Гигиеническая оценка атмосферной миграции серы, содержащейся в отходах переработки руд цветных и благородных металлов

Введение. Развитие методических подходов к гигиенической оценке объектов размещения отходов переработки руд цветных и благородных металлов как источников загрязнения атмосферного воздуха представляет несомненный интерес для профилактической токсикологии и гигиены окружающей среды.

Цель исследования — развитие методических подходов к гигиенической оценке объектов размещения отходов переработки руд цветных и благородных металлов как источников загрязнения атмосферного воздуха.

Материалы и методы. Натурное моделирование атмосферной эмиссии соединений серы из сульфидсодержащих отходов осуществлялось с использованием образцов отходов весом 1,0 кг, нагреваемых до температуры 25, 33 и 40°C. Концентрации поллютантов определялись с помощью газоанализатора ГАНК-4. При исследовании загрязнения атмосферы использовался метод подфакельных наблюдений. Объект исследования — Комсомольское хвостохранилище, Кемеровская область. Статистический анализ осуществлялся с помощью прикладных программ Statistica 10.0.

Результаты. Ведущими компонентами эмиссий и загрязнения атмосферы в районе сульфидсодержащего хвостохранилища являются диметилсульфид и диметилсульфоксид, максимальные концентрации которых на расстоянии 300 м от источника в 7,1–6,4% проб превышали гигиенические нормативы и достигали 0,567 мг/м³ и 0,638 мг/м³ соответственно.

Ограничения исследования. Ограничения исследования связаны с моделированием эмиссии и оценкой накопления в приземном слое атмосферы смесей соединений серы в районе размещения хвостохранилища золотоизвлекательного завода в летний период, что ограничивает возможности получения обобщенных представлений об опасности для среды обитания всех возможных типов объектов хранения сульфидсодержащих отходов в различные сезоны года.

Выводы. Исследование позволило идентифицировать соединения серы, подлежащие контролю; оценить мощность источника и специфику зонального загрязнения атмосферы; установить факторы, способствующие распределению и накоплению в приземном слое атмосферы парогазовых смесей; сформулировать перспективные пути снижения объёмов накопления сульфидсодержащих отходов и предотвращения их негативного влияния на среду обитания и здоровье населения.

Этика. Проведение данного исследования не требовало заключение этического комитета.

Участие авторов:
Огудов А.С. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка данных, написание текста, подготовка рукописи;
Новикова И.И. — концепция и дизайн исследования, редактирование, подготовка рукописи;
Чуенко Н.Ф. — сбор и обработка данных, написание текста;
Козырева Ф.У. — концепция и дизайн исследования, редактирование, подготовка рукописи;
Бокарева Н.А. — концепция и дизайн исследования, редактирование, подготовка рукописи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 09.04.2024 / Дата принятия к печати: 03.05.2024 / Дата публикации: 20.06.2024

1. Рафиков С.Ш., Сулейманов Р.А., Валеев Т.К., Рахматуллин Н.Р., Бактыбаева З.Б., Рахматуллина Л.Р. Влияние предприятий горнорудной промышленности на состояние окружающей среды и здоровье населения (обзор литературы). Медицина труда и экология человека. 2021; 3: 62–75. https://doi.org/10.24412/2411-3794-2021-10305

2. Хусаинова А.Ш., Калинин Ю.А., Гаськова О.Л., Бортникова С.Б. Типоморфная характеристика золота из хвостохранилищ колчеданно-полиметаллических месторождений Сибири. Георесурсы. 2021; 23(3): 149–163. https://doi.org/10.18599/grs.2021.3.18

3. Маслобоев В.А., Селезнев С.Г., Макаров Д.В., Светлов А.В. Оценка экологической опасности хранения отходов добычи и переработки медно-никелевых руд. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014; 3: 138–153. https://doi.org/10.21443/1560-9278-2017-20-1/2-165-176

4. Bortnikova S., Yurkevich N., Devyatova A., Saeva O., Shuvaeva O., Makas A. Mechanisms of low-temperature vapor-gas streams formation from sulfide mine waste. Science of the Total Environment. 2019; 647: 411–419. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.08.024

5. Bortnikova S., Abrosimova N., Yurkevich N., Zvereva V., Devyatova A., Gaskova O. Gas transfer of metals during the destruction of efforescent sulfates from the belovo plant sulfide slag, Russia. Minerals. 2019; 9(6): 344. https://doi.org/10.3390/min9060344

6. Кузнецова И.В., Сафронов П.П., Моисеенко Н.В. (2019). Вещественно-минеральная характеристика техногенных россыпей — потенциальных источников благородного металла (на примере Нижнеселемджинского золотоносного узла Приамурья, Россия). Георесурсы. 2019; 21(1): 2–14. https://doi.org/10.18599/grs.2019.1.2-14

7. Bortnikova S.B., Devyatova A.Yu., Yurkevich N.V., Grakhova S.P. et al. Gas Anomalies in the Air Above the Sulfide Tailings and Adjacent Soils in Komsomolsk Settlement (Kemerovo Region, Russia). Water, Air, & Soil Pollution. 2021; 232(10): 1–11. https://doi.org/10.1007/s11270-021-05290-1

8. Khusainova A.S., Gaskova O.L., Kalinin Yu.A., Bortnikova S.B. A Physicochemical Model of Gold Transformation in the Wastes of Processed Pyrite–Polymetallic Ores (Salair Ridge, Russia). Russian Geology and Geophysics. 2020; 61(9): 964–975. https://doi.org/10.15372/RGG2020120

9. Бортникова С.Б., Девятова А.Ю., Шевко Е.П., Гаськова О.Л., Еделев А.В., Огудов А.С. Перенос элементов в газоаэрозольной фазе из отвалов Комсомольского золотоизвлекательного завода (Кемеровская обл.). Химия в интересах устойчивого развития. 2016; 24(1): 11–22. https://doi.org/10.15372/KhUR20160102

10. Хусаинова А.Ш., Гаськова О.Л., Калинин Ю.А., Бортникова С.Б. Физико-химическая модель преобразования золота в продуктах переработки руд колчеданно-полиметаллических месторождений (Салаирский кряж, Россия). Геология и геофизика. 2020; 61(9): 1181–1193. https://doi.org/10.15372/GiG2020120

11. Бочаров В.А., Игнаткина В.А., Лапшина Г.А., Хачатрян Л.С. Развитие технологии комплексной переработки упорных пиритных полиметаллических руд цветных металлов. Цветные металлы. 2018; 4: 27–34. https://doi.org/10.17580/tsm.2018.04.03

12. Павленко Ю.В., Мязин В.П., Сергеенко Е.Н. О проблемах экологической безопасности при переработке руд цветных, редких и благородных металлов. Горный журнал. 2010; 5: 57–59.

13. Стёпкин Ю.И., Гайдукова Е.П. Оценка и управление риском при обращении с отходами. Гигиена и санитария. 2018; 97(8): 693–698. https://elibrary.ru/vmybxd

14. Бакиров А.Б., Валеев Т.К., Сулейманов Р.А., Рахматуллин Н.Р., Бактыбаева З.Б. Проблемы эндогенных пожаров при разработках рудных месторождений и опыт гигиенической оценки аварийной ситуации, связанной с выбросами серосодержащих соединений. Гигиена и санитария. 2019; 98(9): 917–922. https://elibrary.ru/ahyubs

15. Lèbre É., Corder G.D., Golev A. Sustainable practices in the management of mining waste: A focus on the mineral resource. Minerals Engineering. 2017; 107: 34–42.

16. Бакиров А.Б., Валеев Т.К., Сулейманов Р.А., Бактыбаева З.Б., Рахматуллин Н.Р., Аллаярова Г.Р. и др. Санитарно-гигиеническая характеристика горнорудных территорий и оценка риска здоровью населения от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды. Медицина труда и экология человека. 2018; 1(13): 5–12.

17. Амосов П.В., Бакланов А.А., Маслобоев В.А. Результаты оценки загрязнения атмосферы при пылении хвостохранилища (на базе трёхмерного моделирования). Известия вузов. Горный журнал. 2017; 6: 87.

18. Nevskaya M.A., Seleznev S.G., Masloboev V.A., Klyuchnikova E.M., Makarov D.V. Environmental and Business Challenges Presented by Mining and Mineral Processing Waste in the Russian Federation. Minerals. 2019; 9(7): 445. https://doi.org/10.3390/min9070445

19. Пахомова Н.В. Переход к циркулярной экономике и замкнутым цепям поставок как фактор устойчивого развития. Вестник СПбГУ. Экономика. 2017; 33(2): 244–268.

20. Чантурия В.А., Макаров В.Н., Макаров Д.В. Экологические и технологические проблемы переработки техногенного сульфидсодержащего сырья. Апатиты: Кольский научный центр РАН; 2005.