ENVIRONMENTAL SAFETY ASSESSMENT OF TITANIUM MINING USING THE ANALYTIC HIERARCHY PROCESS
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturalspu/2025.1.8Keywords:
mining activities, post-project monitoring, titanium ores, water environment, environmental safety, environmental assessment, multi-criteria analysisAbstract
This study aims to assess the environmental safety of open-pit titanium mining by applying the Analytic Hierarchy Process (AHP) to identify critical environmental impact factors and optimize corresponding mitigation strategies. The research contributes to the advancement of sustainable resource extraction by proposing a structured decision-making framework tailored to complex ecological challenges. A multi-criteria hierarchical model was developed, incorporating geological, hydrological, and ecological indicators relevant to titanium mining operations. The AHP method was adapted for environmental applications to enable systematic pairwise comparisons of impact factors, based on expert judgment and supported by post-project environmental monitoring data. This approach facilitated the determination of factor priority and the evaluation of mitigation alternatives. The results indicate that chemical contamination of surface and groundwater, disruption of hydrodynamic regimes, and soil degradation represent the most significant environmental risks. Priority mitigation measures include land reclamation, closed-loop water circulation systems, and long-term ecological restoration, aimed at minimizing negative impacts and enhancing ecosystem resilience. The study presents a novel application of AHP in the context of titanium mining, introducing an integrated framework that combines expert-based evaluation with empirical monitoring data. This fusion enhances predictive accuracy and supports informed decision-making in environmental management.The proposed approach serves as a practical tool for mining companies, environmental consultants, and regulatory agencies to assess ecological risks, improve monitoring systems, and implement sustainable mining practices. The methodology is adaptable to other sectors within the extractive industry facing similar environmental concerns. The integration of AHP with dynamic environmental monitoring demonstrates a high potential for assessing and mitigating the environmental impacts of open pit mining. This supports adaptive management and helps to balance industrial activity with environmental sustainability. Future research should explore hybrid modeling approaches to further enhance the predictive capabilities and accuracy of impact assessment.
References
Hoxha E., Symochko L., Pinheiro M. N. C. The environmental impact of mining activities in Europe: a comprehensive analysis. EQA – International Journal of Environmental Quality, 2024. № 66. С. 30–42. DOI https://doi.org/10.6092/issn.2281-4485/20521
Маркіна Н.К., Горишнякова Я.В. Оцінка стану складових довкілля в зоні впливу видобувної діяльності Межиріченського гірничо-видобувного комбінату по результатам комплексного моніторингу. Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення: матеріали XVIII Міжнар. наук.-практ. конф. м.Харків, 15-16 верес. 2022 р. Харків, 2022. С. 212–214. URL: http://www.niiep.kharkov.ua/sites/default/files/konfer2022.pdf
Маркіна Н.К., Горишнякова Я.В. Наукове обґрунтування організації післяпроєктного гідрохімічного моніторингу в титанодобувних регіонах. Вісник Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського. Кременчук: КрНУ, 2023. Випуск 2 (139). С. 46–54. DOI https://doi.org/10.32782/1995-0519.2023.2.6
Аніщенко Л.В., Горишнякова Я.В. Комплексна оцінка екологічної безпеки видобування титану відкритим способом на етапі післяпроєктного моніторингу. Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення : матеріали XIX Міжнар. наук.-практ. конф. м.Харків, 14–15 верес. 2023 р. Харків, 2023. С. 22–27. URL: http://www.niiep.kharkov.ua/sites/default/files/konfer2023.pdf
Leopold L.B., Clarke F.E., Hanskow B.B. A prouder for evolution environmental impact. 1971. 13 p.
Thomas L. Saaty, Kevin P. Kearns. Analytical planning: The organization of systems. RWS Publications, 1991. 208 p.
Thomas L. Saaty, Luis G. Vargas. Models, Methods, Concepts & Applications of the Analytic Hierarchy Process. Springer Science & Business Media, 2012. 333 p.
A. Kh. Hamdoon Al-Rahbi, M. F.M. Abushammala, Wajeeha A. Qazi. Application of the analytic hierarchy process for management of soil erosion in Oman. International Journal of the Analytic Hierarchy Process, 2020. Vol. 12. № 1. Р. 104–116. URL: https://www.ijahp.org/index.php/IJAHP/article/view/683?utm_source=chatgpt.com
Patyk, M.; Bodziony, P. Application of the Analytical Hierarchy Process to Select the Most Appropriate Mining Equipment for the Exploitation of Secondary Deposits. Energies 2022, 15, 5979. DOI: https://doi.org/10.3390/en15165979. URL: https://www.mdpi.com/1996-1073/15/16/5979
Wang X., Liu B., He S., Yuan H., Ji D., Qi L., Song Y., Xu W. An Analytic Hierarchy Process Method to Evaluate Environmental Impacts of In Situ Oil Shale Mining. Sustainability, 2024, 16, 1363. DOI: https://doi.org/ 10.3390/su16041363
Shome S.D., Mhaske S.N., Chakravorty S. (2024). Assessment of Environmental Severity Around the Mining Region Using GIS-Based AHP Model: A Case Study of the Dongri Buzurg Manganese Ore Mine, India. J. Inst. Eng. India Ser. D 105, 769–794. DOI: https://doi.org/10.1007/s40033-023-00518-2
Wu, Q., Fan, S., Zhou, W. (2013). Application of the Analytic Hierarchy Process to Assessment of Water Inrush: A Case Study for the No. 17 Coal Seam in the Sanhejian Coal Mine, China. Mine Water Environ 32, 229–238. DOI: https://doi.org/10.1007/s10230-013-0228-6
Aryafar A., Yousefi S., Doulati Ardejani, F. (2013). The weight of interaction of mining activities: groundwater in environmental impact assessment using fuzzy analytical hierarchy process (FAHP). Environmental Earth Sciences 68, 2313–2324. DOI: https://doi.org/10.1007/s12665-012-1910-x
Adamova, G. V. Comprehensive Ecological and Analytical Assessment of the “Car-Road-Environment System” on the Example of the Road M-29 Section. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University. Series Еcоlogy, 2021. № 25. Р. 55–69. DOI: https://doi.org/10.26565/1992-4259-2021-25-05
Комп’ютерна програма «PROGRAM OF ANALYTICAL SYSTEM OF STRATEGIC ENVIRONMENTAL ASSESSMENT. ANALYTIC HIERARCHY/NETWORK PROCESS» / Л.А. Пісня, Л.Я. Аніщенко, Б.С. Свердлов, С.Б. Свердлов. – Номер свідоцтва про реєстрацію авторського права на твір: 121616, Дата реєстрації авторського права: 06.12.2023, Об'єкт авторського права, до якого належить твір: 16. Комп’ютерні програми. Дата публікації: 29.12.2023, Номер бюлетеня: 78. URL: https://ukrpatent.org/uk/articles/bulletin-copyright.
Технології системного аналізу. Метод аналізу ієрархій. Основні етапи методу аналізу ієрархій. URL: https://moodle.znu.edu.ua/pluginfile.php/1189269/mod_resource/content/0/%D0%9B%D0%B5%D0%BA%D1% 86%D1%96%D1%8F%205%202024.pdf
Терентьєв О.О., Київська К.І., Делембовський М.М., Серпинська О.І. Методи експертних оцінок в системі прийнятних рішень : навч. посібник. Київ, 2020. 116 с.
Олексієнко Р.Ю., Донець А.О. Місце експертної оцінки у прийнятності управлінських рішень. Економіка та суспільство, 2021. Випуск 46/2021. С. 101–108. URL: https://economyandsociety.in.ua/index.php/journal/article/view/381. DOI: https://doi.org/10.32782/2524- 0072/2021-26-59
Гордєєва І.О. Оцінка адаптивності управління організацією методом аналізу ієрархій за критеріями ефективності та своєчасності прийняття рішень. Ефективна економіка. 2021. № 7. URL: http://www.economy.nayka.com.ua/pdf/7_2021/90.pdf. DOI: https://doi.org/10.32702/2307-2105-2021.7.88
Горишнякова Я.В., Аніщенко Л.Я., Пісня Л.А., Маркіна Н.К. Результати та особливості експертно-аналітичного оцінювання екологічно безпечного видобування розсипів титану на прикладі Межирічного родовища. Екологічна безпека : проблеми і шляхи вирішення : матеріали XX Міжнар. наук.-практ. конф. м. Харків, 19–20 верес. 2024 р. Харків, 2024. С. 199–205. URL: http://www.niiep.kharkov.ua/sites/default/files/konfer_2024.pdf