Исследование возможности иммобилизации подвижных форм мышьяка в техногенных субстратах
- 1 — Иркутский национальный исследовательский технический университет
- 2 — Иркутский национальный исследовательский технический университет
- 3 — Иркутский национальный исследовательский технический университет
Аннотация
На основе геоэкологического и геохимического мониторинга выявлены масштабы загрязнения трех промзон горного производства, расположенных в Иркутской области и Забайкальском крае. Определены ва- ловые содержания и подвижные формы As в почвогрунтах, огарках, кирпиче, отвалах горно-обогатительного производства. Это позволило выявить особенности химического состава техногенных субстратов с целью выбора способа их обезвреживания. Изучена возможность химической иммобилизации подвижных ионных форм As в природных и техногенных объектах посредством обработки щелочными реагентами. При этом выделены твердые нерастворимые осадки, в составе которых по данным рентгенофазового анализа (РФА) зафиксировано образование фармаколита CaHAsO 4 ·2H 2 O, арсената кальция Ca 3 (AsO 4 ) 2 , сегнитита Pb(Fe 3+ ) 3 AsO 4 (AsO 3 OH)(OH) 6 . Формирование новых твердых нерастворимых соединений свидетельствует о химическом связывании (иммобилизации) мышьяксодержащих соединений и о необратимости процесса. Это позволяет предложить эффективный способ фиксации токсикантов для снижения миграции в объектах окру жающей среды посредством закрепления иммобилизированных форм. Проведены эксперименты с использованием золы шлам-лигнинов (накопленные отходы закрытого Байкальского целлюлозно-бумажного комбината) для обезвреживания мышьяксодержащих отходов горно-металлургических производств. Применение модифицированных угольных сорбентов для сорбции остаточных (после обработки щелочным реагентом) содержаний подвижных форм As позволяет достичь снижения его концентраций до ПДК вредных веществ. Наиболее эффективным сорбентом является NoritRO 3520. Результаты имеют большое практическое значение для реализации способа химической иммобилизации подвижных ионных форм As в зонахтехногенеза.
Литература
- Davydova N.D. Technogenic transformation of topogeosystems under the atmospheric pollution. Geografiya i prirodnye resursy. 2002. N 4, p. 10-13 (in Russian).
- Karpova A.Yu., Shumilova M.A. Modern approaches to remediation of arsenic-contaminated soils (literature review). Trudy Instituta mekhaniki UrO RAN «Problemy mekhaniki i materialovedeniya». 2017, p. 285-293 (in Russian).
- Lykov O.P., Golubeva I.A., Meshcheryakov S.V. Environmental protection in the process of oil production during desalina- tion, dehydration and stabilization of oil. Мoscow: Noosfera, 2000, p. 70 (in Russian).
- Bogdanov A.V., Leonov S.B., Mironov A.P., Ivanova M.A. Patent N 2136599 RF. Method of wastewater treatment. Publ.
- 09.99. Bul. N 25 (in Russian).
- Dymnich S.A., Krasil'nikov V.V., Potoropin E.B., Serebrennikov B.V. Patent N 2582352 RF. Method of biological soil remediation. Publ. 27.04.2016. Bul. N 12 (in Russian).
- Pikovskii Yu.I., Gennadiev A.N., Chernyanskii S.S., Sakharov G.N. The Problem of Diagnostics and Standardization of the Levels of Soil Pollution by Oil and Oil Products. Pochvovedenie. 2003. N 9, p. 1132-1140 (in Russian).
- Sarapulova G.I. Environmental geochemical assessment of technogenic soils. Zapiski Gornogo instituta. 2018. Vol. 234, p. 658-662. DOI 10.31897/PMI.2018.6.658 (in Russian).
- Sosnitskaya T.N. Ecological state of soils in the town of Svirsk, Irkutsk Oblast: patterns of accumulation and detoxification of heavy metals: Avtoref. dis. … kand. biol. nauk. Irkutskaya gosudarstvennaya selskokhozyaistvennaya akademiya. Irkutsk, 2014,
- p. 23 (in Russian).
- Titova V.I. Approaches to the choice of indicators and experience in assessing the ability of soil cover to perform general biosphere functions (analytical review). Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2018. N 6 (67), p. 4-16 (in Russian).
- Abbas G., Murtaza B., Bibi I. et al. Arsenic Uptake, Toxicity, Detoxification, and Speciation in Plants: Physiological, Bio- chemical, and Molecular Aspects. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2018. Vol. 15 (1), p. 59. DOI: 10.3390/ijerph15010059
- Bogdanov A.V., Kachor O.L., Abarinova N.G. Neutralization of arsenic wastes from mining and metallurgical industry.
- Russian Journal of General Chemistry. 2014. Vol. 84. N 11, p. 2346-2349.
- Xiao-Bo Min, De-Gang Liu, Li-Yuan Chai et al. Comparison of arsenic immobilization properties among calcium silicate hydrate, ettringite, and friedel's salt in a slag-based binder. Environmental Progress and Sustainable Energy. 2019. Vol. 38. Iss. 1, p. 422-428. DOI: 10.1002/ep.13100
- De-Gang Liu, Xiao-Bo Min, Yong Ke et al. Co-treatment of flotation waste, neutralization sludge, and arsenic-containing gypsum sludge from copper smelting: solidification/stabilization of arsenic and heavy metals with minimal cement clinker. Environ- mental Science and Pollution Research. March 2018. Vol. 25. Iss. 8, p. 7600-7607. DOI: 10.1007/s11356-017-1084-x
- Gerasimova M.I., Bogdanova M.D. Soils in national atlases of different countries. Eurasian Soil Science. 2015. Vol 48. N 9, p. 911-922.
- Leist M., Casey R.J., Caridi D. The management of arsenic wastes: problems and prospects. Journal of Hazardous Materials. 2000. Vol. 76. Iss. 1, p. 125-138.
- Jie Lei, Bing Peng, Xiaobo Min et al. Modeling and optimization of lime-based stabilization in high alkaline arsenic-bearing sludges with a central composite design. Journal of Environmental Science and Health. 2017. Part A. Vol. 52. N 5, p. 449-458.
- Riveros P.A., Dutrizac J.E., Spencer P. Arsenic Disposal Practices in the Metallurgical Industry. Canadian Metallurgical Quarterly. 2001. Vol. 40. Iss. 4, p. 395-420. DOI: 10.1179/cmq.2001.40.4.395