Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева — обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук» (ИХТРЭМС КНЦ РАН), Апатиты, Россия:

И. А. Мосендз, аспирант, эл. почта: ia.mosendz@ksc.ru
И. П. Кременецкая, старший научный сотрудник
А. И. Новиков, младший научный сотрудник

Мурманский арктический государственный университет, Мурманск, Россия
С. В. Терещенко, зав. кафедрой горного дела, наук о Земле и природообустройства

Негативное воздействие предприятий цветной металлургии на природную среду является хорошо изученным и многократно описанным проявлением производственной деятельности в индустриально развитых районах мира. Для снижения объема поступления соединений металлов в окружающую среду из организованных источников разрабатывают и внедряют новые технологии. В последнее время уделяют внимание так называемым неорганизованным источникам загрязнения, к которым относятся техногенно загрязненные территории вокруг предприятий. В настоящей работе рассмотрена возможность применения материалов вермикулит-сунгулитового состава, полученных путем обогащения отходов открытой добычи флогопита (Ковдор, Мурманская область), в качестве сорбционно-активных материалов для очистки от тяжелых металлов загрязненных водных объектов Мончегорской техногенной зоны (Мурманская обл.). Выполнены эксперименты по очистке проб воды материалами вермикулит-сунгулитового состава. Установлено, что процесс сорбционной очистки данными материалами является эффективным. Получены растворы с остаточными концентрациями металлов <10 мкг/л, при этом степень очистки составляет >85 %. Управляющим фактором процесса очистки загрязненной воды от приоритетных экотоксикантов — никеля и меди является рН, который достигается в процессе взаимодействия воды с материалами. В равновесном состоянии при условии поддержания в системе рН > 8,5 вермикулит-сунгулитовые материалы способны удерживать металлы в сорбированном состоянии, препятствуя тем самым их миграции за пределы сорбционного слоя. Полученные результаты показали, что применение мелкодисперсных материалов позволяет снизить концентрации меди и никеля от уровня 10 мг/л до нескольких микрограммов. Исследования выполнены при финансовой и организационной поддержке АО «Кольская ГМК».

1. Ghaderi A., Abduli M., Karbassi A. et al. Evaluating the effects of fertilizers on bioavailablemetallic pollution of soils, case study of Sistan farms // Iran. International Journal of Environmental Research. 2012. No. 6. P. 565–570.
2. Govind P., Madhuri S. Heavy metals causing toxicity in animals and fishes // Research Journal of Animal, Veterinary and Fishery Sciences. 2014. No. 2. P. 17–23.
3. Bastami K. D., Neyestani M. R., Shemirani F. et al. Heavy metal pollution assessment in relation to sediment properties in the coastal sediments of the southern Caspian Sea // Marine pollution bulletin. 2015. Vol. 92. P. 237–243.
4. Xu G., Pei S., Liu J. et al. Surface sediment properties and heavy metal pollution assessment in the near-shore area, North Shandong Peninsula // Marine pollution bulletin. 2015. Vol. 95. P. 395–401.
5. Singh U. K., Kumar B. Pathways of heavy metals contamination and associated human health risk in Ajay River Basin, India // Chemosphere. 2017. Vol. 174. P. 183.
6. Wu B., Song J., Li X. Evaluation of potential relationships between benthic community structure and toxic metals in Laizhou Bay // Marine pollution bulletin. 2014. Vol. 87. P. 247–256.
7. Suresh G., Ramasamy V., Sundarrajan M., Paramasivam K. Spatial and vertical distributions of heavy metals and their potential toxicity levels in various beach sediments from high-backgroundradiation area, Kerala, India // Marine pollution bulletin. 2015. Vol. 91. P. 389–400.
8. Yang X., Yuan X., Zhang A. et al. Spatial distribution and sources of heavy metals and petroleum hydrocarbon in the sand flats of Shuangtaizi estuary, Bohai Sea of China // Marine pollution bulletin. 2015. Vol. 95. P. 503–512.
9. Monferran M. V., Garnero P. L., Wunderlin D. A., de los Angeles Bistoni M. Potential human health risks from metals and As via Odontesthes bonariensis consumption and ecological risk assessments in a eutrophic lake // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2016. Vol. 129. P. 302–310.
10. Кременецкая И. П., Лащук В. В., Волочковская Е. Ю. и др. Применение магнезиально-силикатного реагента для очистки от тяжелых металлов природно-антропогенных водных источников, расположенных в зоне воздействия ОАО «Кольская ГМК» (площадка Мончегорск) // Цветные металлы. 2012. № 7. С. 35–40.
11. Dias N. C., Steiner P. A., Braga M. C. B. Characterization and modification of a clay mineral used in adsorption tests // Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering. 2015. Vol. 3. P. 277–288.
12. Кременецкая И. П., Корытная О. П., Васильева Т. Н. Реагент для иммобилизации тяжелых металлов из серпентинсодержащих вскрышных пород // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2008. № 4. С. 33–40.
13. Кременецкая И. П., Алексеева С. А., Рухленко Е. Д. и др. Материалы природоохранного назначения из отходов добычи флогопита // Экология и промышленность России. 2015. Т. 19, № 2. С. 18–23.
14. Krishnani K. K., Meng X., Christodoulatos C., Boddu V. M. Biosorption mechanism of nine different heavy metals onto biomatrix from rice husk // Journal of Hazardous Materials. 2008. Vol. 153, No. 3. P. 1222–1234.
15. Leyva-Ramos R., Bernal-Jacome L. A., Acosta-Rodriguez I. Adsorption of cadmium (II) from aqueous solution on natural and oxidized corncob // Separation and Purification Technology. 2005. Vol. 45, No. 1. P. 41–49.
16. Tan G., Yuan H., Liu Y., Xiao D. Removal of lead from aqueous solution with native and chemically modified corncobs // Journal of Hazardous Materials. 2010. Vol. 174. P. 740–745.
17. Vimala R., Das N. Biosorption of cadmium (II) and lead (II) from aqueous solutions using mushrooms: a comparative study // Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 168. P. 376–382.