620110, г. Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15
15 Akad. Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110
620110, г. Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15
15 Akad. Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110
620110, г. Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15
15 Akad. Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110
Объект исследований. Отходы переработки шлаков Среднеуральского медеплавильного завода (“технический песок СУМЗ”) представляют собой тонкодисперсный (размер частиц менее 0.05 мм) материал, механоактивированный при дроблении литого шлака; по фазовому составу преобладают фаялит и железистое стекло, содержащие повышенную концентрацию меди, цинка и других халькофильных элементов.Материалы и методы. Для изучения миграции элементов из отходов в почвенно-растительную систему проводили натурный эксперимент на территории Института геологии и геохимии УрО РАН (юго-западная часть Екатеринбурга, Свердловская область). Почвенный субстрат готовили из нейтрализованного известью верхового торфа (рН 6.6) с добалением “технического песка” по 5, 10 и 20 мас. %. На пробных площадках (1 м2) выращивали смесь газонных трав. После вегетационного периода отбирали методом “конверта” образцы газонной травы (без разделения по видам) вместе с корневой частью и торфогрунтом, высушивали при комнатной температуре до постоянной массы и измельчали. Химический анализ образцов проведен в ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН методом массспектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) на квадрупольном масс-спектрометре NexION-300S.Результаты. В ходе эксперимента исследована мобилизация элементов из “технического песка СУМЗ” в верховой торф за летний период, показано распределение элементов в подземной и надземной частях газонных трав, рассчитаны коэффициенты накопления. К осени во всех почвенных субстратах с отходами в 2–3 раза снижается содержание большинства элементов – Zn, Cu, Co, S, As, Pb, Mo. Надземная часть газонных трав имеет более низкую концентрацию рассмотренных элементов по сравнению с корнями, наибольшая разница отмечена для Co, Cd, Cu, W. Для газонных трав, выращенных на субстратах с разным соотношением “технического песка СУМЗ”, выявлены более низкие коэффициенты накопления тяжелых металлов по сравнению с растениями на исходном торфе. С увеличением доли отходов снижаются коэффициенты Na, Ba, Mo, As, Cd, Pb, увеличиваются – Li и Rb.Заключение. Результаты исследований вносят вклад в изучение миграции элементов из отходов цветной металлургии в почвенно-растительные системы.
Research subject. The processing waste of the slag from the Sredneuralsk copper smelter (“SUMZ technical sand”) is a finely dispersed (particle size less than 0.05 mm) material, mechanically activated by crushing cast slag and containing high concentrations of copper, zinc and other chalcophilic elements. Fayalite and ferrous glass predominate in its phase composition.Materials and methods. An outdoor experiment to study the elemental migration from waste into the soilplant system was conducted on the territory of the Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of RAS (southwestern part of the Ekaterinburg, Sverdlovsk region). The soil substrate was prepared from lime-neutralised ombrotrophic peat (pH 6.6) with the addition of “technical sand” of 5, 10 and 20% by weight. Lawn grass mixture was grown on trial plots (1 m2). The samples of lawn grass (without separation by species), together with the root part and peat, were collected after the growing season by the “envelope” method, dried at room temperature until constant weight, and powdered. The chemical analysis of the samples was performed at the “Geoanalitik” shared research facilities of the Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of RAS. The analyses were performed by inductively coupled plasma massspectrometry using the NexION-300S ICP mass-spectrometer.Results. The mobilisation of elements from the “SUMZ technical sand” into ombrotrophic peat during the summer was investigated, the distribution of elements in the underground and aboveground parts of lawn grasses was demonstrated, and accumulation coefficients were calculated. The content of most elements in all soil substrates containing waste decreased by autumn, for example, 2–3 times for Zn, Cu, Co, S, As, Pb, and Mo. The aboveground part of lawn grass had a lower concentration of the elements considered as compared to the roots, the greatest difference was observed for Co, Cd, Cu, and W. The lawn grasses grown on soil substrates with the different ratios of “SUMZ technical sand” had lower coefficients of accumulation of heavy metals compared to plants grown on the peat. The coefficients of Na, Ba, Mo, As, Cd, and Pb decreased with an increase in the proportion of waste, and for Li and Rb increased.Conclusion. The results of the research contribute to the study of the migration of elements from non-ferrous metallurgical waste into soil and plant systems.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.