Защита человека и окружающей природной среды от загрязнений атмосферного воздуха

свинец очистка рудничный вода

Рисунок. Распределение цинка по геохимическим фракциям в почвогрунтах (А) и техногенных песках (Б). По оси абсцисс указаны номера проб

Изучено содержание тяжелых металлов в различных горизонтах почвогрунтов и техногенных песков. В почвогрунтах металлы накапливаются преимущественно в поверхностном корневом слое, а в техногенных песках их содержание растет при переходе к более глубоким горизонтам. В почвогрунтах значительная часть тяжелых металлов депонируется в гумусе, сохраняя при этом мобильность, а в техногенных песках наиболее развиты иллювиальные процессы, накапливающие мигрирующие из вышележащего слоя почвы тонкодисперсные частицы, насыщенность которых тяжелыми металлами более высокая.

Таким образом, проведенные исследования позволили выявить содержание ряда тяжелых металлов в различных геохимических фракциях, оценить долю элементов, находящуюся в доступной для растений форме. Определение полного комплекса форм позволяет составить баланс форм, из которого складывается общая валовая концентрация исследуемого элемента. Несмотря на то, что содержание подвижных форм в данных образцах достигло значительной величины, процессы окисления отходов обогащения молибденовых и сульфидно-вольфрамовых руд еще не закончились. По результатам исследования элементы можно расположить по степени окисленности их рудных минералов в изученных пробах в таком порядке:

Pb>Zn>Cu>Mo

Одновременно эти исследования показали, что техногенные массивы продуктов обогащения подвергаются существенным минералого- геохимическим изменениям с изменением соотношений подвижных форм рассмотренных химических элементов и они должны рассматриваться уже как преобразованные, геотехногенные [12]. Вопрос об условиях и факторах, регулирующих количество подвижных форм тяжелых металлов в техногенных песках, почвогрунтах, почвах и их влиянии на растительность близлежащих территорий является важным аспектом процесса геотехногенеза и требует дальнейших исследований.

Отходы передела руд, особенно сульфидсодержащих, зачастую являются источниками опасного загрязнения окружающей среды. Окисление сульфидов под воздействием атмосферной влаги приводит к подкислению фильтрата в хвостохранилищах и вызывает трансформацию минеральных форм металлов, образование подвижных их соединений, поступающих в поверхностные и подземные воды, почвы. Как следствие, изменяется состояние растительности, нарушается микроэлементный баланс в трофических цепях экосистем прилегающих территорий.

Джидинский вольфрамово-молибденовый комбинат (Юго-Западное Забайкалье) с 1934 по 1997 гг. перерабатывал молибденитовые и сульфидно-гюбнеритовые руды месторождений Джидинского рудного поля. За этот период созданы хвостохранилища, в которых накоплено более 40 млн. т отходов обогащения руд. Установлено, что после консервации производства в пределах жилой застройки города Закаменска, непосредственно прилегающей к хвостохранилищам, расширились территории, которые по значению суммарного показателя загрязнения почв соответствуют чрезвычайной экологической ситуации и ситуации экологического бедствия [3]. Однако для корректной оценки уровня загрязнения ландшафта в природоохранных и санитарно-гигиенических целях наиболее важна информация не о валовом содержании металлов в воде, почве, а о формах их нахождения, содержании подвижных, доступных для растительности соединений, условиях перехода элементов в подвижное состояние.

В 2006 г. для изучения форм нахождения меди, цинка и свинца в отходах обогатительного производства нами были отобраны пробы техногенных песков наиболее крупного (бывшего намывного) хвостохранилища. Пробы были взяты с поверхности хранилища до глубины не более 10 см. Для анализа материала был использован метод селективной экстракции химических элементов, разработанный Тесье с соавторами [5], позволяющий определить количество металлов в пяти геохимических фракциях: 1 – ионообменной, 2 – карбонатной, 3 – оксидов железа и марганца, 4 – органических веществ, 5 – силикатном остатке. Кроме того, по ГОСТам определено содержание подвижных форм меди и цинка. В результате установлена степень окисленности минералов изученных металлов – Pb > Zn > Cu. Показано, что содержание их подвижных форм превышает предельно допустимые концентрации. Сделан вывод, что процессы окисления отходов обогащения молибденитовых и сульфидно-гюбнеритовых руд еще не закончились [4].

В 2009 г. нами были отобраны пробы материала отходов обогащения руд в тех же точках и в то же время года, что и в 2006 г. с целью выявления динамики содержания подвижных форм металлов и баланса форм металлов. Анализы выполнены по тем же методикам, что и в 2006 г. Оказалось, что за три года в поверхностном слое хвостохранилища произошли существенные изменения. Во-первых, уменьшилось валовое содержание всех изученных металлов, в то время как содержание подвижных форм меди и цинка, извлекаемых ацетатно-аммонийным буфером, увеличилось (табл. 1, рис. 1).

Таблица 1. Динамика среднего содержания меди, цинка и свинца (вес. %) на поверхности Барун-Нарынского хранилища отходов обогащения сульфидно-гюбнеритовых руд. В скобках указано количество проб

Во-вторых, изменился баланс форм металлов в хвостохранилище. Наиболее важные изменения отражены в таблице 2 и на рисунке 2 и сводятся к следующему: 1) увеличилась доля ионообменных форм всех изученных металлов; 2) уменьшилась доля карбонатной фракции меди и цинка; 3) существенно увеличилась доля меди, связанной с железо-марганцевыми оксидами, вероятно, за счет разрушения органоминеральных ее комплексов; 4) для свинца наблюдается обратная тенденция – часть этого металла, по-видимому, связывается в органоминеральные комплексы. Можно предположить, что два последних процесса идут при активном участии микроорганизмов.