Preview

Литосфера

Расширенный поиск

Оценка мобильности элементов из отходов переработки медеплавильных шлаков в лесные почвы

https://doi.org/10.24930/1681-9004-2020-20-5-717-726

Полный текст:

Аннотация

Объект исследований. “Технический песок” ОАО СУМЗ является тонкодисперсным материалом, прошедшим процесс механоактивации при дроблении литого шлака, он имеет повышенное содержанием меди, цинка и других халькофильных элементов. С целью изучения трансформации отхода в природных экосистемах продукт вторичной переработки медеплавильного шлака вносили в бурые горно-лесные почвы под пологом сосновых лесов и на соответствующих им сплошных вырубках в южно-таежном округе Зауральской холмисто-предгорной провинции (Средний Урал).

Материалы и методы. Исследования проводили в двух типах леса, выделенных согласно принципам генетической лесной типологии: сосняк брусничниковый и сосняк ягодниково-липняковый. Эксперимент проводился в осенний период перед установлением снежного покрова в двух вариантах: 1) на метровых площадках равномерно рассыпали один килограмм отхода; 2) “песок” взвешивали по 100 г, упаковывали в нетканый материал и закапывали в почвенный профиль постоянных пробных площадей на глубину 7–10 см в трехкратной повторности. Через два года мешочки с отходом выкапывали, взвешивали. Микроэлементный анализ проведен в Центре коллективного пользования “Геоаналитик” Института геологии и геохимии УрО РАН методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на квадрупольном масс-спектрометре Elan-9000.

Результаты. Установлено, что в течение двух лет нахождения в почве отход теряет 11% массы. В круговорот вовлекается большинство халькофильных элементов. Наиболее сильно меняется содержание цинка, мышьяка, кадмия, селена. Выявлена разница в степени миграции элементов из “технического песка” в бурые горно-лесные почвы двух типов леса и вырубок. Однократное поверхностное внесение в осенний период 1 кг/м2 минерального отхода не повлияло на качественный состав травянистого яруса всех типов леса и соответствующих им вырубок в следующий весенне-летний период.

Заключение. Результаты исследований представляют интерес для разработки способов утилизации минеральных отходов медеплавильных производств. Однако необходимы дальнейшие исследования по анализу распределения компонентов, мигрирующих из «технического песка» по почвенному профилю лесных почв, а также их вовлечение в биогеохимические циклы.

Об авторах

Е. С. Золотова
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Россия

620016, г. Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15



В. Ф. Рябинин
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Россия

620016, г. Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15



А. Л. Котельникова
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Россия

620016, г. Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15



Н. С. Иванова
Ботанический сад Уральского отделения РАН
Россия

620144, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202а



Список литературы

1. Алещенко Г.М., Букварева Е.Н. (2010) Двухуровневая иерархическая модель оптимизации биологического разнообразия. Изв. Акад. наук. Сер. Биол., (1), 5-15.

2. Гаськова О.Л., Бортникова Е.П., Бортникова С.Б., Андросова Н.В. (2000) Экспериментальное моделирование окислительного выщелачивания хвостов передела никель-кобальтовых руд. Химия в интересах устойчивого развития, 8(3), 373-380.

3. Гейдаров А.А., Кашкай Ч.М., Гулиева А.А., Курбанзаде Г.А., Махмудов М.К., Джафаров З.Р. (2016) Исследование перколяционного выщелачивания ценных компонентов из хвостов обогащения Дашкесанского горно-обогатительного комбината. Kimya Problemleri, (1), 17-25.

4. Грехнев Н.И., Рассказов И.Ю. (2009) Техногенные месторождения в минеральных отходах Дальневосточного региона как новый источник минерального сырья. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 55, 38-46.

5. Гуман О.М., Долинина И.А., Макаров А.Б., Рудой А.Г. (2010) Использование отходов переработки отвальных шлаков для рекультивации земель горнодобывающего комплекса. Изв. высших учебных заведений. Горн. журн., (4), 43-49.

6. Евсеева А.А. (2018) Биоразнообразие растительного компонента как показатель стабильности лесных экосистем. Проблемы регион. экологии, (4), 11-16. https://doi.org/10.24411/1728-323X-2018-14011

7. Захаров А.В., Гуман О.М., Макаров А.Б., Антонова И.А., Ли Т.И. (2014) Экологическое состояние окружающей среды отвалов черной металлургии (по результатам мониторинга шлакового отвала НМТК). Изв. УГГУ, 35(3), 51-56.

8. Золотова Е.С. (2013) Лесотипологические особенности растительности и почв Зауральской холмисто-предгорной провинции. Дис. … канд. биол. наук. Екатеринбург: УГЛТУ, 208 с.

9. Золотова Е.С., Иванова Н.С. (2012) Лесотипологическое исследование вырубок Зауральской холмисто-предгорной провинции. Изв. Самарского НЦ РАН, 14(1), 1016-1019.

10. Иванова Н.С., Золотова Е.С. (2011) Факторы типологического и видового разнообразия лесов Зауральской холмисто-предгорной провинции. Фундаментальные исследования, 12(2), 275-280.

11. Иванова Н.С., Золотова Е.С. (2013) Биоразнообразие условно-коренных лесов Зауральской холмисто-предгорной провинции. Современные проблемы науки и образования, (1). http://www.science-education.ru/107-8563.

12. Калабин Г.В., Мазухина С.И., Малиновский Д.Н., Сандимиров С.С. (2000) Исследование процессов выветривания минеральных отходов добычи и переработки апатит-нефелиновых руд. Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология, (1), 85-91.

13. Калинников В.Т., Макаров Д.В., Васильев Т.Н. (2002) Физико-химические процессы в сульфидсодержащих горнопромышленных отходах. Апатиты: КНЦ РАН, 163 с.

14. Колесников Б.П., Зубарева Р.С., Смолоногов Е.П. (1973) Лесорастительные условия и типы лесов Свердловской области. Свердловск: УНЦ АН СССР, 176 с.

15. Котельникова А.Л. (2006) Исследование подвижности загрязняющих веществ при кислотном выщелачивании хвостов переработки медеплавильных шлаков. Инженерная экология, (1), 54-62.

16. Котельникова А.Л. (2008) О влиянии соотношения шлак/вода на миграционную активность компонентов шлака. Ежегодник-2007. Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 273-276.

17. Котельникова А.Л. (2010) О мобилизации компонентов медеплавильного шлака модельными почвенными растворами. Ежегодник-2009. Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 157, 142-145.

18. Котельникова А.Л. (2012) О подвижных формах тяжелых металлов медеплавильных шлаков. Ежегодник-2011. Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 159, 96-98.

19. Котельникова А.Л., Рябинин В.Ф. (2004) Экспериментальное изучение растворимости шлаков медеплавильных комбинатов в воде. Электр. научно-инф. журнал “Вестник Отделения наук о Земле РАН”, 1(22).

20. Котельникова А.Л., Рябинин В.Ф. (2018) Особенности вещественного состава и перспективы использования отхода вторичной переработки отвальных медеплавильных шлаков. Литосфера, 18(1), 133-139. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2018-18-1-133-139

21. Ланкин Ю.П., Басканова Т.Ф., Печуркин Н.С. (2012) Моделирование адаптивной самоорганизации экосистем. Современные проблемы науки и образования, (5). http://science-education.ru/ru/article/view?id=6735 (дата обращения: 21.10.2019).

22. Леонтьев М.С., Котельникова А.Л., Рябинин В.Ф. (2006) Влияние отходов цветной металлургии на распределение анионов в профиле серых лесных почв. Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского региона. Омск: Наука, 183-185.

23. Леонтьев М.С., Рябинин В.Ф. (2005) Экогеохимическая характеристика распределения халькофильных металлов в дерново-подзолистых и серых лесных почвах Урала. Ежегодник-2004. Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 366-377.

24. Леонтьев М.С., Рябинин В.Ф. (2007) Влияние техногенного вещества на геохимию халькофильных металлов в дерново-подзолистых почвах. “Проблемы минералогии, петрографии и металлогении”. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского. Вып. 10. Пермь, ПГУ, 326-331.

25. Макаров А.Б. (2007) Главные типы техногенно-минеральных месторождений Урала: условия формирования, особенности состава и направления использования. Изв. УГГУ, 22, 61-68.

26. Маслаков Е.Л. (1984) Формирование сосновых молодняков. М.: Изд. Лесн. пром-сть, 165 с.

27. Металлоснабжение и сбыт (2018). [Электронный ресурс]. СУМЗ переработал четверть шлаков медеплавильного производства. https://www.metalinfo.ru/ru/news/101265 (дата обращения: 19.02.2020).

28. Муравьев М.И., Фомченко Н.В. (2013) Выщелачивание цветных металлов из медеплавильного шлака с использованием ацидофильных микроорганизмов. Прикладная биохимия и микробиология, 49(6), 561-569.

29. Наумов В.А., Наумова О.Б. (2019) Формы нахождения и перспективы освоения золота в природных и техногенно-минеральных образованиях Западного Урала. Вестн. Пермского университета. Геология, 18(1), 55-63.

30. Пашкевич М.А. (2000) Техногенные массивы и их воздействие на окружающую среду. СПб.: С.-Петерб. горный ин-т, 230 с.

31. Реутов Д.С., Котельникова А.Л., Халезов Б.Д., Кориневская Г.Г. (2014) Технология извлечения цинка, меди и утилизация песков из твердых отходов, полученных после флотации медеплавильных шлаков. Проблемы недропользования, (1), 121-126.

32. Рыльникова М.В., Радченко Д.Н., Милкин Д.А. (2010) Исследование процессов выщелачивания ценных компонентов из текущих хвостов обогащения медно-колчеданных руд. Горный информационно-аналитический бюллетень, (2), 256-268.

33. Тарасенко И.А., Харитонова Н.А., Оводова Е.В., Зиньков А.В., Корзун А.В. (2017) Трансформация минералого-геохимического состава отходов обогащения и ее влияние на формирование высокоминерализованных вод (Приморский край, Россия). Тихоокеан. геология, 36(2), 106-118.

34. Фирсова В.П. (1977) Почвы таежной зоны Урала и Зауралья. М.: Наука, 176 с.

35. Braun-Blanquet J. (1964) Pflanzensociologie. Grundzuge der Vegetationskunde. 3 Aufl. Wien-N. Y.: Springer-Verlag, 865 p.

36. Okland R.H., Eilertsen O. (1994) Canonical correspondence-analysis with variation partitioning some comments and an application. J. Veg. Sci., 5(1), 117-126.

37. Soukhovolsky V., Ivanova Y. (2018) Modeling production processes in forest stands: An adaptation of the Solow growth model. Forests, 9(7), 391. https://doi.org/10.3390/f9070391


Для цитирования:


Золотова Е.С., Рябинин В.Ф., Котельникова А.Л., Иванова Н.С. Оценка мобильности элементов из отходов переработки медеплавильных шлаков в лесные почвы. Литосфера. 2020;20(5):717-726. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2020-20-5-717-726

For citation:


Zolotova E.S., Ryabinin V.F., Kotelnikova A.L., Ivanova N.S. Assessment of element mobility from copper smelting waste slag into forest soils. LITHOSPHERE (Russia). 2020;20(5):717-726. (In Russ.) https://doi.org/10.24930/1681-9004-2020-20-5-717-726

Просмотров: 42


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1681-9004 (Print)
ISSN 2500-302X (Online)