природного бокового розтікання для рекультивованого відвалу (без дренажу і на фоні горизонтального дренажу зі зрошенням). Гідрохімічний аналіз потенційних джерел зрошення в гірничовидобувних регіонах показав, що певна частка поверхневих та підземних слабомінералізованих вод може бути придатною для зрошення після визначення ризику осолонцювання ґрунтів. Досліджені водно-фізичні, фізико-хімічні та екологічні властивості розкривних гірських порід. Надана комплексна оцінка змін окисно-відновлювальних умов за профілем рекультивованих відвалів. Проведене моделювання та довгостроковий прогноз змін водно-сольових умов на різних варіантах рекультивації у профілях рекультивованих шахтних відвалів. Виявлені субстрати (темно-сіра глина, шлам залізної та марганцевої руди), де утворення токсичних концентрацій заліза і марганцю обмежує їх використання.

...