новости и события26.09.2016 3:00:00Ученые ИНГГ СО РАН предупреждают - родники и колодцы в опасности<p style="text-align:justify;">​Помните, как в детской сказке Аленушка просила братца не пить водицы из копытца: "Козленочком станешь!" Сказка, как известно, ложь, да в ней намек, смысл которого сегодня особенно актуален.  <br></p><p style="text-align:justify;">Речь не о лужицах. Все больше становится колодцев, родников, из которых крайне нежелательно пить воду. В четвероногого, конечно, не превратишься, но здоровье почти наверняка потеряешь. Всему виной высокое содержание во многих из таких источников вредных веществ, в том числе тяжелых металлов. Как же они попадают в водоемы? Ученые выяснили, что такие процессы начались почти век назад. Но о том, почему они происходили и происходят до сих пор, известно не все. <br></p><p style="text-align:justify;"><img src="http://www.poisknews.ru/phpp/images/core/contentimage/contentimage/69/93/15/9_25.jpg" class="ms-rtePosition-1" alt="" style="margin:5px;" />Исследованием проблемы серьезно занимаются специалисты <a title="Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А.Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук (ИНГГ СО РАН), г.Новосибирск" href="http://www.ipgg.sbras.ru/ru">Института нефтегазовой геологии и геофизики</a> им. А.А.Трофимука СО РАН. Проекты, которые выполняет старший научный сотрудник института кандидат геолого-минералогических наук <a href="http://www.ipgg.sbras.ru/ru/person/ipgg-YurkevichNV">Наталия ЮРКЕВИЧ</a>, уже третий раз получают государственную поддержку в виде гранта Президента РФ - настолько важны их результаты для науки и практики. Молодой ученый рассказала нашему корреспонденту о механизмах миграции и осаждения химических элементов по геохимическим данным и результатам электроразведки. </p><p style="text-align:justify;">- Сначала поясню немного терминологию, - начинает Наталия Викторовна. - Геотехногенная система в наших исследованиях - это некоторая территория в горнопромышленном районе, испытывающая высокую техногенную нагрузку. </p><p style="text-align:justify;">Техногенез - совокупность геохимических процессов, вызываемых различной деятельностью человека. Это определение было введено еще в первой половине XX века русским геохимиком Александром Евгеньевичем Ферсманом. Важнейшая специфика техногенеза - это резкое ускорение миграции химических элементов по сравнению с природными процессами. Например, полиметаллическую руду добывают, затем измельчают, обрабатывают реагентами, подвергают флотации (флотация - отделение мелких твердых частиц в водной суспензии или растворе). Извлекают некоторую часть ценных компонентов (например, серебра, золота, цинка или меди), а остальное - в отходы.</p><p style="text-align:justify;">На заре бурного развития тяжелой промышленности в СССР, в частности в 1930-е, многочисленные горно-обогатительные комбинаты складировали свои отходы стихийно в русла рек или естественные лога. Только во второй половине ХХ века стали сооружать специальные хвостохранилища.</p><p style="text-align:justify;">Хвостами называются отходы обогащения полиметаллических руд, в которых содержание ценного компонента ниже, чем в исходном сырье. Это тонко измельченный материал с большим количеством сульфидов металлов. Часто содержание пирита (сульфида железа) в отходах около 20 весовых процентов. Окисление кислородом воздуха и воды такого химически активного вещества приводит к появлению кислоты, например серной, и выщелачиванию металлов, в основном рудных элементов (железа, меди, цинка, свинца, кадмия), формируются кислотные или щелочные дренажные потоки. </p><p style="text-align:justify;">Выщелачивание металлов - это их перевод из твердого материала в водный раствор с помощью растворов неорганических кислот, щелочей и солей. Попутно в водном растворе оказываются и примесные элементы. Особое место с точки зрения экологии занимают мышьяк, бериллий, ртуть - вещества первого класса опасности. </p><p style="text-align:justify;"><em>- Как же все это попадает в далекие от промышленных предприятий водоемы, в которых мы купаемся, обитают рыбы и птицы?</em> </p><p style="text-align:justify;">- Кислый раствор (значение рН бывает ниже нуля), образующийся в результате контакта сульфидных отходов с атмосферными осадками или их подтопления грунтовыми водами, поступает в ближайший природный ручеек и далее - в реку, водохранилище, озеро. Как результат - в миграцию вовлечены те компоненты, которые в природных водотоках не встречаются. Скажем, в дренажных потоках с отвалов золоторудного месторождения были найдены теллур и таллий, соединений которых нет в природных водах. Особые физико-химические условия (низкие значения рН и высокий окислительный потенциал) создают предпосылки для формирования новых минеральных форм, размножения бактерий-экстремофилов, которые, в свою очередь, усиливают выщелачивание и повышают подвижность химических элементов. </p><p style="text-align:center;"><img class="brd_lightgray" src="http://www.poisknews.ru/phpp/images/core/contentimage/contentimage/5e/8d/87/9.2_9.jpg" alt="" style="margin:5px;" /> </p><p style="text-align:justify;">В конце концов, на значительном расстоянии от складированных отходов горнорудного производства мы регистрируем так называемые "геохимические аномалии" тех или иных химических элементов, то есть их концентрация в поверхностных, подземных водах, снеговом покрове или почве выше фоновой. К сожалению, опасности подвергаются местные жители, использующие техногенные водоемы для купания и ловли рыбы, употребляющие зараженную грунтовую воду. Например, в скважинной воде одного города в 3 километрах от хвостохранилища золотоизвлекательной фабрики был найден мышьяк в концентрации, превышающей предельно допустимую в шесть раз. После обращения руководителя нашего коллектива профессора <a href="http://www.ipgg.sbras.ru/ru/person/ipgg-BortnikovaSB">Светланы Борисовны Бортниковой​</a> к представителям администрации города колонка была закрыта.</p><p style="text-align:justify;"><em>- Как вы проводите свои исследования?</em> </p><p style="text-align:justify;">- Для мониторинга техногенных объектов мы применяем классические технологии геохимии: полевое опробование вещества отходов и загрязняемых вод, пробоподготовка и анализ проб в лаборатории для определения химического и физического состава с использованием современных рентгеновских и спектральных методов (ИСП-АЭС, ИСП-МС, РФА, РФА-СИ, электронно-сканирующая микроскопия). С помощью электроразведки (электротомография, метод естественного электрического поля, частотное электромагнитное зондирование) удается оперативно оконтурить хранилище отходов, выбрать локальные участки с самой высокой электропроводностью. Так мы сокращаем число отбираемых проб. И уже на стадии полевых исследований получаем предварительную информацию о распределении аномальных по электропроводности зон. Комплексный подход, основанный на верификации данных геохимического анализа результатами электроразведки, дает также возможность оценить ресурсы полезных компонентов и выявить пути распространения подземного дренажа.</p><p style="text-align:justify;"><em>- Приносит ли это практическую пользу?</em> </p><p style="text-align:justify;">- Подсчеты ресурсов цветных металлов в некоторых отвалах позволили отнести их к "техногенным месторождениям". И вот результат: присутствие в дренажных растворах одного из заводов меди с концентрацией 4 грамма на литр сделало рентабельным извлечение металла электролизом по запатентованной нашим коллективом технологии. Кроме того, мы составили реестр хранилищ отходов горнорудного производства в Сибирском регионе с оценкой ресурсов ценных компонентов для их дальнейшего извлечения. Это то, что можно отнести к промышленно-практической значимости наших исследований. Экологический их аспект - разработка технологий обезвреживания отходов, снижения подвижности химических элементов, предотвращения попадания вредных веществ в грунтовые воды. </p><p style="text-align:justify;">Наши работы очень важны для людей, проживающих в экологически неблагополучных районах. Мы не упускаем случая предупредить их об опасности, убеждаем, что нельзя купаться в карьерных озерах, заполненных, по сути, разбавленной кислотой, не стоит пить воду, в которой найден мышьяк. Люди внимают предупреждениям, но надо признаться, что наши слова и результаты работы не всегда находят понимание. В прошлом году в горнорудном поселке у нас состоялся разговор с местными жителями, в ходе которого они предъявили претензию: "По вашей вине закрыли единственную в радиусе трех километров колонку с питьевой водой". Мы возразили: "Но ведь в ней много мышьяка, ее нельзя пить!" Как вы думаете, что нам ответили? "Всю жизнь пили, никто еще не помер". Наверное, если бы людей проверили на наличие хронических заболеваний, спровоцированных употреблением такой воды, разговор получился бы другим.</p><p style="text-align:justify;"><em>- Чем вы занимаетесь сейчас?</em> </p><p style="text-align:justify;">- Сегодня мы работаем над повышением точности электроразведочных данных и их интерпретации, решаем методологические задачи численных взаимосвязей между электрическими, физическими и химическими параметрами сложных многокомпонентных техногенных систем. Одна из фундаментальных задач исследования - влияние электрического поля Земли на миграцию заряженных частиц в водных потоках. Техногенные объекты интересны как раз тем, что предлагают для изучения высокоминерализованные рассолы (минерализация часто превышает 30-50 граммов на литр) с высокими концентрациями металлов (например, железа - около 42, меди и цинка по 4 грамма на литр) и сульфатных анионов. Данные электроразведки при правильной интерпретации позволяют отследить пути миграции таких растворов под землей и выявить так называемые геохимические барьеры, на которых резко снижается подвижность соединений: они осаждаются, формируется слой-концентратор металлов, перспективный для их вторичного извлечения.</p><p style="text-align:justify;">На заключительном этапе исследований мы разработаем рекомендации по извлечению ценных компонентов (Cu, Zn, Mo, Ag) с учетом форм их нахождения в отходах. Один и немаловажных пунктов нынешнего проекта - экономический расчет экологического ущерба и рентабельности вторичной переработки отходов с извлечением полезных компонентов, что покажет практическую значимость проделанной работы. </p><p style="text-align:right;"><br><em>Беседу вел Василий ЯНЧИЛИН </em></p><div style="text-align:right;"><em>Иллюстрации предоставлены Н.Юркевич</em></div><p style="text-align:justify;"><br></p>новости и событияУченые ИНГГ СО РАН предупреждают - родники и колодцы в опасности<tags><tag>og:description</tag><value>​Помните, как в детской сказке Аленушка просила братца не пить водицы из копытца: "Козленочком станешь!" Сказка, как известно, ложь, да в ней намек, смысл которого сегодня особенно актуален</value><tag>og:image</tag><value>http://news.sbras.ru/ru/Documents/yurch.jpg</value></tags>

 Источники

 

 Видео

 

 

 

 

 Файлы

 

 

 Новости