Научная статья на тему 'ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ФИТОЭКСТРАКЦИИ ПРИ ОЧИСТКЕ КАРЬЕРНЫХ СТОЧНЫХ ВОД'

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ФИТОЭКСТРАКЦИИ ПРИ ОЧИСТКЕ КАРЬЕРНЫХ СТОЧНЫХ ВОД Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
75
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗАГРЯЗНЕНИЕ СТОЧНЫХ ВОД / АЗОТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ / НИТРАТ-ИОН / ВОДНО-БОЛОТНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ / СИТНИК ЧЛЕНИСТЫЙ / ЧАСТУХА БОЛОТНАЯ / РОГОЗ ШИРОКОЛИСТНЫЙ / ВОДНО-БОЛОТНЫЕ УГОДЬЯ

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Пашкевич М. А., Коротаева А. Э.

Разработка залежей полезных ископаемых открытым способом на горнопромышленных предприятиях сопровождается ведением буровзрывных работ. Данные работы проводятся с использованием взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры (нитрат аммония). В результате обводнения скважин и вымывания частиц взрывчатого вещества из породы нитрат аммония попадает в образующиеся карьерные сточные воды значительного объема. Для очистки данного вида сточных вод предлагается применять систему сконструированных водно-болотных угодий с использованием различных видов водно-болотной растительности. Системы такого типа являются экологически безопасным и экономичным способом удаления загрязняющих веществ из сточных вод, базируясь на естественных процессах жизнедеятельности растительности, микроорганизмов и бактерий. Помимо аккумуляции поллютантов из карьерных сточных вод водно-болотная растительность участвует в производстве органического вещества и в создании благоприятной среды обитания для микроорганизмов. На базе Центра коллективного пользования Санкт-Петербургского горного университета было проведено экспериментальное исследование по акклиматизации водно-болотной растительности трех видов и дальнейшему снижению концентрации нитратов с их помощью. В ходе проведения эксперимента была получена положительная динамика поглощения нитратов всеми видами растительности с эффективностью до 45%.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Пашкевич М. А., Коротаева А. Э.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EVALUATION OF THE EFFICIENCY OF THE PHYTOEXTRACTION PROCESS IN THE QUARRY WASTEWATER TREATMENT

The development of mineral deposits in an open way at mining enterprises is accompanied by drilling and blasting. These works are carried out using explosives based on ammonium nitrate (ammonium nitrate). As a result of flooding of wells and washing out of explosive particles from the rock, ammonium nitrate enters the resulting quarry wastewater of a significant volume. To treat this type of wastewater, it is proposed to use a system of constructed wetlands using various types of wetland vegetation. Systems of this type are an environmentally safe and economical way to remove pollutants from wastewater, based on the natural processes of life of vegetation, microorganisms and bacteria. In addition to the accumulation of pollutants from quarry wastewater, wetland vegetation is involved in the production of organic matter and in creating a favorable habitat for microorganisms. On the basis of the Center for Collective Use of St. Petersburg Mining University, an experimental study was carried out on the acclimatization of wetland vegetation of three types and a further decrease in the concentration of nitrates with their help. During the experiment, a positive dynamics of nitrate absorption by all types of vegetation was obtained with an efficiency of up to 45%.

Текст научной работы на тему «ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ФИТОЭКСТРАКЦИИ ПРИ ОЧИСТКЕ КАРЬЕРНЫХ СТОЧНЫХ ВОД»

ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень /

MIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2022;(6-1):349-360

ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL PAPER

УДК 628.357.4 DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_349

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ФИТОЭКСТРАКЦИИ ПРИ ОЧИСТКЕ КАРЬЕРНЫХ

СТОЧНЫХ ВОД

М. А. Пашкевич1, А. Э. Коротаева1

1 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, 199106, Россия

Аннотация: Разработка залежей полезных ископаемых открытым способом на горнопромышленных предприятиях сопровождается ведением буровзрывных работ. Данные работы проводятся с использованием взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры (нитрат аммония). В результате обводнения скважин и вымывания частиц взрывчатого вещества из породы нитрат аммония попадает в образующиеся карьерные сточные воды значительного объема. Для очистки данного вида сточных вод предлагается применять систему сконструированных водно-болотных угодий с использованием различных видов водно-болотной растительности. Системы такого типа являются экологически безопасным и экономичным способом удаления загрязняющих веществ из сточных вод, базируясь на естественных процессах жизнедеятельности растительности, микроорганизмов и бактерий. Помимо аккумуляции поллютантов из карьерных сточных вод водно-болотная растительность участвует в производстве органического вещества и в создании благоприятной среды обитания для микроорганизмов. На базе Центра коллективного пользования Санкт-Петербургского горного университета было проведено экспериментальное исследование по акклиматизации водно-болотной растительности трех видов и дальнейшему снижению концентрации нитратов с их помощью. В ходе проведения эксперимента была получена положительная динамика поглощения нитратов всеми видами растительности с эффективностью до 45%.

Ключевые слова: загрязнение сточных вод, азотные соединения, нитрат-ион, водно-болотная растительность, ситник членистый, частуха болотная, рогоз широколистный, водно-болотные угодья.

Для цитирования: Пашкевич М. А., Коротаева А. Э. Оценка эффективности процесса фи-тоэкстракции при очистке карьерных сточных вод // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2022. - № 6-1. - С. 349-360. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_349.

Evaluation of the efficiency of the phytoextraction process in the quarry

wastewater treatment

M. A. Pashkevich1, A. E. Korotaeva1

1 Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, 199106, Russia

Abstract: The development of mineral deposits in an open way at mining enterprises is accompanied by drilling and blasting. These works are carried out using explosives based on ammonium nitrate (ammonium nitrate). As a result of flooding of wells and washing out of explosive particles from the rock, ammonium nitrate enters the resulting quarry wastewater

© М. А. Пашкевич, А. Э. Коротаева. 2022

of a significant volume. To treat this type of wastewater, it is proposed to use a system of constructed wetlands using various types of wetland vegetation. Systems of this type are an environmentally safe and economical way to remove pollutants from wastewater, based on the natural processes of life of vegetation, microorganisms and bacteria. In addition to the accumulation of pollutants from quarry wastewater, wetland vegetation is involved in the production of organic matter and in creating a favorable habitat for microorganisms. On the basis of the Center for Collective Use of St. Petersburg Mining University, an experimental study was carried out on the acclimatization of wetland vegetation of three types and a further decrease in the concentration of nitrates with their help. During the experiment, a positive dynamics of nitrate absorption by all types of vegetation was obtained with an efficiency of up to 45%.

Key words: sewage pollution, nitrogen compounds, nitrate, wetland vegetation, jointed rush, water plantain, broad leaved reedmace, wetlands.

For citation: Pashkevich M. A., Korotaeva A. E. Evaluation of the efficiency of the phytoextraction process in the quarry wastewater treatment. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2022;(6—1):349—360. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_349.

Введение

Горные предприятия, осуществляющие открытую разработку полезных ископаемых, сталкиваются с проблемой образования больших объемов сточных вод, загрязненных биогенными веществами [1, 2] в том числе черной, цветной металлургии и предприятий по добыче строительных мате- риалов. Приведена информация о загрязнении водных объектов, в числе прочего металлами, соединениями азота, сульфатами, марганцем и другими веществами. Рассмотрены основ- ные причины их загрязнения и мероприятия по снижению негативного воздействия. С использованием информации о превышениях концентрации загрязняющих веществ относительно предельно допустимой концентрации и качестве поверхностных вод для Южного и Среднего Урала показана высокая степень загрязнения многих уральских рек. Рассмотрены мероприятия по снижению негативного воздействия на водные ресурсы Урала, которые в 2014 году запланировали и (или, тяжелыми металлами [3-7] и другими химическими соединениями [8]. Вследствие ведения буровзрыв-

ных работ с применением взрывчатых веществ, содержащих в составе нитрат аммония [9], образующиеся сточные воды в карьере характеризуются повышенным содержанием азота [10, 11]. Данные сточные воды, попадая без соответствующего процесса очистки в водоемы, приводят к эвтофикации: начинается обширное цветение водорослей, в результате чего уменьшается содержание кислорода в воде [12].

Азот может присутствовать в водоемах в виде нитратов, нитритов аммония и органического азота [13]. В настоящее время проблема очистки сточных вод от соединений азота в большинстве случаев решается биологическими методами, которые не приводят к созданию вторичных концентрированных растворов, а также отличаются меньшими капитальными и эксплуатационными вложениями [14-16].

Биологическая очистка сточных вод может осуществляться на базе таких биологических систем, как фито-очистные системы [17], биологические пруды [18-20] и биоплато [21, 22].

Очистку больших объемов карьерных сточных вод целесообразно осуществлять в биологических системах

типа сконструированных водно-болотных угодьев (Constructed Wetlands — CW) [23-25]. Эти системы состоят из водно-болотной растительности, почвы и естественных микробных сообществ [26, 27]. Важная роль в превращении соединений азота отводится де- и нитрифицирующим бактериям [28, 29]b.

Растительность наряду с бактериями играет большое значение в процессе очистки [30,31]. Вклад растений в удаление азота колеблется в пределах 0,5-40% [32]. Одна из ключевых функций растительности заключается в создании условий для жизнедеятельности микроорганизмов в прикорневой среде, что способствует увеличению эффективности процесса очистки [25, 33]. Также растительность является сорбентом загрязняющих веществ в своих тканях [34-37].

Плавучие сконструированные водно-болотные угодья (Constructed floating wetlands — CFW) рассматриваются как промежуточная технология очистки сточных вод, характеризующаяся признаками биологических прудов и сконструированных водно-болотных угодий (рис. 1). В то время как биологические пруды в основном характеризуются преобладанием фитопланктона, в системе CW первостепенная роль отводится растительности [27].

Отличительной чертой CFW является использование плавучих систем различной конструкции для расположения растительности, что позволяет последним находиться на поверхности воды. Их верхние части (стебли, листья, соцветия) располагаются над уровнем воды, при этом корневая часть полностью погружена в ее толщу. Таким образом растительность напря-

Рис. 1. Constructed floating wetlands в классификации систем Constructed wetlands и Treatment ponds [12]

Fig. 1. Constructed floating wetlands in the classification of the systems Constructed wetlands и Treatment ponds [12]

мую потребляет питательные вещества в связи с постоянным контактом корней со сточными водами. Дополнительно к этому развитие обширной корневой системы в водной толще способствует образованию биологической пленки, населенной бактериями и микроорганизмами. В данной среде в ходе биохимических процессов происходит преобразование загрязняющих веществ в форму, легко усвояемую растительностью [27, 38, 39].

Методы

Отбор и акклиматизация растительности

Исследование проводилось с июня по ноябрь 2021 года с использованием модели сконструированных водно-болотных угодьев, реализованной на базе научно-образовательного центра коллективного пользования высокотехнологичным оборудованием «Центр коллективного пользования» (ЦКП)

Санкт-Петербургского горного университета. Для проведения эксперимента были отобраны экземпляры трех видов водно-болотной растительности: ситник членистый (Juncus articulatus), частуха болотная (Alisma plantago aquatica) и рогоз широколистный (Typha latifolia), произрастающие на территории Ленинградской области (рис 2).

Отобранные экземпляры растений акклиматизировались в течение трех месяцев в резервуарах различного объема, расположенных под открытым небом для имитации естественных условий. Данные резервуары были заполнены грунтом с места произрастания отобранных видов растительности. Для обеспечения газообмена на дно резервуаров был насыпан слой керамзита.

Эксплуатация экспериментальной модели

Для проведения эксперимента в лабораторных условиях были постро-

а инпмтккэт б я^^^нышнинзвЁ'яжазЁ в i

Рис. 2. Семьи отобранной водно-болотной растительности: а — ситник членистый (Juncus articulatus); б — частуха болотная (ALisma plantago aquatica); в — рогоз широколистный (Typha LatifoLia)

Fig. 2. Families of the selected wetland vegetation: а — jointed rush (Juncus articulatus), b — water plantain (Alisma plantago aquatica), and c — broad-leaved catoptric (Typha latifolia)

ены три модели водно-болотных угодий, по одной модели для каждого вида растительности. Для каждой модели из пластиковой сетки было сконструировано по несколько ячеек цилиндрической формы, 25 см в высоту и 15 см в диаметре. Каждая ячейка заполнялась загрузкой в виде щебня и керамзита фракцией 5 — 20 мм и 10—20 мм соответственно. Данная загрузка обеспечивает подходящую среду для легкого роста корней, эффективного газообмена и потребления веществ растительностью из питательного раствора. На дне ячейки использовался только щебень для предотвращения ее подъема в водной толще модели.

В сконструированные ячейки была посажена успешно стабилизированная растительность в размере шести экземпляров каждого из видов ситника членистого и частухи болотной и четырех экземпляров рогоза широколистного. В процессе пересадки корни расте-

ний полностью очищались от грунта, используемого при акклиматизации.

Полученные три модели водно-болотных угодий с ячейками были помещены в питательный модельный раствор с известной концентрацией нитрат-иона 100 мг/дм3. Данный раствор готовился с использованием соли нитрата натрия, растворенной в воде. Для поддержания роста растений нитрат-ион был дополнен комплексом, состоящим из калий- и фосфат-ионов. С вышеназванными моделями дополнительно был использован четвертый резервуар с питательным раствором идентичного состава для отслеживания фонового значения нитрат-иона и возможного концентрирования раствора в процессе испарения (рис. 3).

Отбор проб водного раствора каждой модели и фонового резервуара производился дважды в неделю в течение 46 дней. В пробах анализировалась концентрация нитрат-иона методом

Рис. 3. Сконструированные модели водно-болотных угодий в лабораторных условиях: ситник членистый (Juncus articulatus), частуха болотная (Alisma plantago aquatica) и рогоз широколистный (Typha latifolia), фоновый резервуар (слева направо соответственно) Fig. 3. Constructed models of wetlands in laboratory conditions: articulated rush (Juncus articulatus), marsh ditches (Alisma plantago aquatica) and broadleaf cattail (Typha latifolia), background reservoir from left to right, respectively

жидкостной хроматографии (жидкостный хроматограф LC-20 Shimadzu). Одновременно с отбором проб осуществлялась фотофиксация каждой из трех моделей водно-болотных угодий. Температура окружающей среды и влажность воздуха определялись при помощи термометра-гигрометра психрометрического ВИТ-2. Анализ полученных данных проводился с использованием программного продукта Microsoft Excel.

Результаты и обсуждение

Во время эксперимента анализировались метеорологические данные: температура и влажность. Температура окружающей среды варьировалась от 18 °C до 20 °C, влажность - от 42% до 65%.

Концентрация нитратов в отбираемых пробах на протяжении всего времени эксперимента имела тенденцию к уменьшению (рис. 4). Наибольшая эффективность поглощения нитратов из модельного раствора отмечалась в модели с рогозом широколистным

(порядка 40%). Модели с частухой обыкновенной и ситником членистым уже к 34-му дню исследования показали идентичные результаты снижения концентрации (порядка 35%).

В результате проводимой фотофиксации состояния растительности в экспериментальных моделях было отмечено, что в модели с ситником членистым рост новых побегов начался на 11-й день проведения эксперимента, в модели с рогозом широколистным — на 14-й день, в модели с частухой болотной появления новых побегов не наблюдалось.

Заключение

Модели сконструированных водно-болотных угодий с внедренными ячейками в настоящее время показывают положительную динамику поглощения нитрат-иона всеми видами используемых растений. Удаление нитратов из модельных растворов карьерных сточных вод при начальной концентрации 100 мг/дм3 составило 35%, 35% и 45% для моделей с ситником

S О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46

Дни эксперимента

♦ Ситникчленистый И Частуха обыкновенная —*—Рогоз широколистный

Рис. 4. График изменения концентрации нитрат-иона в зависимости от времени эксперимента Fig. 4. Graph of changes in the concentration of nitrates from the time of the experiment

членистым, частухой болотной и рогозом широколистным соответственно. Температура окружающей среды в течение всего эксперимента варьировалась в узком диапазоне, поэтому можно говорить, что данный фактор не оказывал значительного воздействия на степень поглощения нитрат-иона в моделях.

Используемые виды растений в водно-болотных угодьях хорошо

адаптируются к условиям среды и легко поглощают поступающие концентрации загрязняющего вещества [40-42], тем самым могут являться потенциальным инструментом для снижения концентрации азотных соединений на действующих горнопромышленных предприятиях. В связи с этим производится выбор оптимальных условий для проектирования искусственных водно-болотных экосистем.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Боброва З. М., Ильина О. Ю., Студенок Г. А., Цейтлин Е. М. Воздействие предприятий минерально-сырьевого комплекса Урала на водные ресурсы // Известия Уральского государственного горного университета. — 2016. — Т. 1. — № 41. С. 62 — 66.

2. Серпуховитина Т. Ю., Лазарев Р. А. Логвинова А. Н., Цыцорин И. А. Анализ антропогенных факторов воздействия на гидросферу и пути их снижения в горнодобывающих регионах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2 — 1. — С. 263-274. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21 — 0-263—274.

3. Chukaeva M. A., Matveeva V. A. The present-day hydrochemicaL state of hydroecosystems suffering the technogenic effect of AO Apatit // Water Resourses. 2018, vol. 45, no. 6, pp. 935—940. DOI: 10.1134/s0097807818060040.

4. Patokin D., Danilov A., Isakov A. Environmental monitoring of natural waters in the zone of impact of an enterprise producing explosives // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020, vol. 578, no. 1, article. 012038. D0I:10.1088/1755 — 1315/578/1/012038/.

5. Pat-Espadas A. M., Portales R. L., Amabilis-Sosa L. E., Gómez G., Vidal G. Review of constructed wetlands for acid mine drainage treatment // Water. 2018, vol. 10, article 1685. D0I:10.3390/w10111685.

6. Kharko P. A., Matveeva V. A. Bottom sediments in a river under acid and alkaline wastewater discharge // Ecological Engineering Environmental Technology. 2021, vol. 22, no. 3, pp. 35-41. D0I:10.12912/27197050/134870.

7. Черемисина О. В. Технологические аспекты защиты гидросферы от ионов тяжелых металлов в зоне влияния объектов цветной металлургии // Записки Горного института. — 2013. — Т. 203. — С. 116-119.

8. Куликова А. А., Овчинникова Т. И. К вопросу снижения геоэкологических рисков на горнодобывающих предприятиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2-1. — С. 251-262. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21 — 0-251—262.

9. Алейников Н. Н., Вершинин Н. Н., Шведов К. К. Проблемы мониторинга экологической безопасности окружающей среды в местах проведения взрывных работ // Записки Горного института. — 2001. — Т. 148. — № 2. — С. 3-5.

10. Petrov D. S., Kuznecov V. S., Suprun I. K., Zhuravkova M. A., Solnyshkova M. A. Phytoremediation efficiency of duckweed communities for mining enterprises wastewater treatment from nitrogen compounds // Journal of Physics: Conference Series. 2019, vol. 1399, article 055044. D0I:10.1088/1742—6596/1399/5/055044.

11. Коротаева А. Э., Пашкевич М. А. Применение данных спектральной съемки для экологического мониторинга водной растительности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5-2. — C. 231-244. D0I:10.25018/0236.

12. Colares G. S. Dell'Osbel N., WieselP. G., Oliveira G. A., Lemos P. H. Z., da Silva F. P., Lutterbeck C. A., Kist L. T., Machado E. L. Floating treatment wetlands: A review and bibLiometric analysis // Science of Total Environmental. 2020, vol. 714, article 136776. D0l:10.1016/j.scitotenv.2020.136776.

13. Dong Y., Yuan H., Zhang R., Zhu N. Removal of ammonia nitrogen from wastewater: A rewiew // Transactions of the ASABE. 2019, vol. 62, no. 6, pp. 1767-1778. D0I:10.13031/ trans.13671.

14. Marchand L., Mench M., Jacob D. L., Otte M. L. Metal and metalloid removal in constructed wetlands, with emphasis on the importance of plants and standardized measurements: A review // Environmental Pollution. 2010, vol. 158, pp. 3447-3461. D0l:10.1016/j.envpol.2010.08.018.

15. StrizhenokA. V., IvanovA. V. Ecological assessment of the current state of environmental components on the territory of the impact of cement production industry // Journal of Ecological Engineering. 2017, vol. 18, no. 6, pp. 160-165. D0I:10.12911/22998993/76850.

16. Пашкевич М. А., Коротаева А. Э. Анализ биологических методов для очистки карьерных сточных вод от азотных соединений // Геология и геофизика Юга России. — 2021. — Т. 11. — № 4. С. 170-182. D0I:10.46698/VNC.2021.87.18.014.

17. Рыбка К. Ю., Щеголькова Н. М. Механизмы очистки сточных вод от биогенных элементов (азота и фосфора) в фито-очистных системах // Экосистемы экология и динамика. — 2018. — Т. 2. № 4. — С. 144-171. D0I:10.1017/CB09781107415324.004.

18. Тимофеева С. С., Ульрих Д. В., Тимофеев С. С. Фитофильтры для очистки сточных вод // Вестник технологического университета. — 2016. — Т. 19. — № 16. — С. 162-165.

19. Borne K. E., Fassman E. A., Tanner C. C. Floating treatment wetland retrofit to improve stormwater pond performance for suspended solids, copper and zinc // Ecological Engineering. 2013, vol. 54, pp. 173-182. D0I:10.1016/j.ecoleng.2013.01.031.

20. Куликова А. А., Стельмахов А. А., Бачева Т. А., Цымбал М. Н. Очистка вод, поступающих из затопленных шахт и рудников // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6. — С. 38-47. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-6-0—38—47.

21. Vymazal J. Constructed wetlands for treatment of industrial wastewaters: A review // Ecological Engineering. 2014, vol. 73, pp. 724-751. D0I:10.1016/j.ecoleng.2014.09.034.

22. Евдокимова Г. А., Иванова Л. А., Мозгова Н. П., Мязин В. А., Фокина Н. В. Плавающие биоплато для очистки сточных карьерных вод от минеральных соединений азота в арктичских условиях // Экология и промышленность России. — 2015. — T. 19. — № 9. — C. 35-41. D0I:10.18412/1816-0395-2015-9-35 — 41.

23. Rozema E. R., VanderZaag A. C., Wood J. D., Drizo A., Zheng Y., Madani A., Gordon R. J. Constructed wetlands for agricultural wastewater treatment in northeastern North America: A review // Water. 2016, vol. 8, no. 5, article 173. D0I:10.3390/w8050173.

24. Shelef O., Gross A., Rachmilevitch S. Role of plants in a constructed Wetland: Current and new perspectives // Water. 2013, vol. 5, no. 2, pp. 405-419. D0I:10.3390/w5020405.

25. Vymazal J. The use of hybrid constructed wetlands for wastewater treatment with special attention to nitrogen removal : A review of a recent development // Water Research. 2013, vol. 47, no. 14, pp. 4795-4811. D0I:10.1016/j.watres.2013.05.029.

26. Dashko R., Shidlovskaya A. Impact of microbial activity on soil properties //Canadian Geotechnical Journal. 2016, vol. 53, no. 9, pp. 1386-1397. D0I:10.1139/cgj-2015 — 0649.

27. Pavlineri N., Skoulikidis N. T., Tsihrintzis V. A. Constructed Floating Wetlands: A review of research, design, operation and management aspects, and data metaanalysis // Chemical Engineering Journal. 2017, vol. 308, pp. 1120-1132. D0I:10.1016/j. cej.2016.09.140.

28. Zhu G., Peng Y., Li B., Guo J., Yang Q., Wang S. Biological removal of nitrogen from wastewater // Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. 2008, vol 192, pp 159-195. D0I:10.1007/978—0-387—71724—1_5.

29. Rahimi S., Modin O., Mijakovic I. Technologies for biological removal and recovery of nitrogen from wastewater // Biotechnology Advances. 2020, vol. 43. Article 107570. D0l:10.1016/j.biotechadv.2020.107570.

30. Rajan R. J., Sudarsan J. S., Nithiyanantham S. Microbial population dynamics in constructed wetlands: Review of recent advancements for wastewater treatment // Environmental Engineering Research. 2019, vol. 24, no. 2, pp. 181-190. D0I:10.4491/ EER.2018.127.

31. Sudarsan J. S., Roy R. L., Baskar G., Deeptha V. T., Nithiyanantham S. Domestic wastewater treatment performance using constructed wetland // Sustainable Water Resources Management. 2015, vol. 1, no. 2, pp. 89-96. D0I:10.1007/s40899-015-0008-5.

32. De La Varga D., Soto M., Arias C. A., van Oirschot D., Kilian R., Pascual A., Alvarez J. A. Constructed wetlands for industrial wastewater treatment and removal of nutrients. PA: IGI Global, 2017. ch.8, pp. 202-230. D0I:10.4018/978—1-5225 — 1037—6.ch008.

33. Shahid M. J., Arslan M., Ali S., Siddique M., Afzal M. l. Floating Wetlands: A Sustainable Tool for Wastewater Treatment // Clean — Soil, Air, Water. 2018, vol. 46, no. 10. D0I:10.1002/clen.201800120.

34. Alekseenko V. A., Shvydkaya N. V., Alekseenko A. V., Machevariani M. M., Bech J., Pashkevich M. A., Puzanov A. V., Nastavkin A. V., Roca N. Element accumulation patterns of native plant species under the natural geochemical stress. // Plants. 2021, vol. 10, no. 1. Article 33. DOI: 10.3390/plants10010033.

35. Петрова Т. А., Рудзиш Э. Виды мелиорантов для рекультивации техногенно нарушенных территорий горной промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 4. — C. 100-112. D0I:10.25018/0236_1493_2021_ 4_0_100.

36. Гусев А. И. Биогеохимические индикаторы техногенного загрязнения экосистем горно-рудными предприятими рудного и Горного Алтая // Записки Горного института. — 2013. — T. 203. — C. 155-159.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

37. Matveeva V. A., Smirnov Y. D., Suchkov D. V. Industrial processing of phosphogypsum into organomineral fertilizer // Environmental Geochemistry and Health. 2021, no. 2, pp. 2-13. D0I:10.1007/s10653—021—00988-x.

38. Chang N. B., Xuan Z., Marimon Z., Islam K., Wanielista M. P. Exploring hydrobiogeochemical processes of floating treatment wetlands in a subtropical stormwater wet detention pond // Ecological Engineering. 2013, vol. 54, pp. 66-76. D0I:10.1016/j. ecoleng.2013.01.019.

39. Lucke T., Walker C., Beecham S. Experimental designs of field-based constructed floating wetland studies: A review // Science of the Total Environmental. 2019, vol. 660, pp. 199-208. D0I:10.1016/J.SCIT0TENV.2019.01.018.

40. Wang K., Hu Q., Wei Y., Yin H., Sun C., Liu G. Uptake Kinetics of NH+4 , NO-3 and H2PO-4 by Typha orientalis, Acorus calamus L., Lythrum salicaria L., Sagittaria trifolia L. and Alisma plantago-aquatica Linn // Sustainability. 2021, vol. 13, no 434. D0I:10.3390/ su13010434.

41. Vymazal J. Emergent plants used in free water surface constructed wetlands: A review // Ecological Engineering 2013, vol. 61. D0I:10.1016/j.ecoleng.2013.06.023.

42. Vymazal J. Plants used in constructed wetlands with horizontal subsurface flow: A review // Hydrobiologia. 2011, vol. 674, no. 1, pp. 133-156. D0I:10.1007/s10750-011-0738-9 ЕШ

REFERENCES

1. Bobrova Z. M., Il'ina O. Yu., Studenok G. A., Cejtlin E. M. The impact of enterprises of the mineral resource complex of the Urals on water resources. Izvestiya Ural'skogo gosudarstvennogo gornogo universiteta. 2016, vol. 1, no. 41, pp. 62-66. [In Russ].

2. Serpukhovitina T. Yu., Lazarev R. A., Logvinova A. N., Tsytsorin I. A. Analysis of anthropogenic factors of influence on the hydrosphere and ways to reduce them in mining regions. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2021, no. 2-1, pp. 263-274. DOI: 10.25018/02361493-2021-21- 0-263-274. [In Russ].

3. Chukaeva M. A., Matveeva V. A. The present-day hydrochemical state of hydroecosystems suffering the technogenic effect of AO Apatit. Water Resourses. 2018, vol. 45, no. 6, pp. 935-940. DOI: 10.1134/s0097807818060040.

4. Patokin D., Danilov A., Isakov A. Environmental monitoring of natural waters in the zone of impact of an enterprise producing explosives. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020, vol. 578, no. 1, article. 012038. DOI:10.1088/1755-1315/578/1/012038/

5. Pat-Espadas A. M., Portales R. L., Amabilis-Sosa L. E., Gómez G., Vidal G. Review of constructed wetlands for acid mine drainage treatment. Water. 2018, vol. 10, article 1685. D0I:10.3390/w10111685.

6. Kharko P. A., Matveeva V. A. Bottom sediments in a river under acid and alkaline wastewater discharge. Ecological Engineering Environmental Technology. 2021, vol. 22, no. 3, pp. 35-41. DOI:10.12912/27197050/134870.

7. Cheremisina O. V Aspect of technology protection of hydrosphere against ions of heavy metals in a zone of influence of objects. Zapiski Gornogo instituta. 2013, vol. 203, pp. 116-119. [In Russ].

8. Kulikova A. A., Ovchinnikova T. I. On the issue of reducing geoecological risks at mining enterprises. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2021, no. 2-1, pp. 251-262. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21-0-251-262. [In Russ].

9. Aleinikov N. N., Vershinin N. N., Shvedov K. K. Problems of monitoring the environmental safety of the environment at the sites of blasting operations. Zapiski Gornogo instituta. 2001, vol. 148, no. 2, pp. 3-5. [In Russ].

10. Petrov D. S., Kuznecov V. S., Suprun I. K., Zhuravkova M. A., Solnyshkova M. A. Phytoremediation efficiency of duckweed communities for mining enterprises wastewater treatment from nitrogen compounds. Journal of Physics: Conference Series. 2019, vol. 1399, article 055044. DOI:10.1088/1742-6596/1399/5/055044.

11. Korotaeva A. E., Pashkevich M. A. Spectrum survey data application in ecological monitoring of aquatic vegetation. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2021, no. 5 — 2, pp. 231244. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_52_0_231. [In Russ].

12. Colares G. S. Dell'Osbel N., Wiesel P. G., Oliveira G. A., Lemos P. H. Z., da Silva F. P., Lutterbeck C. A., Kist L. T., Machado É. L. Floating treatment wetlands: A review and bibliometric analysis. Science of Total Environmental. 2020, vol. 714. Article 136776. DOI:10.1016/j.scitotenv.2020.136776.

13. Dong Y., Yuan H., Zhang R., Zhu N. Removal of ammonia nitrogen from wastewater: A rewiew. Transactions of the ASABE. 2019, vol. 62, no. 6, pp. 1767-1778.

14. Marchand L., Mench M., Jacob D. L., Otte M. L. Metal and metalloid removal in constructed wetlands, with emphasis on the importance of plants and standardized measurements: A review. Environmental Pollution. 2010, vol. 158, pp. 3447-3461. DOI:10.1016/j.envpol.2010.08.018.

15. Strizhenok A. V., Ivanov A. V. Ecological assessment of the current state of environmental components on the territory of the impact of cement production industry. Journal of Ecological Engineering. 2017, vol. 18, no. 6, pp. 160-165. DOI:10.12911/22998993/76850

16. Pashkevich M. A., Korotaeva A. E. Analysis of biological methods for quarry wastewater treatment from nitrogen compounds. Geologiya I Geofizika Yuga Rossii. 2021, vol. 11, no. 4, pp. 170-182. DOI: 10.46698/ VNC.2021.87.18.014. [In Russ].

17. Rybka K. Yu., Shchegolkova N. M. Mechanisms of nutrients (nitrogen and phosphorus) removal from wastewater in constructed wetlands. Ecosistemy: ecologiya i dinamika. 2018, vol. 2, no. 4, pp. 144-171. DOI:10.1017/CBO9781107415324.004. [In Russ].

18. Timofeeva S. S., ULrich D. V., Timofeev S. S. PhytofiLters for wastewater treatment. Vestnik tekhnologicheskogo universiteta. 2016, vol. 19, no. 16, pp. 162-165. [In Russ].

19. Borne K. E., Fassman E. A., Tanner C. C. Floating treatment wetland retrofit to improve stormwater pond performance for suspended solids, copper and zinc. Ecological Engineering. 2013, vol. 54, pp. 173-182. DOI:10.1016/j.ecoLeng.2013.01.031.

20. KuLikova A. A., SteLmakhov A. A., Bacheva T. A., TsymbaL M. N. Treatment of water inflow from flooded underground mines. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2020, no. 6, pp. 38-47. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-6-0-38-47.

21. VymazaL J. Constructed wetLands for treatment of industriaL wastewaters: A review. Ecological Engineering. 2014, voL. 73, pp. 724-751. D0I:10.1016/j.ecoLeng.2014.09.034.

22. Yevdokimova G. A., Ivanova L. A., Mozgova N. P., Myazin V. A., Fokina N. V. FLoating BiopLateau for Treatment of Waste Quarry Waters from MineraL Nitrogen Compounds at the Arctic Conditions. Ecologiya i promyshlennost' Rossii. 2015, voL. 19, no. 9, pp. 35-41. D0I:10.18412/L816-0395-2015-9-35-41. [In Russ].

23. Rozema E. R., VanderZaag A. C., Wood J. D., Drizo A., Zheng Y., Madani A., Gordon R. J. Constructed wetLands for agricuLturaL wastewater treatment in northeastern North America: A review. Water. 2016, voL. 8, no. 5. ArticLe 173. D0I:10.3390/w8050173.

24. SheLef O., Gross A., RachmiLevitch S. RoLe of pLants in a constructed WetLand: Current and new perspectives. Water. 2013, voL. 5, no. 2, pp. 405-419. D0I:10.3390/w5020405.

25. VymazaL J. The use of hybrid constructed wetLands for wastewater treatment with speciaL attention to nitrogen removaL : A review of a recent deveLopment. Water Research. 2013, voL. 47, no. 14, pp. 4795-4811. D0I:10.1016/j.watres.2013.05.029.

26. Dashko R., ShidLovskaya A. Impact of microbiaL activity on soiL properties. Canadian Geotechnical Journal. 2016, voL. 53, no. 9, pp. 1386-1397. D0I:10.1139/cgj-2015-0649.

27. PavLineri N., SkouLikidis N. T., Tsihrintzis V. A. Constructed FLoating WetLands: A review of research, design, operation and management aspects, and data meta-anaLysis. Chemical Engineering Journal. 2017, voL. 308, pp. 1120-1132. D0I:10.1016/j. cej.2016.09.140.

28. Zhu G., Peng Y., Li B., Guo J., Yang Q., Wang S. BioLogicaL removaL of nitrogen from wastewater. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. 2008, voL. 192, pp. 159-195. D0I:10.1007/978-0-387—71724—1_5.

29. Rahimi S., Modin O., Mijakovic I. TechnoLogies for bioLogicaL removaL and recovery of nitrogen from wastewater. Biotechnology Advances. 2020, voL. 43. ArticLe 107570. D0I:10.1016/j.biotechadv.2020.107570.

30. Rajan R. J., Sudarsan J. S., Nithiyanantham S. MicrobiaL popuLation dynamics in constructed wetLands: Review of recent advancements for wastewater treatment. Environmental Engineering Research. 2019. VoL 24, no. 2, pp. 181-190. D0I:10.4491/ EER.2018.127.

31. Sudarsan J. S., Roy R. L., Baskar G., Deeptha V. T., Nithiyanantham S. Domestic wastewater treatment performance using constructed wetLand. SustainabLe Water Resources Management. 2015, voL. 1, no. 2, pp. 89-96. D0I:10.1007/s40899-015-0008-5.

32. De La Varga D., Soto M., Arias C. A., van Oirschot D., KiLian R., PascuaL A., ALvarez J. A. Constructed wetlands for industrial wastewater treatment and removal of nutrients. PA: IGI GLobaL, 2017. ch.8, Pp. 202-230. D0I:10.4018/978-1-5225-1037-6.ch008

33. Shahid M. J., ArsLan M., ALi S., Siddique M., AfzaL M. L. FLoating WetLands: A SustainabLe TooL for Wastewater Treatment. Clean Soil, Air, Water. 2018, voL. 46, no. 10. D0I:10.1002/cLen.201800120

34. ALekseenko V. A., Shvydkaya N. V., ALekseenko A. V., Machevariani M. M., Bech J., Pashkevich M. A., Puzanov A. V., Nastavkin A. V., Roca N. ELement accumuLation patterns of native pLant species under the naturaL geochemicaL stress. Plants. 2021, voL. 10, no. 1. ArticLe 33. DOI: 10.3390/pLants10010033.

35. Petrova T. A., Rudzish E. Types of soil improvers for reclamation of mining-disturbed lands. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2021, no. 4, pp. 100-112. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2021_4_0_100. [In Russ].

36. Gusev A. I. Biogeochemical indicators of technogenic pollution of ecosystems by mining enterprises of the ore and Mountain Altai. Zapiski Gornogo instituta. 2013, vol. 203, pp. 155-159. [In Russ].

37. Matveeva V. A., Smirnov Y. D., Suchkov D. V. Industrial processing of phosphogypsum into organomineral fertilizer. Environmental Geochemistry and Health. 2021, no. 2, pp. 2-13. D0I:10.1007/s10653-021 — 00988-x.

38. Chang N. B., Xuan Z., Marimon Z., Islam K., Wanielista M. P. Exploring hydrobiogeochemical processes of floating treatment wetlands in a subtropical stormwater wet detention pond. Ecological Engineering. 2013, vol. 54, pp. 66—76. D0I:10.1016/j. ecoleng.2013.01.019.

39. Lucke T., Walker C., Beecham S. Experimental designs of field-based constructed floating wetland studies: A review. Science of the Total Environmental. 2019, vol. 660, pp. 199-208. D0I:10.1016/J.SCIT0TENV.2019.01.018.

40. Wang K., Hu Q., Wei Y., Yin H., Sun C., Liu G. Uptake Kinetics of NH+4 , NO-3 and H2PO-4 by Typha orientalis, Acorus calamus L., Lythrum salicaria L., Sagittaria trifolia L. and Alisma plantago-aquatica Linn. Sustainability. 2021, vol. 13, no. 434. D0I:10.3390/ su13010434.

41. Vymazal J. Emergent plants used in free water surface constructed wetlands: A review. Ecological Engineering. 2013, vol. 61. D0I:10.1016/j.ecoleng.2013.06.023.

42. Vymazal J. Plants used in constructed wetlands with horizontal subsurface flow: A review. Hydrobiologia. 2011, vol. 674, no. 1, pp. 133-156. D0I:10.1007/s10750-011-0738-9.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Пашкевич Мария Анатольевна, докт. техн. наук, зав. каф. Геоэкологии, http://orcid. org/0000-0001-7020-8219, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия, д. 2, Россия, e-mail: mpash@spmi.ru; Коротаева Анна Эдуардовна — аспирант каф. Геоэкологии, http://orcid.org/0000-0002-0211-6782, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия, д. 2, Россия, e-mail: s205056@stud.spmi.ru; Авторы заявляют, что они не имеют конфликта интересов.

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Pashkevich M. A., Dr.Sci. (Eng.), head of department of Geoecology, http://orcid. org/0000-0001-7020-8219, Saint Petersburg Mining University, 199106, Saint-Petersburg, Vasilievsky Island, 21st Line, d. 2, Russia, e-mail: mpash@spmi.ru; Korotaeva A. E., postgraduated student of the department of Geoecology, http://orcid. org/0000-0002-0211-6782, Saint Petersburg Mining University, 199106, Saint-Petersburg, Vasilievsky Island, 21st Line, d. 2, Russia, e-mail: s205056@stud.spmi.ru.

Получена редакцией 14.01.2022; получена после рецензии 30.05.2022; принята к печати 10.05.2022. Received by the editors 14.01.2022; received after the review 30.05.2022; accepted for printing 10.05.2022.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.