Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634620)
Контекстум
.
Вода: химия и экология

Вода: химия и экология №10 2011 (440,00 руб.)

0   0
Авторы
Страниц90
ID271013
АннотацияЖурнал публикует оригинальные научные статьи и обзоры теоретического и практического характера, посвященные инновационным исследованиям в области химии и технологии водоподготовки, водоснабжения, водоотведения, контроля качества вод и мониторинга водных объектов.
Вода: химия и экология .— : Креативная экономика .— 2011 .— №10 .— 90 с. — URL: https://rucont.ru/efd/271013 (дата обращения: 20.04.2024)

Также для выпуска доступны отдельные статьи:
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ КИСЛОТНЫХ РУДНИЧНЫХ ВОД ЮЖНОГО УРАЛА / Удачин (60,00 руб.)
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА В ЦИМЛЯНСКОМ ВОДОХРАНИЛИЩЕ / Хоружая (60,00 руб.)
МОНИТОРИНГ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ НА ТЕРРИТОРИИ ГОРОДОВ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЯ СООБЩЕСТВ ВОДОРОСЛЕЙ И ЦИАНОПРОКАРИОТ / Шкундина (60,00 руб.)
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГОМОГЕННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ В ПРОЦЕССАХ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ / Хангильдин (60,00 руб.)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ДООЧИСТКИ ОКРАШЕННЫХ РАСТВОРОВ / Сизов (60,00 руб.)
ОБЗОР ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ (КОНТРОЛЯ) НЕФТЕПРОДУКТОВ В ВОДЕ / Холова (60,00 руб.)
БИОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ МОНИТОРИНГ ЭКОТОКСИКАНТОВ (ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЛЮМИНОМЕТРИЯ) / Куц (60,00 руб.)
ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ ГИДРОФОБИЗАТОРА НА СОРБЦИОННУЮ ЕМКОСТЬ ШЛАМА ОСВЕТЛИТЕЛЕЙ ТЭС / Николаева (60,00 руб.)
КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ВОДНЫХ ВЫТЯЖЕК ИЗ ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ РЕСПУБЛИКИ КОМИ НА СОДЕРЖАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ХРОМАТО-МАСССПЕКТРОСКОПИЧЕСКИМ МЕТОДОМ / Шамрикова (60,00 руб.)
ГЕОХИМИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ / Абдрах (60,00 руб.)
ОБРАБОТКА СТОЧНЫХ ВОД В РОТОРНО-ДИСКОВЫХ СМЕСИТЕЛЯХ / Николаев (60,00 руб.)
ПЕРЕНОС ИОНОВ ЧЕРЕЗ ИОНООБМЕННЫЕ МЕМБРАНЫ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ / Гуляева (60,00 руб.)
ЗАГРЯЗНЕНИЕ МАРГАНЦЕМ РЕК ЧУВАШСКОЙ РЕСПУБЛИКИ / Мухортова (60,00 руб.)
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ РЕК НИЖЕГОРОДСКОГО ПОВОЛЖЬЯ НА ОСНОВАНИИ АНАЛИЗА ИНДИКАТОРНЫХ ВИДОВ ЗООПЛАНКТОНА / Шурганова (60,00 руб.)
РАЗВИТИЕ СООБЩЕСТВА МАКРООБРАСТАНИЯ И ДИНАМИКА КОРРОЗИИ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ 12Х18Н10Т В ТРОПИЧЕСКИХ ВОДАХ / Ковальчук (60,00 руб.)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ и механизмы формирования кислотных РУДНИЧНЫХ ВОД ЮЖНОГО УРАЛА Приведены результаты химического анализа кислотных рудничных вод Южного Урала, формирующихся в пределах крупных горнопромышленных узлов при добыче и переработке сульфидных месторождений. <...> Перечислены основные особенности формирования вторичных новообразованных фаз в зонах смешения кислотных и субнейтральных рудничных вод. <...> Кислотные рудничные воды представляют собой основную экологическую проблему в областях развития крупных горнопромышленных узлов. <...> Образующиеся в результате гидролиза современные охристые осадки выпадают из пересыщенных кислотных рудничных вод в форме сульфатов и гидроксисульфатов Fe и Al (ярозит, швертманнит, базалюминит). <...> 3-8 коллоидной фракции преобладают гидроксисульфаты Fe и гипс (рис. <...> На щелочном геохимическом барьере в зонах смешения с нейтральными водами происходит укрупнение коллоидов, охристые осадки выпадают из пересыщенных кислотных рудничных вод в форме сульфатов и гидроксисульфатов Fe и Al (ярозит, швертманнит, базалюминит), которые сорбируют большое количество Cu, As, Se, Bi, Sb, что приводит к снижению потенциальной токсичности таких вод. <...> Основные новообразованные фазы в осадках вод зон смешения по данным сканирующей электронной микроскопии (1 – гидроксисульфат железа, 2 – гидроксисульфаты железа и железобактерии Gallionella). <...> 4962–4971. Êëþ÷åâûå ñëîâà: кислотные рудничные воды, химический состав, ультрафильтрация, тяжелые металлы, электронная микроскопия 6. <...> Введение В Цимлянском водохранилище – крупнейшем водохранилище Юга России, в последнее время все чаще наблюдаются признаки кризисного состояния водной экосистемы (снижение биоразнообразия, эвтрофикация и интенсивное «цветение» воды), обусловленного биогенными веществами, важное место среди которых занимает азот, используемый водными растениями для роста и развития. <...> В связи с этим целью настоящего исследования является <...>
Вода_химия_и_экология_№10_2011.pdf
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ и механизмы формирования кислотных РУДНИЧНЫХ ВОД ЮЖНОГО УРАЛА Приведены результаты химического анализа кислотных рудничных вод Южного Урала, формирующихся в пределах крупных горнопромышленных узлов при добыче и переработке сульфидных месторождений. Показано, что основными отличительными признаками таких техногенных вод являются низкие значения водородного показателя, высокие концентрации сульфат-иона и микроэлементов халькофильной группы. Перечислены основные особенности формирования вторичных новообразованных фаз в зонах смешения кислотных и субнейтральных рудничных вод. Введение ислотные рудничные воды формируются по универсальному механизму, основой которого является окисление сульфидсодержащих фаз (главным образом К дисульфида железа – пирита, FeS2) в условиях хорошей аэрации и активного водообмена в районах отработки месторождений рудных полезных ископаемых [1-3]. Наличие сульфидов в составе вмещающих пород отработанных месторождений угля также приводит к формированию кислотных рудничных вод, что характерно для месторождений в штатах Вирджиния, Огайо, Пенсильвания (США) [4], Южной Кореи, Кизеловского угольного бассейна (Урал). Катализатором процесса является наличие тионовых бактерий. В составе бактериальной микрофлоры, как правило, преобладают бактерии рода Acidithiobacillus ferrooxidans, ускоряющие химическую часть окислительного процесса в десятки и сотни раз [5-7]. Дополнительными факторами, определяющими динамику выхода тяжелых металлов из сульфидов, являются степень дисперсности сульфидов и присутствие буферирующих Ca и Mg-содержащих карбонатных или силикатных фаз. Формирующиеся техногенÂ.Í. Удачин, кандидат геологоминералогических наук, доцент, заведующий лабораторией, Учреждение Российской академии наук Институт минералогии УрО РАН Б. Вильямсон, PhD, Associate Professor, Camborne School of Mines, College of Engineering, Mathematics and Physical Sciences, University of Exeter, Великобритания ные воды имеют кислотную реакцию с рН от 2,0 до 4,5 и минерализацию, измеряемую десятками и сотнями грамм в литре объема. В зонах смешения кислотных рудничных вод с нейтральными происходит интенсивное выпадение охристых пленок, которые являются основными сорбентами для тяжелых металлов [8, 9]. Транспорт химических элементов в форме коллоидов описан в ряде работ [10-12]. Кислотные рудничные воды представляют собой основную экологическую проблему в областях развития крупных горнопромышленных узлов. По отдельным данным только в США суммарная длина загрязненных кислотными рудничными водами поверхностных водотоков от рудных месторождений в Колорадо составляет 23 000 км [13], а в штате Пенсильвания от закрытых угольных месторождений 3 900 км [4]. Это участки природно-техногенных ландшафтов, которые выключены из водопользования и требуют первоочередных мероприятий по реабилитации. Поэтому исследование химического состава и условий формирования кислотных рудничных вод заслуживает углубленного изучения применительно к конкретному региону. Материалы и методы исследования И сследования химического состава кислотных рудничных вод выполнены в пределах крупных горнопромышленных узлов Южного Урала, где происходит добыча и обогащение сульфидных руд Cu и Zn, частично совмещенные с медеплавильным производством (с севера на юг: гг. Карабаш, Учалы, Сибай, Гай, Медногорск). * Адрес для корреспонденции: udachin@mineralogy.ru Вопросы экологии 3
Стр.1
Пробы отобраны из поверхностных водотоков, характеризующих природные ландшафты, а также из подотвальных вод, водоотлива от закрытых подземных горных выработок. Схема отбора применительно к одному из участков исследования (г. Карабаш) приведена на рис. 1. Отбор проб производился в 1,5-литровые емкости из полипропилена, дважды сполоснутые 0,5 н HNO3 и деионизированной водой (установка Millipore, США). Замеры рН, окислительно-восстановительного потенциала и электропроводности выполнялись на месте отбора из нефильтрованных проб (рН-Eh-метр Yokogawa 82, Япония, кондуктомер Hanna, Португалия). Фильтрация проб под вакуумом проводилась на месте отбора проб через мембранные фильтры Whatman с диаметром 47 мм и диаметром пор 0,45 мкм для разделения на взвешенные и растворенные формы миграции элементов. Анализ катионов и анионов выполнялся в соответствии с традиционными методами гидрохимического анализа: сульфаты гравиметрическим методом путем осаждения с BaCl2; хлориды – титрованием с AgNO3; гидрокарбонат-ион – титриметрией; Ca, Mg, а также высокие концентрации Cu, Zn, Fe, Al, Co, Ni – атомно-абсорбционным методом в режиме ацетилен-воздух (атомноабсорбционный спектрофотометр Perkin Elmer 3110, США); K и Na в эмиссионном режиме на этом же спектрофотометре; низкие содержания Pb и Cd в режиме электротермической атомизации на спектрофотометре Analyst 300, США; микроэлементы Ð. Китагава , PhD, Associate Professor, Hiroshima University, Япония Г.Ф. Лонщакова, младший научный сотрудник, Учреждение Российской академии наук Институт минералогии УрО РАН Ï.Ã. Àìèíîâ, кандидат геологоминералогических наук, научный сотрудник, Учреждение Российской академии наук Институт минералогии УрО РАН Ë.Ã. Óäà÷èíà, инженер, Учреждение Российской академии наук Институт минералогии УрО РАН методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (масс-спектрометр ELAN 9000, США). Во всех химико-спектральных методах для калибровки использовались одноэлементные растворы фирмы Merck (Германия) и мультиэлементные фирмы Per kin Elmer. Относительное стандартное отклонение при определении большинства элементов не превышало 0,05 %. Все аналитические исследования выполнены в Южно-Уральском центре коллективного пользования по исследованию минерального сырья, г. Миасс (аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.514536) и лаборатории физико-химических методов исследований Инсти тута геологии и геохимии им. А.Н. Зава рицкого УрО РАН (аттестат аккреди тации № 001544). Анализ преимущественных форм миграции тяжелых металлов в составе растворенной фазы выполнен на основе оценки количества элементов после ультрафильтрации через мембраны Vivaspin Sartorius (Германия) с размером пор 0,003 мкм. Разница в концентрациях элементов между «валовыми» формами элементов (инфильтрат после мембранных фильтров 0,45 мкм) и истинными растворами (инфильтрат после ультрафильтрации) отнесена к преимущественно коллоидным формам миграции. Анализ фаз в составе коллоидов осуществлен при центрифугировании растворов, осаждении на пленку-подложку из коллодия и последующего просмотра на трансмиссионном микроскопе JEOL JEM 2100 при ускоряющем напряжении 120 кВ и на сканирующем микроскопе JEOL JSM 6460. Результаты и их обсуждение В Рис. 1. Схема опробования основных гидрохимических створов в районе Карабашской геотехнической системы. результате анализа вод типового объекта (г. Карабаш) и типизации всех проб вод опробованной территории Южного Урала выявились общие закономерности химического состава кислотных рудничных вод (табл. 1). Это воды сульфатного типа, при полном отсутствии гидрокарбонат-иона и преобладанием в составе катионов Ca и Mg. Все кислотные рудничные воды характеризуются экстремально низким значением водородного показателя (рН) и высоким содержанием тяжелых металлов, в первую очередь железа и алюминия (рис. 2). Типоморфным для процесса сернокислотного горнопромышленного техногенеза является комплекс элементов халькофильной группы с Cu, Zn, Pb, Cd, As, Se, Bi, Sb (табл. 1). Высокие содержания Fe обусловлены кислотным разложением дисульфида железа – пирита, а Al – гидролизом алюмосиликат4 В.Н. Удачин и др. // ВОДА: ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ №10, октябрь 2011 г. с. 3-8
Стр.2
Таблица 1 Химический состав растворенных форм миграции элементов в составе поверхностных вод в районе г. Карабаш KA(W) 897 pH Eh Электр. HCO3ClSO42NH4+ NO2NO3Ca Mg K Na Li Al Sc Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn As Se Sr Mo Cd Sn Sb Ba Tl Pb Bi Th U 6,4 290 199,7 32,9 11,2 67,5 <0,01 0,016 2,84 24,4 8,2 2,9 3,1 3,26 1,7 0,01 0,05 452 12,4 2,4 6,1 29,8 1057 1,8 0,65 116 0,46 3,99 <0,05 3,62 72,0 0,131 1,04 0,002 0,001 0,030 KA(W) 898 5,85 340 68,5 12,2 13,3 31,1 0,07 <0,003 1,92 7,2 6,2 1,8 2,9 0,89 36,8 0,08 0,37 37 24,5 0,2 5,9 17,5 111,4 2,5 0,22 40,7 0,10 0,41 <0,05 1,10 38,4 0,077 1,46 0,004 0,039 0,077 Примечание: места отбора проб показаны на рис. 1 KA(W) 899 KA(W) 900 3,2 450 KA(W) 901 Физико-химические показатели, мг/л 4,28 380 819 1,9 22,0 566 1,35 0,102 <0,02 79,0 57,8 7,3 23,9 8,52 108 0,07 0,61 2883 6583 40 180 248 32173 322 3,32 193 4,37 26,1 28,6 0,46 63 0,94 20,7 0,014 0,067 0,899 3660 <1,0 78,1 3000 1,75 <0,003 <0,02 395,2 324,2 8,7 35,3 3,45 450 754 <1,0 27,6 505 0,35 0,048 <0,02 69,7 54,9 4,2 18,2 Микроэлементы, мкг/л 75,67 17314 4,20 18,66 30640 129726 430 1364 24296 52796 17,1 3,80 1177 2,64 204 24,4 0,57 14 2,60 369 0,011 0,53 4,8 7,14 834 0,26 1,38 3502 2375 38 165 1381 11669 5,1 0,19 190 2,45 23,4 22,6 0,19 92 0,48 71 0,002 0,012 0,49 KA(W) 902 4,28 380 559 2,3 18,4 370 0,01 0,01 2,00 53,5 28,9 3,9 15,4 4,38 312 0,06 1,84 2361 86 25 138 532 9052 3,0 0,76 138 1,68 14,2 21,1 0,21 37 0,52 74 0,001 <0,001 0,31 KA(W) 903 6,76 285 201 64,6 18,8 46 0,01 0,01 3,10 18,1 10,5 1,7 7,8 1,84 12,5 0,01 0,22 35 9,7 0,2 11,5 17,1 388 1,8 0,28 97 0,41 0,48 <0,05 0,59 37,1 0,020 0,25 0,002 0,005 0,48 KA(W) 904 7,1 280 221 93,9 18,8 36,2 0,06 0,02 4,92 19,8 14,7 1,9 9,1 1,62 6,4 0,01 0,38 1,0 8,8 0,1 4,2 2,8 9,3 2,1 0,18 113 0,64 0,02 <0,05 0,36 25,9 <0,001 0,22 0,001 0,007 0,94 Вопросы экологии 5
Стр.3

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
.
.